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Las células del corazón son propensas a la autoorganización.
Último revisado: 16.10.2021
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En el corazón, algunas células pierden periódicamente la capacidad de conducir un impulso. Para no alterar la actividad cardíaca, los cardiomiocitos pueden formar un sistema de conducción ramificado separado.
Los cardiomiocitos son responsables de la función contráctil del corazón. Estamos hablando de células especiales que pueden generar y pasar a través de sí mismos impulsos eléctricos. Sin embargo, además de estas estructuras, el tejido cardíaco está representado por células de tejido conectivo que no transmiten una onda de excitación, por ejemplo, fibroblastos.
Normalmente, los fibroblastos retienen el marco estructural del corazón y participan en la curación de los sitios dañados del tejido. Con un ataque al corazón y otras lesiones y enfermedades, parte de los cardiomiocitos mueren: sus células se llenan de fibroblastos, por el tipo de cicatrización del tejido. Con una gran acumulación de fibroblastos, el paso de una onda eléctrica empeora: esta condición se llama cardiofibrosis en cardiología.
Las células que no pueden conducir un impulso bloquean la actividad normal del corazón. Como resultado, la onda se dirige a evitar el obstáculo, lo que puede conducir a un camino circulatorio de excitación: se forma una onda espiral giratoria. Esta condición se conoce como curso de impulso inverso: esta es la llamada reentrada, que provoca el desarrollo de arritmias cardíacas.
Lo más probable es que los fibroblastos de alta densidad causen la formación de un curso de impulso inverso por las siguientes razones:
- las células no conductoras tienen una estructura heterogénea;
- Una gran cantidad de fibroblastos formados son una especie de laberinto para los flujos de ondas que se ven obligados a seguir un camino más largo y curvo.
La densidad máxima de las estructuras de fibroblastos se llama umbral de percolación. Este indicador se calcula utilizando la teoría de la percolación, un método matemático para evaluar la aparición de enlaces estructurales. Los cardiomiocitos conductores y no conductores se están convirtiendo actualmente en dichos enlaces.
Según los científicos, el tejido cardíaco debería perder la posibilidad de conducción con un aumento en el número de fibroblastos en un 40%. Sorprendentemente, en la práctica, se observa conductividad incluso en el caso de un aumento en el número de células no conductoras en un 70%. Este fenómeno está asociado con la capacidad de los cardiomiocitos para autoorganizarse.
Según los científicos, las células conductoras organizan su propio citoesqueleto dentro del tejido fibroso de tal manera que puedan entrar en sincitio común con otros tejidos del corazón. Los expertos estimaron el paso de un pulso eléctrico en 25 muestras de tejido conectivo que tienen un nivel de porcentaje diferente de estructuras conductoras y no conductoras. Como resultado, el pico de percolación se calculó al 75%. Al mismo tiempo, los científicos notaron que los cardiomiocitos no estaban dispuestos en un orden caótico, sino que estaban organizados en un sistema de conducción ramificado. Hasta la fecha, los investigadores continúan su trabajo en el proyecto: se enfrentan al objetivo de crear nuevos métodos para eliminar las arritmias, que se basarán en la información obtenida durante los experimentos.
Los detalles del trabajo se pueden encontrar en la página journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597