心脏细胞易于自组织

在心脏中，一些细胞会周期性地失去传导冲动的能力。为了不干扰心脏活动，心肌细胞能够形成独立的分支传导系统。

心肌细胞负责心脏的收缩功能。我们所说的心肌细胞是能够产生和传递电脉冲的特殊细胞。然而，除了这些结构之外，心脏组织还包含不传递激励波的结缔组织细胞，例如成纤维细胞。

正常情况下，成纤维细胞维持心脏的结构框架，并参与受损组织区域的修复。心脏病发作或其他损伤和疾病会导致一些心肌细胞死亡：它们的细胞内充满了成纤维细胞，就像组织瘢痕一样。成纤维细胞的大量积聚会导致电波的传导恶化：这种情况在心脏病学中被称为心脏纤维化。

无法传导冲动的细胞会阻碍心脏的正常活动。结果，波会绕过障碍物，从而形成循环兴奋通路：形成旋转螺旋波。这种情况被称为反向冲动路径——也就是所谓的折返，它会引发心律失常。

最有可能的是，高密度成纤维细胞导致逆脉冲中风的形成，原因如下：

- 非导电细胞具有异质结构；

- 大量形成的成纤维细胞就像是波浪流的迷宫，被迫沿着更长、更弯曲的路径流动。

成纤维细胞结构的峰值密度被称为渗透阈值。该指标通过渗透理论计算得出，这是一种评估结构连接出现的数学方法。目前，这种连接包括传导心肌细胞和非传导心肌细胞。

根据科学家的计算，当成纤维细胞数量增加40%时，心脏组织应该会失去传导能力。值得注意的是，在实践中，即使非传导细胞数量增加70%，也能观察到传导性。这种现象与心肌细胞的自组织能力有关。

据科学家介绍，传导细胞在纤维组织内组织自身的细胞骨架，使其能够与其他心脏组织进入共同的合胞体。专家评估了25个结缔组织样本中电脉冲的传递情况，这些样本的导电和非导电结构百分比各不相同。结果计算出渗透峰值为75%。同时，科学家们注意到心肌细胞并非排列混乱，而是形成了一个分支传导系统。如今，研究人员仍在继续开展该项目：他们的目标是基于实验中获得的信息，开发出消除心律失常的新方法。

这项研究的详情可参见journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006597。