Научное открытие может существенно расширить понимание функционирования сердечно-сосудистой системы человеческого организма.
Человеческий организм существует в согласии с естественными ритмами: от смены фаз сна и активности до постоянного кровообращения в мозге, регулярного сердечного ритма и пульса. Новое исследование демонстрирует, что загадку сложного взаимодействия сосудов мозга можно разгадать, наблюдая за работой кишечника, сообщает Medical Xpress.
Специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили, что плавные сокращения мускулатуры кишечника могут пролить свет на процессы расширения и сужения сосудов мозга. При активации мозговых клеток мелкие артерии — артериолы — увеличиваются в диаметре, что обеспечивает приток большего количества кислорода и питательных веществ. Известно, что эти сосуды испытывают ритмические колебания и часто действуют синхронно. До сих пор оставался открытым вопрос о том, как достигается такая согласованность.
Американская команда решила искать объяснение этому явлению в работе системы пищеварения. Исследователи установили, что сокращение стенок кишечника, отвечающее за проталкивание пищи вперед, происходит по определенной модели волновых движений, называемых «лестничными колебаниями». По мнению экспертов, такая закономерность может объяснить, как гармонично взаимодействуют кровеносные сосуды мозга.
«Каждый участок кишечника функционирует как независимый осциллятор, взаимодействующий с соседними сегментами. Обычно связанные осцилляторы рассматриваются в условиях однородной среды, где их частоты близки друг к другу. В данном исследовании мы имеем дело с разночастотными осцилляторами, аналогичными структурам кишечника и мозга», — объясняет Массимо Вергассола, физик из Калифорнийского университета.
Используя математическое моделирование, исследователи подтвердили, что соседние осцилляторы, будь то в кишечнике или мозге, могут устанавливать общую частоту, если их собственные частоты достаточно схожи. Этот процесс создает постепенный каскад переходов, напоминающий плавное продвижение пищи по кишечнику. «Ранее проблема рассматривалась упрощенно, но теперь впервые удалось детально описать процесс формирования этих переломных моментов и происходящее внутри них. Это фундаментальное достижение», — подчеркивает еще один участник команды, профессор физики и нейробиологии Калифорнийского университета Дэвид Кляйнфельд.
Новое исследование открывает возможности для глубже понять как функции мозга, так и проблемы, связанные с процессом пищеварения, касающиеся движения пищи и жидкостей по органам ЖКТ.
Фото: hi-tech.mail.ru