Учёные из Вашингтонского университета в Сент‑Луисе и Университета Цинхуа в Пекине выяснили механическую основу внезапного прогрессирования фиброза. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Авторы проводят аналогию с фазовыми переходами в физике: при пересечении порога поведение ткани резко меняется.
С помощью вычислительного моделирования исследователи выявили «точку невозврата» — механический переключатель, который зависит от расстояния между клетками. Если клетки находятся ближе, чем примерно несколько сотен микрометров, они начинают механически взаимодействовать и действовать коллективно. Это collective‑поведение уплотняет ткань и делает её жёстче.
Коллагеновые волокна играют ключевую роль: под действием сил от клеток они выравниваются и формируют напряжённые пояса, которые служат «механическими магистралями» и передают сигналы на большие расстояния. Авторы определили характеристику, названную критическим отношением растяжения, — насколько нужно растянуть коллаген, чтобы волокна выровнялись и усилили жёсткость.
- Уменьшить перекрёстные связи коллагена
- Нарушить выравнивание волокон или напряжённые пояса
- Изменить физическое микроокружение через питание или биоматериалы
Перекрёстные связи коллагена увеличиваются с возрастом и зависят от питания, продуктов конечного гликирования и метаболических заболеваний, таких как диабет. Авторы отмечают компромисс: больше связей повышает активацию клеток, но сокращает дальность распространения механических сигналов. Поэтому, по их мнению, терапия должна мешать механической координации клеток, а не только смягчать ткань. Исследование частично финансировалось Human Frontier Science Program и Китайским фондом естественных наук. Источник: Washington University in St. Louis.
Сложные слова
- фиброза — патологическое образование плотной соединительной ткани
- коллагена — белок, образующий волокна в соединительной ткани
- перекрёстные связи — химическая или физическая связь между молекулами коллагена
- критическим отношением растяжения — степень растяжения, при которой волокна выравниваются
- микроокружение — локальные физические и химические условия вокруг клеток
- активацию — переход клетки в более активное функциональное состояние
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие возможные плюсы и минусы вы видите у стратегии терапии, мешающей механической координации клеток? Приведите аргументы.
- Как, на ваш взгляд, изменение питания может повлиять на перекрёстные связи коллагена и развитие фиброза? Приведите один пример.
- Какие практические трудности могут возникнуть при попытке изменить «точку невозврата» в живой ткани?
Похожие статьи
Высокие дозы антиоксидантов могут навредить сперме и потомству
Исследование на мышах показало, что приём высоких доз антиоксидантов у самцов повредил ДНК спермы и вызвал изменения формы черепа и лица у потомства. Учёные рекомендуют мужчинам осторожнее принимать сильные добавки перед зачатием.
Почему языковые модели ошибаются при умножении четырёхзначных чисел
Новое исследование показало, что современные большие языковые модели плохо умножают четырёхзначные числа, потому что не хранят и не используют промежуточные результаты. Метод ICoT и дополнительные цели обучения помогают моделям запоминать шаги и давать правильный ответ.
Низкий доход и здоровье новорождённых в США
Исследование 2012–2022 годов проанализировало 380 000 рождений в США и показало, что дети из семей с низким доходом чаще рождаются недоношенными или с низкой массой. Закрытие офиса PRAMS угрожает возможности следить за этими тенденциями.
Блокада Glut1 в нейтрофилах снижает повреждение при антителозависимом гломерулонефрите
Исследование на мышиной модели показывает, что нейтрофилы повышают экспрессию переносчика Glut1, что ускоряет воспаление и повреждение почек при AGN. Ингибирование Glut1 уменьшало тяжесть болезни и улучшало патологию почек.