Лёгкие млекопитающих представляют собой разветвлённую сеть бронхов и бронхиол, все пути в которой в конечном итоге ведут в небольшие расширения – альвеолы, где происходит газообмен с клетками крови.
До сих пор существовали лишь схематические модели этого сложного органа. Технологии прошлого предоставляли биологам лишь двухмерные срезы и гипсовые слепки воздушных полостей.
Как сообщается в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа учёных во главе с Эриком Хоффманом (Eric Hoffman) из университета Айовы создала первую детальную компьютерную 3D-модель лёгких мыши.
С помощью современной компьютерной микротомографии им удалось воссоздать малейшие изгибы всех закоулков дыхательных путей.
олученная модель позволяет отследить движение воздуха внутри лёгких, определить количество и объём альвеол и подробно изучить взаимодействие газов и кровеносных сосудов в разных частях органа.
Например, сканируя лёгкие животных разного возраста, исследователи установили, что количество альвеол существенно возрастает после достижения мышью двухнедельного возраста.
Лёгкие мышей по структуре и свойствам удивительно похожи на человеческие. Поэтому работа Хоффмана и его коллег поможет прояснить некоторые вопросы, связанные с респираторными заболеваниями.
"Анализ полученной нами модели позволит по-новому взглянуть на структуру лёгких, — говорит участник исследования Драгос Василеску (Dragos Vasilescu) из университета Британской Колумбии (University of British Columbia). – Эти данные могут быть использованы как для изучения здорового органа, так и для визуализации и оценки патологических изменений, происходящих в ходе различных заболеваний".
"Мы можем понять, где зарождается та или иная болезнь или, например, оценить эффективность доставки лекарственных препаратов методом ингаляции", — поясняет Хоффман в пресс-релизе университета Айовы.
Помимо прочего с помощью 3D-модели можно исследовать и наглядно продемонстрировать процесс развития эмфиземы, вызванной курением.
