Рідина між клітинами змінює реакцію тканин на тиск

24 червня 2025 р. 15:21

24 червня 2025 р. 15:21

Механіка тканин залежить не лише від клітинної структури, а й від потоку міжклітинної рідини, що суттєво впливає на реакцію організму на фізичні навантаження.

Рідина як чинник біомеханіки

Більшість води в організмі людини міститься в клітинах, однак значна її частина — міжклітинна рідина — заповнює простір між ними. Інженери Массачусетського технологічного інституту (MIT) встановили, що саме ця рідина визначає податливість тканин до стиснення чи розтягування . “Люди знають про існування міжклітинної рідини, але її значення при деформації тканин недооцінене”, — зазначає Мінг Го, співавтор дослідження.

Дослідники показали, що тканини легше адаптуються до фізичних змін , коли рідина може вільно протікати між клітинами. Навпаки, при ущільненні простору між клітинами тканина стає жорсткішою й менш гнучкою до навантаження. Це відкриття кардинально змінює уявлення про механічну реакцію біологічних тканин .

Експерименти і нові моделі

Команда MIT створила унікальну тестову платформу для вивчення поведінки мікрокластерів тканин під тиском. За допомогою мікроваг і прецизійного крокового двигуна вони спостерігали, як тканини змінюють форму від кулі до млинця при стисненні. “Ці мікротканини були занадто малі для традиційних методів і занадто великі для мікроскопії — ми створили пристрій, щоб вирішити цю проблему,” — пояснює Го.

У серії експериментів із різними типами тканин дослідники встановили, що більші кластери потребують більше часу для розслаблення , що вказує на домінування міжклітинного потоку над структурними чинниками . Отже, механіка тканини пов’язана не лише з її клітинним складом, а й з тим, наскільки швидко рідина може пройти крізь неї.

Вплив на медицину та біоінженерію

Ці висновки мають потенційне застосування в створенні штучних органів і терапевтичних тканин . “Тепер ми розуміємо, що потік рідини між клітинами можна модулювати для покращення функціональності тканини,” — говорить Фан Лю, співавтор дослідження. Результати також можуть пояснити, чому деякі тканини швидше відновлюються після ушкоджень або краще витримують старіння.

Цікаво, що дослідження, зосереджене спочатку на пухлинах, виявило аналогічні механізми і в неракових тканинах . Потік рідини з центру пухлини до країв створює “конвеєр” для поширення клітин — це може мати значення для розуміння метастазування. Аналогічно, в здорових тканинах контроль потоку може поліпшити розподіл поживних речовин .

Перспективи вивчення мозку

Наступним кроком дослідників стане вивчення впливу міжклітинного потоку на роботу мозку , особливо у випадках хвороби Альцгеймера. “Посилення потоку може сприяти очищенню мозкових тканин від відходів і покращенню живлення,” — зазначає Лю. Така гіпотеза дає надію на нові підходи до нейродегенеративних захворювань .

“Коли ми чинимо тиск на тканину, рідина буде текти,” — резюмує Го. Цей простий, але фундаментальний висновок змінює спосіб, у який ми розуміємо адаптацію тканин, відкриваючи нові горизонти для біомедицини, реабілітації та тканинної інженерії.

Наука