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2022-05-05 15:25

研究揭示了血管如何利用“捷径”来控制心血管系统

blood

一种看不见的血管内膜利用一个巨大的连接网络来控制所有心血管功能和罹患心血管疾病的风险。

心血管疾病是一组由缺乏体育活动、不良饮食或某些疾病引起的疾病。科学家们已经知道,这些疾病的发生始于血管内皮细胞的变化。但内皮细胞功能发生变化的原因和方式尚不完全清楚。

斯特拉斯克莱德大学血管成像中心领导的一项新研究表明,这些细胞使用一个复杂的系统来相互交流。这种交流系统的失败可能是心血管疾病发展的第一步。

内皮是血管内细胞的薄内层,它调节血液流动、血压、凝血、炎症和对疾病的反应。它不断地处理储存在血液成分和每条血管周围区域的化学物质中的大量信息,以保持心血管系统的正常工作。

斯特拉斯克莱德大学的研究发现,内皮细胞中有一些细胞簇,它们有特定的功能,并以团的形式运作。在小集团之间,有许多相互连接的连接来传递信息,有一个高密度的连接来保护系统不受通信失败的影响。该系统通过使用快捷方式绕过邻近的小区,在距离上快速传输信息。

研究结果表明,内皮通讯网络的设计类似于互联网的通讯运作,在决定整体心血管活动方面,它可以有效地控制局部血管和提高整体效率。该设计是稳健的,因此,即使有广泛的损伤,控制心血管活动的通信系统也不会失效。

研究结果还表明,疾病的基础可能是交流组织的变化,而不是单个细胞的行为和功能。

研究人员通过在数千个完整的血管内皮细胞上使用单细胞钙离子成像,并应用数学网络(图)理论,解决了通讯网络的本质。这项与斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所共同进行的研究已经发表在《美国国家科学院院刊》上。

斯特拉斯克莱德制药和生物医学研究所的约翰·麦卡伦教授说:“内皮细胞是控制心血管疾病的主要目标,通常被视为一个统一的细胞群。”我们的发现表明,这些细胞不是统一的,而是专门用于特定类型的功能。”

“有一个组织良好、快速和强大的交流系统,共享信息,以便进行协调反应。交流系统为治疗开发提供了新的目标,并深入了解了为什么开发治疗被证明是如此困难。”