Причина высокой смертности от сердечных приступов и инсультов — появление тромбов в кровеносных сосудах сердца или мозга. Если ученые смогут лучше понять работу этого процесса — как ускорить или замедлить коагуляцию в зависимости от медицинских показаний, врачи смогут спасти больше жизней. Новое исследование проливает свет на механику и физику тромбов в малоизученной фазе контракции сгустков крови.

«Свертывание крови — это, фактически, физический феномен, который происходит после повреждения сосуда, — сказал Уилбур Лэм, из Технологического университета Джорджии. — Биология процесса известна. Биохимия известна. Но как она транслируется в физику — неисследованная область».

«Рабочие лошадки» кровотечения — тромбоциты, крошечные клетки крови диаметром 2 мкм. Образующийся сгусток крови называется фибрин. Это клейкая субстанция в виде каркаса, к которому крепятся тромбоциты. Контракция тромбов возникает, когда тромбоциты взаимодействуют с фибрином.

Для того чтобы смоделировать этот процесс, исследователи создали компьютерную модель контракции с волокнами фибрина, образующими трехмерную форму, и отдельными тромбоцитами, которые могут вытягивать филоподии, щупальцевидные структуры, с помощью которых они притягивают соседние нити волокон, сообщает Science Daily.

В том случае, когда в модели тромба активировалась сразу большая группа тромбоцитов, клетки могли достать только до соседних фибринов, потому что им не хватало длины филоподий. Но в случае травмы некоторые тромбоциты действуют первыми. Они сжимают сгусток крови, чтобы другие клетки могли дотянуться до фибрина. Это увеличивает эффективность тромба до 70%, при этом объем тромба снижается до 90%.

Модель показали, что лучше всего тромбоциты действуют, когда они не полностью синхронизированы друг с другом во времени. Этот феномен, названный учеными асинхронным механическим умножением, наиболее выражен, когда имеется нужная концентрация тромбоцитов, такая, как у здорового человека.

Понимание физики процесса контракции должно привести к новым терапевтическим методами. Так, увеличение скорости или повышение надежности образования тромбов поможет в случае кровотечения, а снижение их интенсивности пригодится в случае сердечного приступа.