Širdies skilvelius dengiantis „voratinklis“ mokslininkams vis dar kelia daugybę klausimų: kam jis reikalingas?

Siekdama įminti šią anatominę mįslę tarptautinė mokslininkų komanda išanalizavo maždaug 25 tūkst. pacientų širdies magnetinio rezonanso vaizdus iš trijų skirtingų sveikatos duomenų bazių.

Vėliau šiuos duomenis susiejo su genetiniais duomenimis, – atliktas vadinamąjį plataus masto genomo asociacijos tyrimą (GWAS), siekiant nustatyti, kaip subtilios šių raumeninių pluoštelių rašto variacijos susijusios su žmogaus genais, širdies veikla ir širdies ligų rizika.

Jeigu kada nors pasitaikė galimybė apžiūrėti avies, karvės ar net žmogaus širdį, veikiausiai iš karto pastebėjote, kokia ji nuostabi ji. Išsišakojusios fenestracijos juosia širdies sienelių tamsiai raudoną raumenį ir smarkiai kontrastuoja su glotniomis kitų svarbiausių kraujagyslių sienelėmis.

Į šias keistas raukšles atkreipė dėmesį dar senovės laikais. Seniausias iki šiol išlikęs detalus jų aprašymas aptinkamas 16-ojo amžiaus erudito Leonardo Da Vinčio užrašuose. Iš tiesų viena iš ryškesnių šio audinio dalių – stora raumens dalis dešiniame skilvelyje – yra vadinama prieširdžių pertvara. Kartais jo garbei ji yra vadinama Leonardo virve.

Ne vieną amžių trukę tyrinėjimai suteikė pakankami duomenų apie tai, ką bent jau kai kurios šio raumens dalys veikiausiai daro.

Pavyzdžiui, ilgą laiką manyta, kad ta Leonardo Da Vinči garbei pavadinta dalis neleidžia širdžiai per daug išsiplėsti. Kadangi ji apgaubusi svarbių nervų rezginį, manoma, kad taip pat užtikrina trumpesnį atstumą elektros impulsų pralaidumui.

Gali būti nemažai ir kitų raukšlių funkcijų. Už embriono vystymąsi atsakingi signalų perdavimo keliai yra labai gerai išsaugoti, kas leidžia manyti, kad evoliucija nenori, kad šioje vietoje kažkas keistųsi. Veikiausiai grublėtas paviršius padidina pralaidumą, kad maistinės medžiagos ir deguonis spėtų pakliūti į šį audinį, kol audiniai vėl susitrauks.

Tai – gana logiškas širdies vystymosi paaiškinimas. Tačiau kas vyksta vėliau žmogaus gyvenime? Ar jis turi įtakos kraujo tekėjimui per širdį? Gal jis vaidina kokį vaidmenį perduodant elektros impulsus? Galbūt svarbiausias klausimas, kurį pirmiausia reikia atsakyti, ar šie iškilumai apskritai yra svarbūs.

Kadangi šie iškilumai ir nelygumai apibrėžiami pagal tai, kaip jie šakojasi, mokslininkai pasitelkė biomechaninio modeliavimo metodiką ir analitinę metodiką, vadinamą Mendelio randomizaciją, kad parodytų, kad šukinių raumenų fraktaliniai raštai yra susiję su skirtingais širdies nepakankamumo rizikos veiksniais.

„Leonardo Da Vinčis šiuos painius raumenis širdies viduje nupiešė prieš 500 metų ir tik dabar mes pradedame suvokti, kokie jie yra svarbūs žmogaus sveikatai, – sakė MRC Londono medicinos mokslų instituto klinikinis mokslininkas ir konsultuojantis radiologas Declanas O'Reganas. – Šis mokslinis darbas nurodo labai įdomią naują širdies nepakankamumo tyrinėjimų kryptį, o širdies nepakankamumas Jungtinėje Karalystėje paveikia beveik vieną milijoną žmonių.“

Siekdama išsiaiškinti tikslią funkciją mokslininkų komanda simuliavo kraujo tekėjimą per širdį, išklotą skirtingo fraktalinio rašto šukiniais raumenimis.

Susieję savo pastebėjimus su medicininiais ir genetiniais duomenimis iš JK biobanko „UK Biobank“ mokslininkai sako įsitikinę – tekstūra veikė kraujo tekėjimą, kad padėtų jam judėti paprasčiau, panašiai, kaip duobutės ant golfo kamuoliuko paviršiuje veikia oro srautą.

„Mūsų darbas gerokai pagerino mūsų supratimą apie miokardo šukinių raumenų svarbą“, – sakė pagrindinė tyrimo autorė ir „Cold Spring Harbor Laboratory“ biologė Hannah Meyer. – Veikiausiai dar svarbesnis dalykas yra tas, kad mes parodėme mokslininkų iš tikrai skirtingų sričių komandos vertę. Tik genetikos, klinikinių tyrimų ir bioinžinerijos kombinacija leido mums atrasti netikėtą suaugusio žmogaus širdyje esančią miokardo šukinių raumenų funkciją.“

Šio tyrimo išvados publikuotos žurnale „Nature“.