Трабекулы в человеческом сердце: что это такое и зачем они нужны
Что такое мясистые трабекулы сердца?
На этапе развития эмбриона в сердце образуется сложная сеть ветвистых мышечных волокон — трабекул. Геометрический узор на внутренней поверхности сердца, напоминающий чередующиеся ромбы, несколько столетий не поддавался научному объяснению. Статья международной группы исследователей, опубликованная в 2020 году в журнале Nature, приоткрывает завесу тайны, которую представил миру Леонардо да Винчи около 500 лет назад. Но сложная сеть трабекул желудочков сердца — вовсе не бесполезный остаток эмбрионального развития.
Трабекулы (лат. trabeculae, уменьшительное от trabs — бревно, балка) — это пластинки, перегородки и тяжи, образующие остов (основу) органов. Трабекулы присутствуют в тканях не только сердца, но селезёнки и тимуса, костной ткани, лимфатических узлах. Как правило, трабекулы формируются коллагеном соединительной ткани, и в большинстве случаев укрепляют мягкий паренхиматозного органа. Но они также могут быть сформированы костной и мышечной тканью.
Бывает, что в в левом желудочке сердца образуется дополнительная трабекула. Это патология, относящаяся к аномалиям развития сердца. Сама по себе она не несет опасности, так как не приводит к деформации сердца, не вызывает нарушения его работоспособности. Зачастую ее обнаруживают именно у новорожденных, ведь она может быть только врожденной. Если заболевание обнаруживают в доброкачественной форме, то оно не будет вызывать дискомфорта. Однако при злокачественной трабекуле или возникновении осложнений, могут появиться различные симптомы: боли в области сердца, тахикардия, снижение физической активности и хроническая усталость, нарушения в работе пищеварительной системы и опорно-двигательного аппарата.
Роль трабекул в сердце
Знаменитый ученый и творец был первым, кто зарисовал форму трабекул сердца у взрослого человека. Да Винчи также высказал гипотезу о предназначении сети волокон. Он предположил, что эти мышцы нужны, чтобы согревать кровь, когда она протекает через сердце. В настоящее время считается, что трабекулы участвуют в насыщении растущего сердца кислородом, однако их функция во взрослом организме так и осталась загадкой с XVI века.
Что обнаружили ученые?
Чтобы приблизиться к раскрытию тайны трабекулы в сердце, группа ученых провела анализ 25 тысяч МРТ-снимков сердца, а также связанных с ними морфологических и генетических данных пациентов. Исследователи выяснили, что шероховатая поверхность сердечных желудочков вынуждает кровь течь быстрее во время каждого удара сердца. Примерно тот же эффект дают ямочки на мяче для гольфа, уменьшая сопротивление воздуха и позволяя толкнуть мяч дальше, чтобы партнеры по игре раскрыли от изумления рты.
Генетический анализ выявил 6 участков ДНК, «рисующих» узор трабекул сердца. Знать «художника» в лицо важно потому, что форма загадочной сети мышц влияет на работу сердца. Ученые также предположили, что форма трабекул связана с опасными заболеваниями нашего неутомимого мотора. Чтобы подтвердить догадку, были проанализированы генетические данные еще 50 тысяч пациентов. Оказалось, что фрактальные структуры в волокнах трабекул действительно влияют на риск развития сердечной недостаточности.
Работа ученых в очередной раз показала, как хитро и тонко устроены наши тела. Могут потребоваться целые столетия и объединение передовых методов анализа данных, чтобы разобраться во всех тайнах живых организмов. «Только сочетание генетики, клинических исследований и биоинженерии привело нас к открытию неожиданной роли трабекулы в работе сердца взрослого человека», — сказала Ханна Мейер, научный сотрудник лаборатории в Колд Спринг Харбор, где проводились работы. В планах ученых — и дальше исследовать трабекулы желудочков сердца. Это поможет лучше понять пути развития сердечных заболеваний и выработать новые методы их лечения.