Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Ćwiczenia fizyczne wspomagają regenerację serca

Recommended Posts

Nie od dzisiaj wiadomo, że wysiłek fizyczny jest korzystny dla serca. Dotychczas jednak nie do końca rozumiano mechanizm tego dobroczynnego wpływu. Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda oraz Massachusetts General Hospital przyniosły interesujące wyniki. Okazuje się, że ćwiczenia fizyczne stymulują serce do produkcji nowych komórek mięśnia sercowego, zarówno podczas normalnej pracy jak i po zawale.

Ludzkie serce ma ograniczone możliwości regeneracji. U młodych dorosłych każdego roku dochodzi do wymiany zaledwie 1% komórek serca, a odsetek ten spada z wiekiem. Starzenie się i utrata komórek serca grożą chorobami i zawałami, dlatego też działania mające na celu zwiększenie liczby tworzonych nowych komórek mogą pomóc w zapobieganiu licznym problemom zdrowotnym.

Chcieliśmy sprawdzić, czy istnieje naturalna metoda zwiększenia zdolności regeneracyjnych serca. Postanowiliśmy więc przetestować znaną zdrową i bezpieczną metodę: ćwiczenia fizyczne, mówi Ana Vujic z Wydziału Komórek Macierzystych i Biologii Regeneracyjnej Uniwersytetu Harvarda. W ramach badań na myszach zwierzęta zostały podzielone na dwie grupy. Jedna z nich miała dostęp do kołowrotków, z których mogła dowolnie korzystać. Druga grupa nie miała dostępu do kołowrotków. Te zwierzęta, w których klatkach były kołowrotki przebiegały za ich pomocą średnio odległość 5 kilometrów dziennie.

Pomiary zdolności regeneracyjnej serca myszy prowadzono za pomocą specjalnie oznaczonych środków chemicznych, które były wprowadzane do DNA dzielących się komórek. Śledząc ten środek naukowcy byli w stanie sprawdzić, gdzie i ile komórek uległo podziałowi. Okazało się, że u myszy, które miały dostęp do kołowrotków, powstawało ponad 4,5-krotnie więcej nowych komórek serca, niż u myszy, które nie ćwiczyły.

Chcieliśmy też sprawdzić, jak sobie radzi serce po zawale, gdyż głównym celem naszych badań było prześledzenie sposobu regeneracji, mówi Vujic. Po wywołanym ataku serca myszy, które miały dostęp do kołowrotka nadal z niego korzystały i przebywały 5 kilometrów dziennie. W porównaniu z myszami prowadzącymi mniej aktywny tryb życia zauważono u nich zwiększoną aktywność w tych obszarach, gdzie pojawiały się nowe komórki. To dowodziło, że ćwiczenia fizyczne odgrywają olbrzymią rolę w regeneracji mięśnia sercowego.

Do utrzymania serca w zdrowiu konieczne jest zrównoważenie utraty komórek spowodowanej starzeniem się lub chorobą poprzez regenerację i pojawienie się nowych komórek. Nasze badania sugerują, że ćwiczenia fizyczne mogą pomóc w takim zbilansowaniu, stwierdził profesor Anthony Rosenzweig z Uniwersytetu Harvarda, który jest ordynatorem kardiologii w Massachusetts General Hospital. Badania pokazały, że dzięki regularnym ćwiczeniom można mieć młodsze serce, dodaje profesor Richard Lee, specjalista w dziedzinie komórek macierzystych i biologii regeneracyjnej.

W najbliższej przyszłości naukowcy chcą skupić się na wyjaśnieniu mechanizmu, dzięki któremu aktywność fizyczna wspomaga tworzenie się nowych komórek mięśnia sercowego.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Josef Käs z Uniwersytetu w Lipsku i Ingolf Sack z Charité-Universitätsmedizin Berlin wykazali, że rozprzestrzenianie się komórek nowotworu mózgu zależy zarówno od ich właściwości fizycznych, jak i biomechanicznych. Zdaniem naukowców, niewielka zmiana w elastyczności komórek glejaka – najbardziej niebezpiecznego z nowotworów mózgu – znacząco zmienia jego zdolność do przerzutowania.
      Sack jest chemikiem, a Käs fizykiem. Obaj specjalizują się w badaniu nowotworów, ale z różnej perspektywy. Sack bada mechaniczne właściwości tkanek, opracował technikę elastografii rezonansu magnetycznego, będącej połączeniem drgań o niskiej częstotliwości i rezonansu magnetycznego. Jest ona wykorzystywana do śledzenia postępów chorób. Z kolei Käs to optycznej pułapki, w której za pomocą laserów można deformować miniaturowe miękkie obiekty, jak komórki, badając ich elastyczność i zdolność do odkształcania się.
      Już przed dwoma laty obaj naukowcy zauważyli, że komórki glejaka są bardziej miękkie i mniej lepkie niż komórki nowotworowe guzów niezłośliwych. Jako, że glejaka trudno jest usunąć, gdyż wysuwa on niewielkie „macki” do otaczającej go tkanki, naukowcy zdali sobie sprawę, że rozprzestrzenianie się tego nowotworu może być napędzane wyłącznie prawami fizyki. Pojawianie się tego typu „macek” to bowiem dobrze znane zjawisko z fizyki płynów, gdy płyn o niskiej lepkości zostanie wprowadzony do innego płynu.
      Naukowcom udało się zrekrutować do badań ośmiu pacjentów, czterech z łagodnym guzem mózgu i czterech z guzami złośliwymi, w tym trzech z glejakiem. Wyniki badań zaskoczyły samych badaczy. Niezwykłą rzeczą był fakt, że właściwości mechaniczne pojedynczej komórki były odzwierciedlane we właściwościach mechanicznych całej tkanki, mówi Käs. Uzyskane dane wskazują jednak, na bardziej złożony obraz niż po prostu lepkie komórki tworzące lepki guz.
      Zgodnie z wcześniejszymi badaniami guzy złośliwe były bardziej miękkie i mniej lepkie niż guzy łagodne. Jednak, i to właśnie było zaskakujące, tworzące je komórki nie były mniej lepkie. Okazało się, że najważniejsza jest zdolność komórek do rozciągania i ich elastyczność. To ona była skorelowana ze zdolnością tkanki do „płynięcia”. Komórki guza, żeby się rozprzestrzeniać, musiały być zdolne do przeciskania się pomiędzy innymi komórkami. Zdaniem naukowców, to właśnie ta elastyczność, a nie lepkość, jest najważniejszym czynnikiem decydującym o zdolności tkanki do rozprzestrzeniania się.
      Komórki nowotworowe nie muszą dokonywać specjalnych zmian genetycznych, by rozpocząć proces „wysuwania macek”. Wystarczy, że mają odpowiednie właściwości mechaniczne. To wystarcza do bardzo inwazyjnego rozrostu tkanki, stwierdza Käs.
      Dokonane przez niemieckich uczonych odkrycie to jednocześnie z terapeutycznego punktu widzenia zła i dobra wiadomość. Zła, gdyż właściwości mechaniczne trudniej zaburzyć niż procesy molekularne. Dobrą zaś jest sam fakt, że poznaliśmy ten mechanizm. Jeśli zmiany fizyczne mogą spowodować, że guz staje się bardziej złośliwy, to mogą też doprowadzić do tego, że stanie się bardziej łagodny. Zrozumienie tego procesu może w przyszłości przyczynić się do rozwoju nowych terapii.
      Więcej na ten temat przeczytamy w piśmie Soft Matter.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekarze od dziesięcioleci ostrzegali osoby z zaburzeniami rytmu serca, by unikały kawy. Ostrzeżenie brało się z obawy, że kofeina może dodatkowo zaburzać pracę serca. Badania przeprowadzone właśnie na dużej grupie osób wskazują, że kofeina nie zwiększa ryzyka arytmii.
      Nie widzimy żadnych dowodów na wsparcie zalecenia dotyczącego unikania kawy. Oczywiście mogą istnieć osoby, u których kawa wywoła arytmię, ale coraz więcej dowodów wskazuje, że takie przypadki są rzadkie, mówi doktor Gregory Marcus, wicedyrektor ds. badań kardiologicznych na University of California, San Francisco. Co więcej, badania sugerują, że codzienna filiżanka kawy może... zmniejszać ryzyko arytmii.
      Marcus i jego zespół przyjrzeli się danym dotyczącym 386 258 osób z UK Biobank. Informacje obejmowały lata 2006–2018. Średnia wieku badanych wynosiła 56 lat, a mediana czasu, przez który śledzono ich losy to 4,5 roku.
      W badanym okresie incydentalne przypadki arytmii pojawiły się u 16 979 osób. Po skorygowaniu danych o informacje demograficzne, historię medyczną i tryb życia, okazało się, że każda dodatkowa filiżanka kawy dziennie zmniejsza ryzyko arytmii o 3%. Nawet, gdy naukowcy wzięli pod uwagę czynniki genetyczne, mogące wpływać na metabolizowanie kofeiny, nie zauważyli, by picie kawy zwiększało ryzyko arytmii.
      W podsumowaniu badań naukowcy stwierdzili, że na poziomie populacji nie znaleźli żadnych dowodów, by kawa zwiększała ryzyko arytmii.
      Profesor Zachary Goldberger z University of Wisconsin-Madison skomentował, że badania te pokazały, iż istnieje całkowicie nieuzasadnione przekonanie, że kawa powoduje arytmię. Uczony przestrzega jednak przed wyciąganiem zbyt pochopnych wniosków, dotyczących potencjalnych dobroczynnych skutków picia kawy. Najważniejsze jest tutaj spostrzeżenie, że kawa nie powoduje arytmii, ale niekoniecznie przed nią chroni, stwierdza Goldberger dodając, że zaobserwowany efekt ochronny był zbyt słaby.
      Naukowcy zgadzają się, że potrzebne są bardziej szczegółowe badania nad wpływem kofeiny na pracę serca oraz nad jej ewentualnym mechanizmem chroniącym przed arytmią.
      Marcus i Goldberger zauważają też, że prawdopodobnie istnieją osoby, które nie reagują dobrze na kawę. Jeśli przyjdzie do lekarza pacjent z zaburzeniami rytmu serca, który kojarzy je ze spożyciem kawy, to należy się temu przyjrzeć. Powyższe badania nie są podstawą, by powiedzieć takiemu pacjentowi, że nadal może pić kawę. Myślę jednak, że możemy mu powiedzieć, iż kawa nie zwiększa ryzyka zaburzeń, stwierdza Goldberger.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przez dziesięciolecia mówiliśmy ludziom, że aby zachować zdrowie, muszą być aktywni fizycznie przez co najmniej 30 minut przez 5 dni w tygodniu. Jednak jeśli nawet trzymamy się tych zaleceń, to musimy pamiętać, że 30 minut to zaledwie 2% doby. Czy to możliwe, że jedynie 2% doby jest tak istotne dla zdrowia? – pyta profesor Keith Diaz z Columbia University. Diaz i jego zespół zauważyli, że te 30 minut może być niewystarczające, gdyż zależy od tego, jak spędzamy resztę dnia.
      Podczas wcześniejszych badań zwykle sprawdzano jeden rodzaj aktywności fizycznej. Nie badano, jak działa połączenie różnych aktywności. Nie wiemy, jaka kombinacja aktywności jest najlepsza do cieszenia się długim zdrowym życiem, przyznaje Diaz.
      Dopiero ostatnio, dzięki rozpowszechnieniu się tanich urządzeń do monitorowania aktywności, możliwe stało się przeanalizowanie i zbadanie tego zagadnienia.
      Naukowcy z Columbia University i innych uczelni z kilku krajów posłużyli się danymi z 6 badań, w których udział wzięło ponad 130 000 osób z USA, Wielkiej Brytanii i Szwecji. Zbadali, w jaki sposób różna kombinacja aktywności fizycznej – od spokojnej, jak lekkie prace domowe czy spokojne spacery, poprzez bardziej wymagającą, jak szybki spacer, bieganie i inne – wpływa na prawdopodobieństwo zgonu. W analizie uwzględniono też to, ile w ciągu dnia siedzimy.
      Okazało się, że korzyści z 30-minutowej aktywności fizycznej o umiarkowanym lub dużym natężeniu są zależne od tego, jak spędzamy resztą dnia. Okazało się bowiem, że u osób, które siedzą mniej niż 7 godzin na dobę taka aktywność zmniejsza ryzyko przedwczesnej śmierci nawet o 80%. Jednak u osób siedzących 11-12 godzin na dobę, nie ma ona wpływu na ryzyko zgonu. Innymi słowy, to nie jest tak prosto, że wystarczy odhaczyć sobie codzienne ćwiczenia. Ważne jest też, by nie siedzieć zbyt długo, mówi Diaz.
      Obecnie zaleca się, by ćwiczyć 30 minut dziennie czyli 150 minut tygodniowo. Jednak wszystko to można zaprzepaścić, jeśli się zbyt długo siedzi, dodaje profesor Sebastien Chastin z Glasgow Caledonian University.
      Okazuje się też, że lekka aktywność fizyczna jest ważniejsza, niż się sądzi. Jeśli bowiem poświęcamy zaledwie kilka minut dziennie na aktywność umiarkowaną lub ciężką, to i tak możemy zmniejszyć ryzyko zgonu o 30% o ile jednak oddajemy się 6-godzinnej lekkiej aktywności fizycznej. Wystarczy dużo chodzić w ciągu dnia w ramach codziennych zajęć, mówi Diaz.
      Zespół Diaza zaleca, by na każdą godzinę siedzenia przypadały 3 minuty średniej lub wymagającej aktywności fizycznej lub 12 minut lekkiej aktywności.
      Dla ułatwienia, naukowcy opracowali różne kombinacje aktywności fizycznej, które zmniejszają ryzyko przedwczesnej śmierci o 30%:
      1. 55 minut ćwiczeń (od umiarkowanego do dużego wysiłku), 4 godziny lekkiej aktywności fizycznej, 11 godzin siedzenia;
      2. 13 minut ćwiczeń, 5,5 godziny lekkiej aktywności fizycznej, 10 godzin siedzenia;
      3. 3 minuty ćwiczeń, 6 godzin lekkiej aktywności fizycznej, 9,7 godziny siedzenia.
      To dobra wiadomość dla ludzi, którzy nie mają czasu, nie mogą lub nie chcą oddawać się ćwiczeniom fizycznym. Mogą uzyskać sporo korzyści zdrowotnych z dużej ilości lekkiej aktywności fizycznej i krótkich ćwiczeń, kończy Diaz.
      Szczegóły badań opublikowano na łamach British Journal of Sports Medicine.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Politechniki Opolskiej (PO) opracowali i wydrukowali model 3D żyły z guzem w środku. Zrobili to doskonale. Rzeczywisty model był nam potrzebny do dokładnego zwizualizowania guza, co pozwoliło prawidłowo zaplanować operację i jej zakres [patologiczna struktura ciągnęła się wewnątrz dużej żyły od serca aż po miednicę] – wyjaśnia prof. Grzegorz Oszkinis z Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego w Opolu.
      Nieoczywista diagnoza
      Prof. Marek Gierlotka, kierownik Oddziału Kardiologii Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego w Opolu i Kliniki Kardiologii Uniwersytetu Opolskiego, opowiada, że pacjentka została przyjęta do szpitala, bo w badaniu ultrasonograficznym stwierdzono obecność dużej, nieprawidłowej struktury wewnątrz serca, która sięgała daleko w dół, wewnątrz dużej żyły, aż na wysokość miednicy. Wstępna diagnoza w tomografii komputerowej wskazywała na zakrzep, tym bardziej że chora rok wcześniej miała zator tętnicy płucnej.
      Ostatecznie przypadek okazał się o wiele bardziej skomplikowany, dlatego żeby wszystko ustalić i zaplanować leczenie, nawiązano współpracę z licznymi specjalistami: radiologami, patomorfologami, kardiochirurgami, chirurgami naczyniowymi, ginekologami i specjalistami od modelowania 3D z PO.
      Wykonaliśmy dodatkowo rezonans magnetyczny i obraz, który zobaczyłam, okazał się bardziej skomplikowany. Okazało się, że mamy do czynienia z rozległym nowotworem rozpoczynającym się od narządów rodnych, który rozrastając się wewnątrz dużej żyły, sięgał aż do serca – wyjaśnia dr n. med. Katarzyna Sznajder, kierownik Zakładu Klinicznego Diagnostyki Obrazowej USK UO w Opolu.
      Guz był tak duży, że odpowiednia objętość krwi nie dopływała do serca, przez co pacjentka nie tolerowała wysiłku i mdlała. Najpierw operatorzy zajęli się fragmentem guza od strony serca, a później usunięto przeważającą część nowotworu z miednicy i jamy brzusznej, czyli [z] narządów rodnych i żyły. W trakcie zabiegu chirurdzy wypreparowali żyłę główną dolną od żył biodrowych i nerkowych. Nacięli ją i usunęli całego guza.
      Pomoc specjalistów od modelowania 3D
      Pod względem merytorycznym pracami zespołu z PO kierowali prof. Jarosław Zygarlicki i prof. Mirosław Szmajda. Wobec wątpliwości co do dokładnej lokalizacji guza w żyle w oparciu o przeprowadzone w naszym zakładzie badania obrazowe, poprosiliśmy ich o opracowanie i wydrukowanie modelu 3D żyły z guzem w jej wnętrzu – wyjaśnia dr Sznajder.
      Prof. Andrzej Cichoń (również z PO) tłumaczy, że prace składały się z 3 zasadniczych faz: 1) detekcji obrysów żyły i zmiany patologicznej na podstawie przekrojów TK, 2) komputerowego modelowania żyły i zmiany oraz 3) ostatecznego wydruku 3D.
      Analiza ponad 1,5 tys. obrazów z tomografii komputerowej
      Ponieważ planowany czas prac był bardzo krótki, zadania należało podzielić. Analizą ponad 1500 obrazów tomografii komputerowej zajęła się ekipa studentów inżynierii biomedycznej (Anna Wieczorek, Karolina Nowak, Wiktoria Krak, Aleksandra Kawiak i Szymon Nieckarz), doktorantów (mgr inż. Anna Froń i mgr inż. Mirosław Chyliński) i naukowców PO (dr inż. Łukasz Nagi i prof. Mirosław Szmajda).
      Ze względu na złożoność zagadnienia i trudność interpretacji obrazów TK, szczególnie w przypadku badania zakontrastowanych żył, cały zespół został przeszkolony przez lek. med. Andrzeja Falbę, członka ekipy radiologów z USK, po czym w ciągu 3 dni (i nocy) zespół dokonał stosownych obrysów, zweryfikowanych finalnie przez dr. Falbę – relacjonuje prof. Szmajda.
      Modelowanie komputerowe i ostateczny wydruk 3D
      W drugiej fazie prac należało stworzyć wirtualny model przestrzenny żyły i patologicznej zmiany i zapisać w postaci umożliwiającej druk 3D (dla żyły, dla zmiany i dla całości). Zastosowaliśmy metody maszerujących sześcianów oraz triangulacji. Dzięki tym metodom zostały wygenerowane siatki trójkątów, które ostatecznie odwzorowały z zadaną dokładnością modele żyły oraz zmiany patologicznej. Następnie modele te posłużyły do przygotowania plików wejściowych do drukarki 3D - opowiada prof. Zygarlicki.
      W 3. fazie drukowano fizyczny model, dobierając najpierw odpowiednie surowce do uzyskania nieprzezroczystej zmiany i przezroczystych ścian żyły.
      Prof. Oszkinis podsumowuje, że po zabiegu nie wystąpiły żadne komplikacje. Stan pacjentki szybko się poprawiał. Została już wypisana do domu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japońscy naukowcy odkryli, że dwa gatunki ślimaków morskich - Elysia cf. marginata i Elysia atroviridis - potrafią odrzucić i zregenerować całe ciało, wraz z sercem i innymi narządami wewnętrznymi. Badacze sugerują, że zwierzęta te są w stanie przetrwać tak skrajną formę autotomii dzięki fotosyntezie przeprowadzanej przez chloroplasty przejęte od zjadanych glonów.
      Byliśmy zaskoczeni, widząc głowę poruszającą się tuż po autotomii. Myśleliśmy, że bez serca i innych ważnych narządów wkrótce obumrze, ale ku naszemu ponownemu zaskoczeniu doszło do regeneracji całego ciała - opowiada Sayaka Mitoh z Nara Women's University.
      Do odkrycia doszło przez przypadek. Sayaka Mitoh jest doktorantką w laboratorium Yoichi Yusy. Co ważne, w laboratorium tym hoduje się ślimaki. Pewnego dnia w 2018 r. Mitoh zobaczyła głowę Elysia cf. marginata przemieszczającą się bez reszty ciała.
      W artykule z pisma Current Biology Mitoh i Yusa ujawnili, że oddzielona od serca i ciała głowa przemieszczała się samodzielnie tuż pod autotomii. Na przestrzeni dni rana z tyłu głowy się zamykała. W ciągu paru godzin głowa stosunkowo młodych ślimaków zaczynała żerować na glonach. Regeneracja serca zachodziła w ciągu tygodnia. Po 3 tygodniach regeneracja była zakończona. Jeden z osobników zrobił coś takiego 2-krotnie.
      Pięć z 15 wyhodowanych w laboratorium młodych Elysia cf. marginata wykonało skrajną autotomię 226-336 dni po wylęgu z jaj. Podobne zjawisko zaobserwowano u 3 z 82 E. atroviridis; spośród nich 2 osobniki zregenerowały ciała w ciągu tygodnia.
      Mitoh i Yusa nie są pewni, jak ślimaki morskie tego dokonują. Mitoh podejrzewa, że mogą za to odpowiadać komórki podobne do macierzystych. Po co ślimakom tak skrajna postać autotomii? To również nie jest jasne, ale niewykluczone, że pomaga im to w pozbyciu się wewnętrznych pasożytów, które hamują ich rozmnażanie. W ramach przyszłych badań naukowcy chcą sprawdzić, jakie wskazówki uruchamiają autotomię całego ciała i prześledzić mechanizmy leżące u podłoża opisanego zjawiska na poziomie tkankowym i komórkowym.
      Oddzielone od reszty ciała głowy starszych osobników (wyklutych z jaj 480-520 dni wcześniej) nie żerowały i obumierały w ciągu ok. 10 dni; Japończycy podejrzewają, że u bardzo starych osobników korzyści z takiej autotomii byłyby znikome, ponieważ prawdopodobnie nie mogą się one już rozmnażać. Jeśli jednak rzeczywiście chodzi o pozbycie się endopasożytów, niekiedy takie ryzyko może się opłacać. Stare osobniki i tak już długo nie pożyją, [więc jeśli zginą, nie stanie się nic niespodziewanego czy odległego w czasie], a istnieje szansa, że [jakimś cudem] uda się przeżyć i zregenerować ciało bez pasożytów.
      I w przypadku młodych, i starych osobników odrzucone ciała nie odtwarzały głowy, ale także się poruszały i reagowały na dotyk przez kilka dni, a nawet miesięcy.
      Elysia cf. marginata i E. atroviridis uzyskują chloroplasty ze zjadanych glonów; zjawisko to jest nazywane kleptoplastią. Dzięki temu ślimaki mogą wykorzystywać możliwości związane z fotosyntezą. Ta zdolność pozwala im przeżyć po autotomii wystarczająco długo, by zregenerować ciało.
      Sądzimy, że to najbardziej ekstremalna forma autotomii i regeneracji w naturze - podsumowuje Mitoh.
       


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...