Scaling theory of fibrin polymerization.
Research article published in Physical review. E (2024)
Abstract
Fibrin polymerization is responsible for the formation of blood clots and is used in many biomedical applications. Considering polymerization as a dynamic phase transition, we constructed a scaling theory of fibrin networks formation. We show that in the transient state, protofibrils and branched clusters are self-assembled as a result of diffusion-controlled reactions with free fibrin monomers. The rate of reactions increases with initial concentrations of fibrinogen and thrombin. Protofibrils and clusters aggregate laterally, forming fibers, the elongation of which leads to their crosslinking to form a fibrin network. We calculated the network structure for different ratios of lag time and fibrinogen activation time. At a low ratio of fibrinogen and thrombin concentrations, sparse networks of thick and long fibers are formed, whereas at a high ratio, dense networks of thin and short fibers. The predicted concentration dependences of network parameters are in agreement with experimental data.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Резюме
Fibrin polymerization is responsible for the formation of blood clots and is used in many biomedical applications. Considering polymerization as a dynamic phase transition, we constructed a scaling theory of fibrin networks formation. We show that in the transient state, protofibrils and branched clusters are self-assembled as a result of diffusion-controlled reactions with free fibrin monomers.
Почему это важно для гирудотерапии
Эта теоретическая работа строит масштабно-физическую (scaling) модель формирования фибриновой сети, рассматривая полимеризацию как динамический фазовый переход, при котором протофибриллы и разветвленные кластеры самособираются через реакции, контролируемые диффузией, со свободными мономерами фибрина, а затем латерально агрегируют в волокна, которые сшиваются в сеть. Она показывает, что соотношение концентраций фибриногена и тромбина управляет архитектурой сети (низкое соотношение дает разреженные сети из толстых, длинных волокон; высокое соотношение дает плотные сети из тонких, коротких волокон), причем предсказанные зависимости от концентрации совпадают с экспериментальными данными. Это значимо для истории поиска лекарств на основе медицинской пиявки, поскольку антикоагулянты секретома пиявки (в частности, прямой ингибитор тромбина hirudin и родственные молекулы) действуют на тромбин-зависимое образование фибрина, поэтому количественная рамка того, как концентрация тромбина формирует архитектуру сгустка, помогает объяснить, как нацеленные на тромбин соединения пиявки могли бы изменять структуру сгустка, а не только его наличие. Оговорка: это вычислительное/теоретическое моделирование физики сгустка без экспериментального компонента с пиявками и без клинических данных, поэтому его значимость является механистической и косвенной.
Цитирование
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: May 28, 2026 · Последнее обновление сайта: June 18, 2026