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Les cellules cardiaques sont sujettes à l'auto-organisation
Dernière revue: 16.10.2021
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Dans le cœur, certaines cellules perdent périodiquement la capacité de conduire une impulsion. Afin de ne pas perturber l'activité cardiaque, les cardiomyocytes sont capables de former un système conducteur ramifié séparé.
Les cardiomyocytes sont responsables de la fonction contractile du cœur. Nous parlons de cellules spéciales qui peuvent générer et traverser elles-mêmes des impulsions électriques. Cependant, en plus de ces structures, le tissu cardiaque est représenté par des cellules du tissu conjonctif qui ne transmettent pas une onde d'excitation - par exemple, les fibroblastes.
Normalement, les fibroblastes conservent le cadre structurel du cœur et participent à la cicatrisation des sites tissulaires endommagés. Avec une crise cardiaque et d'autres blessures et maladies, une partie des cardiomyocytes meurent: leurs cellules sont remplies de fibroblastes, par le type de cicatrices tissulaires. Avec une grande accumulation de fibroblastes, le passage d'une onde électrique s'aggrave: cette condition est appelée cardiofibrose en cardiologie.
Les cellules incapables de conduire une impulsion bloquent l'activité normale du cœur. En conséquence, l'onde est dirigée pour contourner l'obstacle, ce qui peut conduire à un chemin d'excitation circulatoire: une onde en spirale rotationnelle se forme. Cette condition est appelée un cours d'impulsion inverse - c'est ce qu'on appelle la rentrée, qui provoque le développement de troubles du rythme cardiaque.
Très probablement, les fibroblastes à haute densité provoquent la formation d'un cours d'impulsion inverse pour les raisons suivantes:
- les cellules non conductrices ont une structure hétérogène;
- Un grand nombre de fibroblastes formés sont une sorte de labyrinthe pour les écoulements d'ondes qui sont obligés de suivre un chemin plus long et courbe.
La densité maximale des structures de fibroblastes est appelée seuil de percolation. Cet indicateur est calculé à l'aide de la théorie de la percolation, une méthode mathématique pour évaluer l'apparence des liaisons structurales. Les cardiomyocytes conducteurs et non conducteurs deviennent actuellement de telles liaisons.
Selon les scientifiques, le tissu cardiaque devrait perdre la possibilité de conduction avec une augmentation de 40% du nombre de fibroblastes. Remarquablement, en pratique, la conductivité est observée même dans le cas d'une augmentation du nombre de cellules non conductrices de 70%. Ce phénomène est associé à la capacité des cardiomyocytes à s'auto-organiser.
Selon les scientifiques, les cellules conductrices organisent leur propre cytosquelette à l'intérieur du tissu fibreux de manière à pouvoir entrer en syncytium commun avec d'autres tissus cardiaques. Les experts ont estimé le passage d'une impulsion électrique dans 25 échantillons de tissu conjonctif ayant un pourcentage différent de structures conductrices et non conductrices. En conséquence, le pic de percolation a été calculé à 75%. Dans le même temps, les scientifiques ont remarqué que les cardiomyocytes n'étaient pas disposés dans un ordre chaotique, mais étaient organisés en un système conducteur ramifié. À ce jour, les chercheurs poursuivent leurs travaux sur le projet: ils sont confrontés à l'objectif de créer de nouvelles méthodes d'élimination des arythmies, qui s'appuieront sur les informations obtenues lors des expériences.
Les détails du travail peuvent être trouvés sur la page journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597