НаукаКлеточное электричество: учёные из МФТИ нашли способ измерения токов...

Клеточное электричество: учёные из МФТИ нашли способ измерения токов в тканях сердца

Российские учёные создали компьютерную модель, которая позволяет точно оценить слабые электрические токи, постоянно возникающие в кардиомиоцитах — клетках сердца. Токи возникают в процессе переноса заряженных атомов — ионов — через клеточные мембраны. Этот процесс лежит в основе сердечной проводимости тканей, его сбои могут приводить к нарушению сердечного ритма и другим заболеваниям. Разработанная учёными модель учитывает ряд параметров, которые раньше с трудом поддавались оценке. По мнению авторов работы, исследование поможет в диагностике кардиологических заболеваний и оценке безопасности лекарственных препаратов.

Учёные МФТИ разработали и применили новую модель измерения электрических токов в клетках сердечной мышцы человека. Авторы работы выяснили, как этот показатель зависит от напряжения, накопленного в клеточных мембранах. Исследование может быть востребовано в медицине для диагностики кардиологических заболеваний, связанных с нарушением сердечной проводимости тканей, таких как аритмия. Об этом RT сообщили в пресс-службе МФТИ. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physiology.

Нервная проводимость в организме обеспечивается за счёт слабых электротоков, которые представляют собой потоки ионов — атомов, обладающих электрическим зарядом. К примеру, возбуждение возникает из-за переноса ионов натрия внутрь клетки из межклеточного пространства.

Нарушения в этих процессах в клетках сердечной мышцы (кардиомиоцитах) способны влиять на сердечный ритм и в итоге провоцировать аритмию и тромбоз. Поэтому изучение этих процессов — важная для медицины задача. Она осложнена тем, что при реальной температуре человеческого тела 37 ºС ток имеет очень высокую амплитуду и его показатели очень быстро меняются, чтобы их можно было засечь. Кроме того, применяемые сегодня методики не учитывают, что клеточные мембраны сами, подобно конденсаторам, накапливают электрический потенциал.

Клеточное электричество: учёные из МФТИ нашли способ измерения токов в тканях сердца

Авторы исследования разработали компьютерную модель, которая позволяет решить эти проблемы. Учёные математически оптимизировали параметры расчётов и учли в них, что электрический потенциал клеточной мембраны при взаимодействии с потоком ионов меняется не мгновенно, а за некоторое время. Также была учтена деполяризация клеточной мембраны (уменьшение разности потенциалов между отрицательно заряженной цитоплазмой и внеклеточной жидкостью. — RT) выше командного потенциала — подаваемого в клетку измерительного сигнала. Новая модель помогла также описать распространение тока, когда концентрация ионов калия в кардиомиоцитах выше нормы. До этого во всех остальных классических математических моделях вообще не рассматривался такой показатель, отмечают исследователи.

Методика обработки данных также позволила измерить электроток в живых клетках-кардиомиоцитах при температуре 37 ºC. Клеточная культура для экспериментов была получена из стволовых клеток.

Методика облегчит работу по изучению безопасности лекарственных препаратов, а также поможет в создании индивидуальных подходов к диагностике и лечению конкретных пациентов.

«Надеемся, что полученная нами модель упростит как фундаментальные исследования сердечной ткани, так и прикладные, например прогностическое моделирование действия антиаритмиков», — отметил в беседе с RT соавтор работы Михаил Слотвицкий, научный сотрудник Лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.

Источник: russian.rt.com

Новости дня

Вклады «На черный день» заморожены на год, и ставка по ним будет меньше

Почему провалилась идея депозитов в пользу бедных ...

Старая гвардия: почему советская закалка особенно ценится в оборонке

В условиях острого кадрового голода компании вспомнили про пожилых работников ...

Вопреки решению о пропуске Олимпиады: борец Мамедов принял индивидуальное приглашение МОК

Шамиль Мамедов вошёл в финальный список спортсменов, которые выступят на Олимпиаде в Париже. Он стал единственным из российских борцов,...

Военное сотрудничество России и КНДР не заметно, но украинцы его отчётливо слышат

В Москве обдумывают способы обхода санкций против Северной Кореи ...

Молдавское вино придает Кишиневу храбрости

Появился новый отказник от антироссийских санкций ...

БРИКС: Вместе с ООН или вместо ООН?

Россия и союзники решили искать справедливости «на стороне» ...

«Очень опасный виток эскалации напряжённости»: в Кремле отреагировали на призывы к снятию ограничений на удары по РФ

Возможное увеличение радиуса применения западных дальнобойных ракет по территории РФ является чистой воды провокацией и новым, очень опасным витком...

«Накрылись травой и камышами»: офицер рассказал, как его подразделение штурмовало остров на Днепре

Прошлой весной офицер из Пскова с позывным Скобарь вместе с сослуживцами отправился на разведку одного из островов в устье...

Воинственные настроения: почему еврочиновники критикуют любые мирные инициативы по Украине

В Брюсселе недовольны визитом премьер-министра Венгрии Виктора Орбана в Москву и его переговорами с Владимиром Путиным. По данным западных...

Москва обеспокоена тем, что миссия ЕС в Армении может стать постоянной

Россия выразила обеспокоенность расширением миссии...

Это также заинтересуетПОХОЖИЕ
Рекомендовано для Вас