Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Nie wiedzą, gdzie mają serce
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Serce nie jest w stanie regenerować się po uszkodzeniu. Dlatego dla kardiologii i kardiochirurgii ważne są wysiłki specjalistów z dziedziny inżynierii tkankowej, którzy usiłują opracować techniki regeneracji mięśnia sercowego, a w przyszłości stworzyć od podstaw całe serce. To jednak trudne zadanie, gdyż trzeba odtworzyć unikatowe struktury, przede wszystkim zaś spiralne ułożenie komórek. Od dawna przypuszcza się, że to właśnie taki sposób organizacji komórek jest niezbędny do pompowania odpowiednio dużej ilości krwi.
Bioinżynierom z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences udało się stworzyć pierwszy biohybrydowy model komory ludzkiego serca ze spiralnie ułożonymi komórkami serca i wykazać przy tym, że przypuszczenia były prawdziwe. To właśnie takie spiralne ułożenie komórek znacząco zwiększa ilość krwi przepompowywanej przy każdym uderzeniu serca. To ważny krok, który przybliża nas do ostatecznego celu, jakim jest zbudowanie od podstaw serca zdatnego do transplantacji, mówi profesor Kit Parker, jeden z głównych autorów badań. Z ich wynikami możemy zapoznać się na łamach Science.
Fundamenty dla obecnych osiągnięć amerykańskich naukowców położył 350 lat temu angielski Richard Lower. Lekarz, wśród którego pacjentów znajdował się król Karol II, jako pierwszy zauważył i opisał w Tractatus de Corde, że włókna mięśnia sercowego ułożone są w kształt spirali. Przez kolejne wieki naukowcy coraz więcej dowiadywali się o sercu, jednak badanie spiralnego ułożenia jego komórek było bardzo trudne. W 1969 roku Edward Sallin z Wydziału Medycyny University of Alabama wysunął hipotezę, że to właśnie spiralne ułożenie komórek pozwala sercu na tak wydajną pracę. Jednak zweryfikowanie tej hipotezy nie było łatwe, gdyż bardzo trudno jest zbudować serca o różnych geometriach i ułożeniu włókien.
Naszym celem było zbudowanie modelu, na którym będziemy w stanie zweryfikować hipotezę Sallina i badać znaczenie spiralnej struktury włókien, stwierdza John Zimmerman z SEAS.
Naukowcy opracowali metodę o nazwie Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Urządzenie działa podobnie do maszyny produkującej watę cukrową. Znajdujący się w zbiorniku płynny biopolimer wydobywa się z niego przez niewielki otwór, wypychany na zewnątrz przez siły odśrodkowe działające na obracający się zbiornik. Po opuszczeniu zbiornika, z biopolimeru odparowuje rozpuszczalnik i materiał utwardza się, tworząc włóka. Odpowiednią formę włóknom nadaje zaś precyzyjnie kontrolowany strumień powietrza. Dzięki manipulowaniu tym strumieniem, można nadać włóknom odpowiednią strukturę, naśladującą strukturę włókien mięśnia sercowego. Dzięki FRJS możemy precyzyjnie odtwarzać złożone struktury, tworząc jedno- a nawet czterokomorowe struktury, dodaje Hubin Chang.
Gdy już w ten sposób odpowiednie struktury zostały utkane, na takie rusztowanie naukowcy nakładali na nie szczurze komórki mięśnia sercowego lub ludzkie komórki macierzyste uzyskane z kardiomiocytów. Tydzień później rusztowanie było pokryte wieloma warstwami kurczących się i rozkurczających komórek serca, których ułożenie naśladowało ułożenie włókien biopolimeru.
Naukowcy stworzyli dwie architektury komór serca. Jedną o spiralnie ułożonych włóknach, drugą o włókach ułożonych okrężnie. Następnie porównali deformację komory, tempo przekazywania sygnałów elektrycznych oraz ilość krwi wyrzucanej podczas skurczu. Okazało się, że komora o promieniście ułożonych włókach pod każdym z badanych aspektów przewyższa tę o ułożeniu okrężnym.
Co więcej, uczeni wykazali, że ich metoda może być skalowana nie tylko do rozmiarów ludzkiego serca, ale nawet do rozmiarów serca płetwala karłowatego. Z większymi modelami nie prowadzili testów, gdyż wymagałoby to zastosowania miliardów kardiomiocytów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda i Emory University stworzyli pierwszą w pełni autonomiczną biohybrydową „rybę” zbudowaną z komórek ludzkiego mięśnia sercowego. Urządzenie pływa naśladując kurczenie się mięśni pracującego serca. To krok w kierunku zbudowania sztucznego serca z mięśni i stworzenia platformy do badania takich chorób, jak arytmia.
Naszym ostatecznym celem jest zbudowanie sztucznego serca, które mogłoby zastąpić nieprawidłowo rozwinięte serce u dzieci, mówi profesor Kit Parker z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Większość prac związanych ze stworzeniem tkanki mięśniowej lub serca, w tym część prac prowadzonych przez nas, skupia się na skopiowaniu pewnych funkcji anatomicznych lub uzyskaniu prostego rytmu serca w sztucznej tkance. Tutaj zaś zaczynamy inspirować się biofizyką serca, co jest znacznie trudniejsze. Za wzór nie bierzemy samej budowy serca, a biofizyczne podstawy jego funkcjonowania. To je wykorzystaliśmy jako punkt wyjścia naszej pracy.
Naukowcy wykorzystali kardiomiocyty – komórki mięśnia sercowego odpowiadające za kurczenie się – i inspirowali się kształtem danio pręgowanego oraz ruchami, jakie wykonuje podczas pływania.
W przeciwieństwie do innych urządzeń, ogon biohybrydy składa się z dwóch warstw komórek. Gdy te po jednej stronie się kurczą, po drugiej stronie rozciągają się. Rozciągnięci prowadzi do otwarcia kanału białkowego, który z kolei prowadzi do kurczenia się i proces się powtarza. W ten sposób powstał system napędzający „rybę” przez ponad 100 dni.
Wykorzystując mechaniczno-elektryczne sygnały pomiędzy dwoma warstwami komórek, odtworzyliśmy cykl, w którym każdy skurcz automatycznie wywołuje reakcję w postaci rozciągania się strony przeciwnej. To pokazuje, jak ważne jest sprzężenie zwrotne w mechanizmie działania pomp mięśniowych, takich jak serce, stwierdza główny autor badań, doktor Keel Yong Lee z SEAS.
Naukowcy zaprojektowali też autonomiczny moduł kontrolny, który na podobieństwo rozrusznika serca kontroluje częstotliwość i rytm spontanicznych ruchów komórek. Dzięki współpracy dwóch warstw komórek oraz modułu kontrolnego uzyskano ciągły, spontaniczny i skoordynowany ruch płetwy ogonowej w przód i w tył.
Co więcej, działanie sztucznej ryby poprawia się z czasem. W ciągu pierwszego miesiąca, w miarę dojrzewania kardiomiocytów, poprawiła się amplituda ruchów, maksymalne tempo pływania oraz koordynacja mięśni. W końcu biohybryda pływała równie szybko i efektywnie jak prawdziwy danio pręgowany.
Teraz naukowcy przymierzają się do zbudowania bardziej złożonych biohybryd z komórek ludzkiego serca. To, że potrafię zbudować z klocków model serca, nie oznacza, że potrafię zbudować serce. Można na szalce Petriego wyhodować komórki komórki nowotworowe aż utworzą tętniącą grudkę i nazwać to organoidem. Jednak nic z tego nie oddaje fizyki systemu, który w czasie naszego życia kurczy się ponad miliard razy, a jednocześnie w locie odbudowuje swoje komórki. To jest prawdziwe wyzwanie. I tam właśnie chcemy dojść, mówią uczeni.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
University of Maryland Medical Center informuje o przeprowadzeniu pierwszego w historii udanego przeszczepu serca świni człowiekowi. Biorcą przeszczepu był 57-letni mężczyzna z terminalną chorobą serca, dla którego tego typu zabieg był jedyną opcją terapeutyczną. Po raz pierwszy w historii serce genetycznie zmodyfikowanej świni zostało przeszczepione człowiekowi i nie doszło do natychmiastowego odrzucenia.
Mam wybór, albo umrzeć, albo poddać się temu przeszczepowi. Chcę żyć. Wiem, że to strzał na oślep, ale to moja jedyna szansa, mówił David Bennett na dzień przed zabiegiem. Mężczyzna był wielokrotnie hospitalizowany.
FDA (Food and Drug Agency) wydała nadzwyczajną zgodę na przeprowadzenie zabiegu w ostatnim dniu ubiegłego roku. O zgodę taką można starać się w odniesieniu do eksperymentalnych produktów medycznych – w tym wypadku genetycznie zmodyfikowanego świńskiego serca – gdy ich wykorzystanie jest jedyną dostępną opcją u pacjenta z zagrażającą życiu chorobą.
To przełomowy zabieg, który przybliża nas do momentu rozwiązania problemu z brakiem organów do przeszczepu. Po prostu nie ma tylu dawców z nadającymi się do przeszczepu sercami, by zaspokoić długą listę oczekujących, mówi główny operator profesor Bartley P. Griffith. Postępujemy bardzo ostrożnie, ale też jesteśmy pełni nadziei, że ten pierwszy w historii zabieg da w przyszłości szansę pacjentom.
Profesor Griffith ściśle współpracował z profesorem Muhammadem M. Mohiuddinem, jednym z najlepszych na świecie specjalistów od przeszczepów organów zwierzęcych (ksenotransplantacji), który dołączył do University of Maryland przed pięcioma laty i wraz z prof. Griffinem stworzyli Cardiac Xenotransplantation Program. To kulminacja wieloletnich bardzo złożonych badań i doskonalenia techniki na zwierzętach, które przeżyły z organem obcego gatunku ponad 9 miesięcy. FDA wykorzystała nasze dane i dane na temat eksperymentalnej świni podczas procesu autoryzowania przeszczepu, mówi Mohiuddin.
Ksenotransplantacje mogą uratować tysiące ludzi, ale wiążą się z ryzykiem wystąpienia niebezpiecznej reakcji układu odpornościowego biorcy. Może dojść do gwałtownego natychmiastowego odrzucenia i śmierci pacjenta.
Pierwsze ksenotransplantacje były przeprowadzane już w latach 80. XX wieku, ale w dużej mierze porzucono je po słynnym przypadku Stephanie Fae Beauclair. Dziewczynka urodziła się ze śmiertelną wadą serca, przeszczepiono jej serce pawiana, jednak dziecko zmarło miesiąc później w wyniku reakcji układu odpornościowego. Od wielu jednak lat w kardiochirurgii z powodzeniem wykorzystuje się świńskie zastawki serca.
Pan Bennett trafił do szpitala na sześć tygodni przed zabiegiem. Został wówczas podłączony do ECMO. Nie kwalifikował się do tradycyjnego przeszczepu, a z powodu arytmii nie mógł mieć wszczepionego sztucznego serca.
Oprócz eksperymentalnej procedury pacjentowi podawany jest też, obok tradycyjnych środków, eksperymentalny lek zapobiegający odrzuceniu przeszczepu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dieta bogata w produkty zwierzęce, przetworzoną żywność, alkohol i cukier wspomaga tę część mikrobiomu jelit, która wywołuje stany zapalne, donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Groningen. Natomiast dieta bogata w produkty roślinne wspiera te mikroorganizmy, które działają przeciwzapalnie. W ostatnich lata pojawia się coraz więcej doniesień wskazujących, jak istotną rolę odgrywa mikrobiom. Wpływa na mózg, procesy psychiczne, może prowadzić do odrzucenia dziecka przez matkę, odgrywa rolę w rozwoju nowotworów.
Naukowcy z Groningen informują na łamach pisma Gut, że wprowadzenie zmian dietetycznych może pomagać osobom cierpiącym na zapalenia jelit w przebiegu niektórych chorób chronicznych. Modulacja mikrobiomu jelit za pomocą wzbogacenia diety w warzywa, orzechy, ziarna i ryby oraz spożywanie więcej produktów roślinnych niż zwierzęcych może zapobiegać zapaleniom jelit obecnym w wielu chorobach chronicznych, czytamy w opublikowanym artykule. Zidentyfikowaliśmy pro- i przeciwzapalne mechanizmy, które działają za pośrednictwem pokarmów i diet, a które mogą wpływać na reakcję zapalną.
Jedną z takich chorób chronicznych jest nieswoiste zapaleni jelit. Dochodzi w nim do utraty równowagi w mikrobiomie jelit i jelitowym układzie odpornościowym. Jednak, jak zauważają naukowcy, coraz więcej dowodów łączy nierównowagę w mikrobiomie z układem odpornościowym w ogóle i z pojawiającymi się w całym organizmie różnymi stanami zapalnymi.
Mikrobiom jelit wpływa nie tylko na lokalny, ale na ogólny układ odpornościowy. Odgrywa on rolę w rozwoju całego wachlarza chorób zapalnych immunologicznie zależnych (IMID), od cukrzycy poprzez zapalenie stawów po toczeń rumieniowaty układowy.
Dotychczas jednak nie było jasne, czy za pomocą diety można wpływać na mikrobiom jelit, a za jego pośrednictwem na stany zapalne w jelitach. Doktor Laura A. Bolte i jej koledzy przyjrzeli się związkowi diety, mikrobiomu i stanom zapalnym jelit u 1425 osób. Badane osoby cierpiały albo na nieswoiste zapalenie jelit (331 osób z chorobą Crohna lub wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego), zespół jelita drażliwego (223 osoby) albo tez nie miały problemów z jelitami (871 osób). Każda osoba dostarczyła próbkę kału oraz wypełniła kwestionariusz dotyczący diety. Naukowcy wykonali m.in. analizę genetyczną mikroorganizmów żyjących w jelitach badanych.
Naukowcy odnaleźli związki pomiędzy dietą a 38 konkretnymi społecznościami mikroorganizmów zamieszkujących jelita. Dodatkowo 61 konkretnych rodzajów pożywienia zostało powiązanych z 61 konkretnymi gatunkami mikroorganizmów oraz 249 procesami metabolicznymi. Pozwoliło to na zidentyfikowanie konkretnych wzorców dietetycznych, występowania mikroorganizmów i stanów zapalnych, które były charakterystyczne dla każdej z badanych grup.
Na przykład wysoko przetworzona żywność i produkty pochodzenia zwierzęcego były konsekwentnie powiązane z występowaniem większej liczby oportunistycznych bakterii, w tym Firmicutes i Ruminococcus sp. oraz ze stanami zapalnymi. Z kolei produkty roślinne oraz mięso ryb było powiązane z przyjaznymi człowiekowi bakteriami, działającymi przeciwzapalnie.
Spożywanie orzechów, tłustych ryb, warzyw, owoców i ziaren było powiązane z występowaniem większej liczby takich bakterii jak Faecalibacterium sp., które wytwarzają lotne kwasy tłuszczowe. Kwasy te pomagają kontrolować stany zapalne i chronią wyściółkę jelit. Również czerwone wino było powiązane z większą liczbą bakterii wytwarzających te kwasy. Jednak ogólne spożywanie alkoholu i cukrów powiązane było z większą liczbą niekorzystnych bakterii.
Naukowcy podsumowują, że dieta bogata w warzywa, owoce, ziarna i orzechy, z przewagą produktów roślinnych nad zwierzęcymi, spożywanie sfermentowanych produktów mlecznych oraz ryb, a także unikanie mocnego alkoholu, przetworzonego tłustego mięsa i słodzonych napojów może zapobiegać stanom zapalnym w jelitach. Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Long-term dietary patterns are associated with pro-inflammatory and anti-inflammatory features of the gut microbiome.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ostatnim czasie dużo mówi się o roli jelit w organizmie człowieka. Okazuje się, że jest to organ, który na równi z mózgiem oraz sercem wpływa na dobry lub zły stan naszego zdrowia. Źle funkcjonujące jelita powodują uczucie zmęczenia, osłabienie, obniżoną odporność, a także dyskomfort układu pokarmowego. Właśnie dlatego należy o nie dbać równie starannie, jak o inne organy. Najlepiej robić to, sięgając po odpowiednie probiotyki wypełnione dobrymi bakteriami.
Rola jelit i flory bakteryjnej w naszym organizmie
Jelita odpowiadają głównie za wchłaniane składników odżywczych z pożywienia oraz za przetwarzanie ich resztek tak, aby organizm mógł je wydalić. Jelito dzieli się na: jelito cienkie oraz grube. W jelitach kolonizują się różnego rodzaju bakterie, a także mikroorganizmy. W jelicie cienkim znajdują się bakterie takie jak: Lactobacillus, Streptococcus, Enterobacter, Bacteroides. Natomiast w grubym: Bacteroides, Bifidobacterium, Enterobacter, Enterococcus, Lactobacillus, Clostridium, Fusobacterium. Wszystkie te bakterie tworzą mikrobiotę, która stanowi jeden z filarów naszego zdrowia.
Zaburzenie równowagi jelit może być wywołane przez bardzo wiele czynników. Główne to: leczenie antybiotykami, stres, choroby układu pokarmowego, wirusy, podróże do egzotycznych miejsc. Najczęstszymi objawami nieprawidłowości jelit są wszelkie dolegliwości żołądkowe, takie jak np. biegunka, zaparcia.
Jak wspierać pracę naszych jelit?
Aby wspierać pracę naszych jelit i dbać o zachowanie równowagi mikrobioty, należy przede wszystkim unikać stresu. Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że jego nadmiar prowadzi do licznych zaburzeń nie tylko psychicznych, ale również fizycznych.
Kolejnym krokiem we wsparciu jelit jest odpowiednia dieta. Co znaczy odpowiednia w tym przypadku? Przede wszystkim bogata w owoce, warzywa, chude mięso oraz kasze. Ponadto należy sięgać po mleczne napoje fermentowane np. kefir oraz kiszonki np. kapustę kiszoną. Znajdują się w nich bowiem substancje, które bardzo korzystnie działają na budowanie mikrobioty.
Ponieważ jednak ilość dobrych bakterii przyswajanych z pożywienia jest ograniczona, warto sięgać po probiotyki jak https://www.lakcid.pl/. Są to preparaty, które dzięki żywym kulturom bakterii oraz drożdży odbudowują uszkodzone obszary przewodu pokarmowego. Ponadto probiotyki zapobiegają zakażeniom jelit, wyrównują pH żołądka, pomagają w syntezie przeciwciał, dzięki czemu organizm lepiej potrafi zwalczać wszelkie droboustroje.
Probiotyki. Kiedy po nie sięgnąć?
Kiedy należy sięgać po probiotyki? Nie musimy czekać, aż ich stosowanie zaleci nam lekarz. Warto co jakiś czas stosować profilaktycznie kuracje probiotykami. Do najczęstszych jednak sytuacji, kiedy sięgnięcie po nie jest niezbędne, należą:
• biegunki, w tym biegunki podróżne;
• infekcje intymne;
• nieprawidłowości ze strony przewodu pokarmowego;
• przebyta antybiotykoterapia.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.