• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wirtualne serce pozwala pogłębić wiedzę o powszechnej chorobie

    23.01.2013. 13:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Badania naukowe nieustannie ujawniają wiele cudów. Najnowszy z nich, opracowany za pomocą nowatorskiej technologii, to wirtualne serce, które pozwala dotrzeć do nowych informacji o jednej z najpowszechniej występujących na świecie chorób serca.

    Naukowcy z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Manchesterze opracowali zaawansowany model obliczeniowy prawidłowego pod względem anatomicznym serca owcy. Powstał na bazie serii bardzo cienkich plastrów serca, obrazowanych w 2D, z których następnie zbudowano za pomocą programu komputerowego model 3D.

    Rekonstrukcja obejmuje szczegóły złożonej struktury włóknistej tkanki i segmentację przedsionków serca w znane, charakterystyczne obszary przedsionkowe. Następnie do modelu włączone zostały modele jednokomórkowe uwzględniające informacje o aktywności elektrycznej różnych części przedsionkowych obszarów serca. Wówczas wirtualne serce wykorzystano do przeanalizowania migotania przedsionków (AF)

    Profesor Henggui Zhang, który kierował badaniami, wyjaśnia powód, dla którego na przedmiot analizy wybrano AF: "Migotanie przedsionków (AF) dotyka niemal 1,5% światowej populacji. W Wlk. Brytanii schorzenie, które powoduje nieregularną akcję serca, zdiagnozowano u ponad 500.000 pacjentów. Wiadomo, że zwiększa ono ryzyko i ciężkość udaru. Jednak mimo jego prewalencji niewiele wiadomo o przyczynach AF. Mieliśmy nadzieję, że nasz model pozwoli zrozumieć mechanizmy choroby, aby ostatecznie pomóc w opracowaniu lepszych metod leczenia".

    AF występuje wtedy, kiedy nieprawidłowe impulsy elektryczne niespodziewanie zaczynają pobudzać przedsionki serca. Impulsy te przeważają nad naturalnym węzłem zatokowo-przedsionkowym, który nie jest w stanie już kontrolować rytmu serca. To powoduje desynchronizację skurczów mięśnia oraz obniżenie jego sprawności i wydajności.

    Profesor Zhang wraz zespołem skupił się na analizie czynników wywołujących AF. Naukowcy wywoływali zmienne fale elektryczne, które przechodziły przez żyłę i otaczającą tkankę przedsionków. Następnie przestudiowali wpływ, jakie wywarły na pozostałą część serca.

    Naukowcy wywnioskowali, że kluczem do zainicjowania AF są regionalne różnice w aktywności elektrycznej tkanki serca, nazwane heterogenicznością elektryczną. Największa różnica elektryczna wystąpiła między żyłą płucną a lewym przedsionkiem, co może do pewnego stopnia wyjaśniać, dlaczego obszar żyły płucnej jest powszechnym źródłem nieregularnego rytmu serca.

    Profesor Zhang zauważa: "W toku badań po raz pierwszy zidentyfikowana została specyficzna rola heterogeniczności elektrycznej i struktury włóknistej w inicjowaniu i rozwoju AF. Dotychczas nie było możliwości zbadania udziału tych dwóch czynników oddzielnie, ale dzięki naszemu modelowi obliczeniowemu byliśmy w stanie wyraźnie zaobserwować, że zarówno heterogeniczność elektryczna, jak i struktura włóknista powinny być brane pod uwagę w projektowaniu strategii terapeutycznych w leczeniu AF".

    Kolejne zadanie, jakie stoi przed profesorem Zhangiem i jego zespołem, polega na znalezieniu sposobu oddziaływania na przewodnictwo elektryczne w konkretnych obszarach serca, aby lepiej chronić przed AF. Naukowcy zamierzają również wykorzystać wirtualne serce do pogłębienia wiedzy o AF, aby poczynione w ten sposób odkrycia zastosować w opracowywaniu skuteczniejszych terapii.

    Profesor Zhang podsumowuje: "Jesteśmy naprawdę podekscytowani potencjałem, jaki przedstawia nasze wirtualne serce w badaniach nad tym niewiarygodnie złożonym organem. Dzięki połączeniu fizyki i biologii mamy nadzieję uporać się z wieloma, pozostającymi bez odpowiedzi pytaniami dotyczącymi migotania przedsionków - schorzenia, które będzie coraz powszechniejsze wraz z wydłużaniem się życia ludzi".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Migotanie przedsionków (łac. fibrillatio atriorum, ang. atrial fibrillation, AF) – najczęstsze zaburzenie rytmu serca, polegające na nieskoordynowanym pobudzeniu przedsionków serca, któremu może towarzyszyć szybka akcja komór. Żyły najmniejsze serca (venae cordi minimae, żyły Tebezjusza) - drobne żyły ściany serca, uchodzą bezpośrednio do jam komór i przedsionków. Szczególnie liczne są w przegrodzie międzyprzedsionkowej i w częściach podstawnych mięśni brodawkowatych. Odgrywają znaczną rolę w odpływie krwi żylnej z serca. Leki antyarytmiczne – grupa leków stosowanych w celu normalizacji nieprawidłowej akcji serca (arytmia sercowa), takiej jak migotanie przedsionków, trzepotanie przedsionków, tachykardii komorowej i migotania komór.

    Żyły najmniejsze serca (venae cordi minimae) - drobne żyły ściany serca, uchodzą bezpośrednio do jam komór i przedsionków. Szczególnie liczne są w przegrodzie międzyprzedsionkowej i w częściach podstawnych mięśni brodawkowatych. Odgrywają znaczną rolę w odpływie krwi żylnej z serca. Przedsionek serca – jedna z dwóch cienkościennych jam serca, które położone są ponad dwiema pozostałymi jamami – grubościennymi komorami. Przedsionki otrzymują krew z żył i pompują ją do komór. Wyróżnia się 2 przedsionki:

    Wsierdzie (łac. endocardium) – najbardziej wewnętrzna warstwa ściany serca, błona łącznotkankowa wyścielająca wewnętrzne powierzchnie jam serca - przedsionków i komór. Wnikają do niej zakończenia nerwowe oraz naczynia włosowate. Sztuczny rozrusznik serca (inaczej stymulator serca, kardiostymulator) to urządzenie elektryczne (obecnie wszczepiane w ciało chorego) służące do elektrycznego pobudzania rytmu serca. Stosuje się go, gdy naturalny rozrusznik – węzeł zatokowy, w wyniku różnych schorzeń trwale przestaje spełniać swoją rolę (choroba węzła zatokowo-przedsionkowego), co prowadzi do objawów niedokrwienia mózgu lub niewydolności serca. Drugim wskazaniem do wszczepienia rozrusznika są zaburzenia przewodzenia (tzn. blok przewodnictwa przedsionkowo-komorowego) przez naturalne elektryczne połączenie pomiędzy przedsionkami i komorami serca – węzeł przedsionkowo-komorowy.

    Próba dobutaminowa (echokardiograficzna próba obciążeniowa serca z zastosowaniem dobutaminy) – badanie nieinwazyjne polegające na monitorowaniu pracy serca za pomocą echokardiogramu przy zmieniającym się obciążeniu tego narządu. W czasie badania podaje się dożylnie dobutaminę, lek, który wywołuje przyspieszenie czynności serca. Badanie to pozwala stwierdzić istnienie i rozległość niedokrwienia mięśnia sercowego, które pojawia się w przypadku osób chorych po podaniu dobutaminy.

    Dodano: 23.01.2013. 13:26  


    Najnowsze