Die glatte Muskulatur der Hauptschlagader (Aorta) windet sich in der Gefäßwand nicht genau kreisförmig, sondern mit einer leichten Schräglage, berichtet der Grazer Biomechaniker Gerhard Holzapfel. Sie wurde offensichtlich in der Evolution so ausgerichtet, um das biomechanische Verhalten der Aorta zu optimieren, sagte er der APA. Er erstellte mit Kollegen ein Computermodell des dreischichtigen Gefäßes. Die Studie erschien im Fachjournal "Proceedings A" der Royal Society.

Eine menschliche Aorta ist aus drei Schichten aufgebaut, erklärte Holzapfel, der am Institut für Biomechanik der Technischen Universität (TU) Graz forscht. Da wäre zunächst einmal eine Matrix-Schicht, die Gummi-artige Eigenschaften aufweist. Eine weitere Lage habe lange Eiweißstoff-Fasern (Kollagenschicht) in unterschiedlichen Richtungen eingebettet. Drittens gibt es eine Schicht mit glatter "langsamer Muskulatur".

Ein Team um Holzapfel analysierte diese Schichten mit bildgebenden Verfahren und erstellte komplexe Berechnungen, um ihr Verhalten im Computermodell zu simulieren. "Diese kann man jedoch sehr effizient lösen", so der Forscher: Damit wäre es möglich, "punktgenau" zu modellieren, wie sich die Aorta mechanisch verhält.

Auffallend sei, dass die Muskelzellen der Aorta nicht wie bisher geglaubt tangential, also in Richtung des Gefäßumfanges angeordnet sind, sondern "ein bisschen nach außen geneigt", sagte Holzapfel: "Wir verstehen noch nicht, warum die Natur sie in dieser Richtung ausgelegt hat, aber es handelt sicherlich um eine funktionelle Optimierung und die bestmögliche Ausrichtung".

Service: https://doi.org/10.1098/rspa.2021.0592