Ogni volta che un vaso sanguigno si divide in vasi più piccoli, i globuli rossi (RBC) si presentano con la stessa decisione:prendere il capillare sinistro o il destro. Mentre si potrebbe pensare che i globuli rossi si dividano equamente ad ogni bivio, è noto che in alcuni frangenti, I globuli rossi sembrano preferire un vaso rispetto all'altro. Un nuovo modello di computer cerca di determinare perché i globuli rossi si comportano in questo modo, districare uno dei più grandi misteri del nostro sistema vascolare

Una coppia di ricercatori della Rutgers University ha dimostrato una nuova simulazione numerica diretta in Fisica dei fluidi , che predice il flusso dei globuli rossi attraverso le reti di capillari del corpo. Costruendo una rete di capillari virtuali, il team ha scoperto che non solo il flusso attraverso i cosiddetti vasi madre a volte può diventare distorto, portando a una distribuzione non uniforme dei globuli rossi nei vasi figli, ma queste giunzioni commutano anche tra un flusso uniforme e irregolare nel tempo.

"Questo è il problema biologico che ha un significato immenso negli stati di salute e negli stati di malattia, " disse Prosenjit Bagchi, uno degli autori del saggio. "Questi fenomeni sono noti da secoli, ma in termini di modellazione computazionale ad alta fedeltà, non c'è stato molto".

Bagchi paragona il partizionamento delle cellule del sangue alle biforcazioni lungo i vasi sanguigni alle auto nel traffico dove, A volte, accadono deviazioni. Qualsiasi cosa da un infortunio, a un capillare bloccato, a un tumore la creazione di nuovi vasi per nutrirsi può portare a un vaso sanguigno che cade in disuso. "Quando si tratta di vasi sanguigni, lo usiamo o lo perdiamo, " disse Bagchi. "Se una città vede che nessuno sta guidando su una determinata strada, smetteranno di seguirlo e potrebbero scartarlo. Le reti microvascolari cambiano costantemente la loro architettura, anche nel processo di invecchiamento."

Un metodo importante per modellare il partizionamento dei globuli rossi, chiamato plasma skimming, rende i globuli rossi come puntini infinitamente piccoli che si muovono attraverso un vaso sanguigno. Il gruppo di Bagchi è rimasto sorpreso nell'apprendere quanto questa tecnica sottostimi il comportamento di partizionamento e porti a una distribuzione altamente non uniforme delle celle in una rete. Considerando l'effetto della dimensione cellulare, noto come screening cellulare, il team ha modellato il flusso con molta meno eterogeneità nella distribuzione delle cellule.

Il lavoro del gruppo getta nuova luce su un presupposto di vecchia data secondo cui le biforcazioni dei vasi sanguigni distribuiscono i globuli rossi in modo proporzionale o sproporzionato rispetto al flusso. Anziché, le loro scoperte hanno rivelato che le navi possono passare da un partizionamento uniforme a uno irregolare, sulla base di fattori inclusi i meccanismi a monte che spostano i globuli rossi su un lato del vaso madre, raggruppamento di globuli rossi nei punti di biforcazione, o cambiamenti nella resistenza al flusso nei vasi figli.

Bagchi ha affermato di sperare che le sue scoperte e il modello si rivelino uno strumento utile per i ricercatori che desiderano comprendere meglio il flusso sanguigno nelle reti microvascolari. Nel futuro, la sua squadra sta guardando verso altre particelle, compreso il modo in cui vengono distribuite le particelle di droga, prevedere con precisione il loro trasporto attraverso reti capillari.