211service.com
Sprādziena traumu mehānika
Zinātnieki ir atklājuši mehānismu, kas ir smadzeņu traumas pamatā, ko karavīri bieži gūst sprādzienos ceļmalās Irākā un Afganistānā. Darbs varētu norādīt ceļu uz šo akūto sprādziena traumu agrīnu ārstēšanu, identificējot iespējamos narkotiku mērķus.
Divi jauni dokumenti no Slimību biofizikas grupa Hārvardas Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolā un Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, kuru vadīja Kevins Kits Pārkers, izmanto audu inženierijas metodes, lai modelētu traumatisku smadzeņu traumu (TBI) fizisko un bioķīmisko ietekmi smadzenēs un asinsvados. Pārkers saka, ka darbs ir pirmais solis ceļā uz TBI mikroshēmā, ko varētu izmantot, lai pārbaudītu narkotikas, lai ārstētu sprādzienā ievainotus karavīrus, pirms rodas ilgtermiņa bojājumi.
TBI, ko izraisa improvizētu sprādzienbīstamu ierīču un raķešu dzinēju granātu sprādzieni, ir visizplatītākais ievainojums karavīru vidū Irākā un Afganistānā. Pat viegla TBI ir mānīgs ievainojums, jo tas bojā smadzenes tādos veidos, kas nav uzreiz pamanāmi un ko ārsti pašlaik maz var darīt, lai ārstētu. Parasti tiek uzskatīts, ka traumas bojā smadzenes, izstiepjot neironus līdz to lūzuma punktam, izraujot nelielus caurumus šūnu membrānā, kas galu galā nogalina šūnas. Taču Pārkers saka, ka viņa komanda atklāja, ka nav nepieciešams bojāt membrānu, lai šūnā izraisītu TBI līdzīgus ievainojumus.
Abi dokumenti koncentrējas uz integrīniem, šūnu membrānas proteīna veidu, kas pārvērš ievainojumu mehāniskos spēkus iekšējās pārmaiņās šūnā. Pētnieki pakļāva šūnas īsiem, pēkšņiem spēkiem. Šādas sistēmas ir izmantotas agrāk, taču Pārkera komanda izmantoja spēkus, kas nebija pietiekami spēcīgi, lai fiziski izjauktu šūnu. Viņi atklāja, ka tas var izraisīt tādas pašas strukturālas izmaiņas gan neironos, gan asinsvadu šūnās, kādas novērojamas cilvēku ar TBI smadzenēs.
Deivids Hovda , kurš vada Smadzeņu traumu pētījumu centru Kalifornijas Universitātē Losandželosā, saka, ka pētījumi liks cilvēkiem, kuri strādā ar TBI, domāt par šiem ievainojumiem jaunā veidā. Viņš arī uzskata, ka atklājumi varētu attiekties uz cilvēkiem ar cita veida smadzeņu traumām, lai gan atšķirība starp sprādzieniem un citām traumām pašlaik ir pretrunīga. Tomēr Hovda saka, ka, tāpat kā citi pētījumi par izolētām šūnām, tie var vai nevar īsti uztvert to, kas notiek smadzenēs. Viņš saka, ka trauma ir vissarežģītākā trauma forma, un smadzenes ir vissarežģītākais orgāns. Viņš saka, ka ir jāveic vairāk pētījumu un autopsijas par ievainotajiem karavīriem, lai izprastu sprādzienu ietekmi uz cilvēka smadzenēm.
Vienā no rakstiem, kas šodien publicēts PLoS One , pētnieki pievienoja magnētiskās lodītes integrīna kompleksiem, kas darbojas kā sava veida strukturāls enkurs šūnās gar neironu aksoniem. Viņi atklāja, ka, lai ievainotu aksonus, ir nepieciešams tikai neliels spēks, kas pielikts krellēm. Turklāt spēki uz vienas lodītes izplatītos pa šūnas skeletu pa citu aksonu, izraisot attālā aksona lūzumu vai ievainojumu. Pārkers saka, ka spēku izplatīšanās caur neironiem izskaidro, kāpēc aksonu bojājumus var redzēt pat tālu no traumas vietas cilvēka smadzenēs.
Otrs dokuments, kas publicēts pagājušajā nedēļā Proceedings of the National Academy of Sciences , liecina, ka integrīni var izraisīt arī problēmu, ko sauc par smadzeņu vazospazmu, asinsvadu atvērumu sašaurināšanos, kas sākas dienas vai mēnešus pēc sprādziena traumas. Pārkers skaidro, ka, lai gan asinsvadu spazmas var rasties, kad asinsvadi plīst un asiņo, dažreiz asiņošana nenotiek un ir jānotiek citam procesam. Viņa komanda izstrādāja artērijas no asinsvadu šūnām un pētīja sprādzieniem līdzīgas stiepšanās ietekmi. Mēs atklājām, ka 24 stundu laikā sprādziens bija izraisījis ģenētiskā slēdža pārslēgšanos, viņš saka. Tas rada ķīmiskas un fizikālas izmaiņas, kas raksturīgas smadzeņu asinsvadu spazmām.
Gan neironos, gan asinsvadu šūnās, apstrādājot šūnas ar zālēm, kas inhibē proteīnu, ko aktivizē integrīni, samazināja ievainojumus. Pārkers uzskata, ka mērķēšana uz šo vai līdzīgu ķīmisko ceļu varētu būt veids, kā ārstēt karavīrus tieši pēc sprādzieniem, lai novērstu dažus lēnākus bioķīmiskos efektus, kas izriet no sākotnējās traumas.
Pārkers, ASV armijas majors, kurš dienējis Afganistānā, parasti strādā pie citām biofizikas problēmām, taču iesaistījās projektā pēc tam, kad pavadīja laiku kaujas laukā kopā ar pulkvedi Džefriju Linu, ASV armijas neirologu, kurš specializējas smadzeņu traumu ārstēšanā; Lings tagad ir Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūras (DARPA) programmas vadītājs, kur viņš vada centienus finansēt pētījumus par TBI zinātni. Tā kā ir ļoti grūti zināt, kas notiek ievainoto karavīru smadzenēs, Pārkers saka, ka mums ir vajadzīgs cits problēmas izpētes veids: ja jūs neveidosit modeļus IED sprādzieniem, būs grūti panākt, lai cilvēki nonāktu. šis lauks.