Биологи показали, как сеть сосудов «запоминает» пережитый инсульт

Кровеносная система включает сложную сеть сосудов, по которым питательные вещества, кислород, гормоны и масса других нужных веществ доставляются в самые отдаленные уголки тела. Эта сеть не статична: она изменяется и подстраивается под нужды организма. Впрочем, иногда эта способность играет отрицательную роль, затрудняя восстановление после инсульта. К такому выводу пришли ученые из Института динамики и самоорганизации Общества имени Макса Планка, статья которых опубликована в журнале Physical Review Letters.

Карен Алим (Karen Alim) и ее коллеги моделировали динамику сосудистой сети, показав, как та подстраивается под нагрузки. «Мы обнаружили, что сила связей внутри сети зависит от интенсивности локального потока, — говорит профессор Алим. — Если поток падает ниже определенного уровня, связь начинает ослабевать все заметнее, пока не исчезает вовсе». Участки, не нуждающиеся в интенсивном кровоснабжении, постепенно снабжаются все меньше. Это позволяет организму гибко подстраиваться под разные условия жизни и при этом экономно расходовать ресурсы, необходимые для развития и поддержания сосудистой сети.

Ученые сравнивают такую способность с движениями слизевиков Physarum, представляющих собой постоянно меняющуюся и подвижную сеть, которая непрерывно нащупывает оптимальные пути до доступных питательных ресурсов. Напомним, это позволяет слизевикам выстраивать весьма эффективные структуры, повторяя некоторые достижения людей, строителей дорожной сети.

Новая работа также показала, что после того, как из-за снижения течения крови сосуд ослабевает, «откатить» эти изменения практически невозможно. К этому, в частности, может привести закупорка сосудов бляшками, вызывающая резкое падение потока через них. Сосуды быстро деградируют, и сеть перестраивается, активируя течение крови по другим путям. И даже после того, как бляшки удаляются — например, хирургически, — полного восстановления функциональности прежних сосудов не происходит.