Лимфатическая система — как городская сеть каналов, по которой медленно движется вода, унося мусор из тканей. Но у неё нет единого насоса-сердца. Вместо этого по длине сосудов расставлены маленькие станции-шлюзы — лимфангионы. Каждый такой шлюз сжимается сам, как кулак, и проталкивает жидкость дальше. Как они согласуют свою работу, долго оставалось загадкой.
Новая математическая модель впервые объединила физику течения жидкости и химию внутри клеток шлюза. Уравнения показали: ключ к ритму — два вещества, кальций и оксид азота. Кальций заставляет мышцы шлюза сжиматься, а оксид азота — расслабляться. Их противоборство похоже на качели: сначала перевешивает один, потом другой, и так без остановки.
Авторы нашли условия, при которых в системе гарантированно возникает устойчивое колебание — тот самый ритмичный «пульс» лимфатического сосуда. Это совпадает с тем, что наблюдают в экспериментах: лимфатические сосуды сокращаются с частотой примерно 10–20 раз в минуту, даже если их изолировать. Модель позволяет предсказывать, как сбои в химии кальция или оксида азота могут приводить к застою лимфы и отёкам. А значит, появляется мишень для будущих лекарств.
Лимфатическая система перекачивает около 3 литров жидкости в сутки — это больше половины объёма крови в теле человека.