211service.com
Mechanika výbuchových zranění
Vědci objevili mechanismus, který je základem typu poranění mozku, které vojáci často utrpí v důsledku výbuchů u silnic v Iráku a Afghánistánu. Práce by mohla ukázat cestu k včasné léčbě těchto akutních výbuchových poranění identifikací potenciálních drogových cílů.
Dva nové články z Skupina biofyziky nemocí na Harvard's School of Engineering and Applied Sciences a Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering pod vedením Kevina Kita Parkera používají techniky tkáňového inženýrství k modelování fyzikálních a biochemických účinků traumatického poškození mozku (TBI) v mozku a krevních cévách. Parker říká, že tato práce představuje první krok k TBI na čipu, který by mohl být použit k vyhledávání léků k léčbě vojáků zraněných výbuchem, než dojde k dlouhodobému poškození.
TBI vyvolané výbuchy z improvizovaných výbušných zařízení a raketových granátů je nejčastějším zraněním mezi vojáky v Iráku a Afghánistánu. Dokonce i mírné TBI je zákeřné zranění, protože poškozuje mozek způsoby, které nejsou okamžitě patrné a s jejichž léčbou lékaři v současnosti mohou udělat jen málo. Obecně se má za to, že zranění poškodí mozek tím, že natáhne neurony k bodu jejich zlomu, vytrhne malé otvory v buněčné membráně, které nakonec buňky zabijí. Ale Parker říká, že jeho tým zjistil, že nebylo nutné poškodit membránu, aby se v buňce vyvolala poranění podobná TBI.
Oba články se zaměřují na integriny, typ proteinu buněčné membrány, který převádí mechanické síly poškození na vnitřní změny v buňce. Vědci podrobili buňky krátkým, náhlým silám. Takové systémy byly používány v minulosti, ale Parkerův tým použil síly, které nebyly dostatečně silné, aby buňku fyzicky roztrhly. Zjistili, že by to mohlo způsobit stejné druhy strukturálních změn v neuronech a buňkách krevních cév, jaké jsou pozorovány v mozcích lidí s TBI.
David Hovda , který řídí Centrum pro výzkum mozkových poranění na Kalifornské univerzitě v Los Angeles, říká, že studie povedou lidi, kteří pracovali na TBI, aby přemýšleli o těchto zraněních novým způsobem. Věří také, že zjištění by se potenciálně mohla vztahovat na lidi s jinými druhy poranění mozku, ačkoli rozdíl mezi výbuchy a jinými traumaty je v současné době kontroverzní. Hovda však říká, že stejně jako jiné studie na izolovaných buňkách mohou, ale nemusí skutečně zachytit, co se děje v mozku. Trauma je nejsložitější forma zranění a mozek je nejsložitější orgán, říká. Říká, že je třeba provést více studií a pitev zraněných vojáků, abychom pochopili účinky výbuchů v lidských mozcích.
V jednom z příspěvků, které byly dnes zveřejněny v PLoS One , vědci připojili magnetické kuličky k integrinovým komplexům, které působí jako druh strukturální kotvy v buňkách podél axonů neuronů. Zjistili, že jen malá síla aplikovaná na kuličky byla nezbytná k poranění axonů. Kromě toho by se síly působící na jednu kuličku šířily přes buněčnou kostru dolů po dalším axonu, což by způsobilo zlomení nebo poranění vzdáleného axonu. Parker říká, že šíření sil neurony vysvětluje, proč poškození axonů lze vidět i daleko od místa poranění v lidském mozku.
Druhý dokument, vydaný minulý týden v Proceedings of the National Academy of Sciences , ukazuje, že integriny mohou také zprostředkovat problém nazývaný cerebrální vazospasmus, zúžení otvorů krevních cév, které začíná dny až měsíce po výbuchu. Parker vysvětluje, že zatímco vazospasmus může nastat, když krevní cévy prasknou a vykrvácí, někdy nedojde ke krvácení a ve hře musí být jiný proces. Jeho tým zkonstruoval tepny z buněk krevních cév a studoval účinky protahování podobné výbuchu. Zjistili jsme, že během 24 hodin výbuch vyvolal převrácení genetického spínače, říká. To vytváří chemické a fyzikální změny charakteristické pro buňky v cerebrálním vazospasmu.
Jak v neuronech, tak v buňkách krevních cév, ošetření buněk lékem, který inhibuje protein aktivovaný integriny, zmírnilo poškození. Parker věří, že zacílení této nebo podobných chemických cest by mohlo být způsobem, jak léčit vojáky přímo po výbuchu, aby se předešlo některým pomalejším biochemickým účinkům, které vyplývají z počátečního traumatu.
Parker, major v americké armádě, který sloužil v Afghánistánu, normálně pracuje na jiných biofyzikálních problémech, ale zapojil se do projektu poté, co strávil čas na bitevním poli s plukovníkem Geoffrey Lingem, neurologem americké armády specializujícím se na mozkové trauma; Ling je nyní programovým manažerem v agentuře DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency), kde řídí úsilí o financování výzkumu vědy o TBI. Protože je velmi těžké vědět, co se děje v mozcích zraněných vojáků, říká Parker, potřebujeme jiný způsob, jak problém prozkoumat: Pokud nepostavíte modely pro výbuchy IED, bude těžké přimět lidi, aby do toho přišli. toto pole.