Es gibt mysteriöse Falten in unserem Herzen. Dafür sind sie vielleicht da

Jeder einzelne von uns trägt tief in seinem Herzen ein Geheimnis, das uns seit Jahrhunderten verwirrt.

Es gibt ein netzartiges Netzwerk aus Erhebungen, die unsere Herzkammern auskleiden, bekannt als fleischige Balken Das scheint wichtig zu sein, insbesondere während sich das Herz-Kreislauf-System noch entwickelt. Wir waren uns einfach nie sicher, welche Funktionen es – wenn überhaupt – erfüllen könnte, wenn wir ausgewachsen sind.

Um dieser anatomischen Kuriosität auf den Grund zu gehen, hat ein internationales Forscherteam einige große Zahlen ermittelt und das Herz verglichen Magnetresonanztomographie Scans aus rund 25.000 Patientenakten in drei verschiedenen Gesundheitsdatenbanken.

Diese Bilder wurden dann in einer sogenannten genomweiten Assoziationsstudie mit genetischen Daten kombiniert, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie subtile Variationen im fraktalen Trabekelmuster mit den Genen, der Herzleistung und dem Risiko einer Herzerkrankung eines Individuums zusammenhängen.

Wenn Sie jemals das Privileg hatten, in das Herz eines Schafes, einer Kuh oder sogar eines Menschen zu blicken, werden Sie schnell bemerken, wie groovig es aussieht. Verzweigte Fenster verformen die tiefe, purpurrote Muskulatur der Kammerwände und stehen in starkem Kontrast zur glatten Auskleidung anderer großer Gefäße.

(Meyer et al., Nature, 2020)

Während diese seltsamen Falten zweifellos Aufmerksamkeit erregt haben seit antiken Zeiten , die ältesten erhaltenen Darstellungen, die wir von ihnen im Detail haben, sind unter den Notizen des Universalgelehrten Leonardo Da Vinci aus dem 16. Jahrhundert.

Tatsächlich handelt es sich um einen der markantesten Gewebebänder, einen dicken Muskelstrang im rechten Ventrikel, der als „Muskelstrang“ bezeichnet wird Trabekel septomarginalis , wird manchmal auch als bezeichnet Leonardos Schnur ihm zu Ehren.

Jahrhundertelange Forschung hat zahlreiche Erkenntnisse darüber geliefert, was zumindest einige dieser Muskelbänder bewirken könnten.

Leonardos Band zum Beispiel wurde schon lange gedacht um eine Überblähung des Herzens zu verhindern. Da es ein wichtiges Nervenbündel umschließt, könnte es auch eine Abkürzung für die Leitfähigkeit darstellen.

Was den Zweck der übrigen Falten betrifft, können sie auch vielfältigen Zwecken dienen.

Die dafür verantwortlichen Signalwege Entwicklung in einem Embryo sind gut konserviert, was bedeutet, dass die Evolution nicht gut darauf reagiert, wenn mit ihnen herumgespielt wird. Es ist wahrscheinlich, dass die holprige Oberfläche die Oberfläche so weit vergrößert, dass Nährstoffe und Sauerstoff in dieses hungrige Gewebe diffundieren können, bevor die Durchblutung ansteigt.

Dies ist eine vernünftige Erklärung für die Entwicklung des Herzens, aber wie sieht es im späteren Leben aus? Könnte es die Art und Weise beeinflussen, wie das Blut in der Kammer herumwirbelt? Spielen Sie eine Rolle bei der Übertragung elektrischer Impulse?

Die vielleicht wichtigste Frage, die es zunächst zu klären gilt, ist, ob sie überhaupt wichtig sind.

Da das bestimmende Merkmal dieser Klumpen und Beulen die Art und Weise ist, wie sie sich verzweigen, verwendeten die Forscher biomechanische Modellierung und eine darauf basierende Analysetechnik Mendelsche Randomisierung zu zeigen, dass Unterschiede in den fraktalen Mustern der Trabekel mit unterschiedlichen Risiken einer Herzinsuffizienz verbunden sind.

„Leonardo da Vinci hat diese komplizierten Muskeln im Inneren des Herzens vor 500 Jahren skizziert, und erst jetzt beginnen wir zu verstehen, wie wichtig sie für die menschliche Gesundheit sind.“ sagt klinischer Wissenschaftler und beratender Radiologe Declan O'Regan vom MRC London Institute of Medical Sciences.

„Diese Arbeit bietet eine spannende neue Richtung für die Erforschung von Herzinsuffizienz, die das Leben von fast einer Million Menschen im Vereinigten Königreich beeinträchtigt.“

Um ihre tatsächliche Funktion zu bestimmen, simulierte das Team den Blutfluss durch Herzen, die mit verschiedenen fraktalen Trabekelmustern ausgekleidet sind.

Durch die Kombination ihrer Beobachtungen mit medizinischen und genetischen Daten der britischen Biobank waren sie zuversichtlich, dass die Textur den Blutfluss unterbrach, damit es leichter hindurchgleiten konnte, ähnlich wie Grübchen auf der Oberfläche eines Golfball beeinflusst den Luftstrom .

„Unsere Arbeit hat unser Verständnis der Bedeutung von Myokardbälkchen erheblich erweitert“, sagt die Hauptautorin der Studie, die Biologin Hannah Meyer vom Cold Spring Harbor Laboratory.

„Vielleicht noch wichtiger ist, dass wir auch den Wert eines wirklich multidisziplinären Forscherteams gezeigt haben.“ Erst die Kombination aus Genetik, klinischer Forschung und Biotechnik führte uns dazu, die unerwartete Rolle der Myokardbälkchen für die Funktion des erwachsenen Herzens zu entdecken.“

Diese Forschung wurde veröffentlicht in Natur .