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
Почему одно «срывное» угощение редко портит диету
Новый обзор показывает, что единичный «cheat meal» редко разрушает успех в снижении веса и что психологический настрой важнее подсчёта калорий. Запланированные послабления часто помогают, а спонтанные — могут вызвать вину и переедания.
