Elav kude erineb teistest materjalidest selle poolest, et see koosneb rakkudest, millel on ainevahetus ja mis on võimelised jagunema ja uuenema. Tavaliselt jagunevad rakud täiskasvanud kehas ainult uute rakkude moodustamiseks, mis asendavad vanad surnud rakud. Kuid kui esineb ebanormaalseid seisundeid, võib keha hakata moodustama erakordselt uusi rakke.
Veresoonkoe uurimine "elus"
"Kui näiteks verehüüve blokeerib verevoolu läbi endoteelirakkude sisemise kihi, hakkavad need aktiivselt jagunema. Aga mis toimub koes? Kuidas äsja moodustunud rakud liiguvad üksteise suhtes – ja millised mehhanismid juhivad nende liikumist? Seda tahtsimegi uurida,“selgitab biofüüsik Lene Oddershede, Kopenhaageni ülikooli Niels Bohri instituudi uurimisrühma Optilised pintsetid juht.
Teadlased uurisid uute rakkude moodustumise dünaamikat endoteelirakkude kihis, kus vedelik üle ei voolanud. Uuringud viidi läbi laborisüsteemis, mis jäljendas endoteelirakkude kihi tingimusi, kus verehüüve blokeerib verevoolu. Rakkude liikumise ja koe dünaamika "elus" jälgimiseks kasutasid nad faasikontrastmikroskoopiat, mis võimaldab jälgida liikumist koes nii enne, selle ajal kui ka pärast rakkude jagunemist.
Korrapärased mustrid
"Meie eksperimentaalsed uuringud näitasid, et kude käitus nagu viskoosne materjal. Endoteelirakkude kiht on külgnev ja rakud on üksteisega tihedas kontaktis. Kui rakk on jagunenud, liiguvad uued rakud punktist eemale. päritolust ja kõik teised rakud järgivad seda liikumist, mis tekitab kudedes suuri, korrapäraseid ja kaugeleulatuvaid keeriseid," ütleb Lene Oddershede.
Lene Oddershede selgitab, et hästi korraldatud, kaugele ulatuvad keerised on sageli turbulentsi märgiks, mis on tavaline nähtus kiirete liikumiste korral madala viskoossusega voolavas materjalis nagu vesi, täpselt nagu näete ka omaduses. turbulentsimustrid koos "pööristega" näiteks pilvemoodustiste ilmastikusatelliitpiltidel. Kudede dünaamika suur üllatus oli see, et teadlased leidsid need iseloomulikud turbulentsimustrid koos "pööristega", kuigi see oli nii aeglases ja viskoosses süsteemis ootamatu.
Uurimisrühm on täiendav alt täiendanud murrangulisi katsetulemusi süsteemi teoreetilise modelleerimisega ja modelleerimine jõudis samadele tulemustele, andes põhilised füüsilised arusaamad nii keerulisest süsteemist nagu trombiga veresoon.
"See on tugev tulemus, sest nii katsetulemused kui ka simulatsioonid ütlevad, et suurenenud rakkude jagunemine võib aidata kudedel soodsal viisil kasvada ja paraneda ning see protsess põhineb eranditult füüsiliselt sõltuval difusioonil, mis nõuab puudub bioloogiline signaalimine. See võib olla oluline verehüüvete ümber paranemiseks – ja see on näide looduse geniaalsest võimest enda eest hoolitseda,“selgitab Lene Oddershede.
