Studio suggerisce forze meccaniche Unità Sviluppo della prima Cuore

Giugno 18, 2016 Admin Salute 0 2
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Il poeta in noi potrebbe vedere il cuore come "un cacciatore solitario"; l'adolescente come un giocattolo che è facilmente rotto. Ma l'ingegnere biomedico vede il cuore come una pompa, puro e semplice, una macchina a forma dalla genetica e forze biomeccaniche complessi.

Larry A. Taber, Ph.D., professore di ingegneria biomedica presso la Washington University di St. Louis, è stato sondando le forze, tensioni e deformazioni del cuore sin dalla metà degli anni 1980. Uno degli obiettivi principali del suo lavoro è quello di dimostrare che le forze biomeccaniche possono essere tanto importante quanto la genetica nel plasmare il cuore. Recentemente, ha sviluppato una teoria sulla crescita dei tessuti e la morfogenesi (cambiamento di forma) e lo ha applicato per comprendere il cuore in via di sviluppo in embrioni di pollo, che è molto simile alla sua controparte negli esseri umani.

Taber sta studiando un fenomeno noto come loop, una delle fasi più critiche del cuore sviluppo dell'embrione, dove il cuore in soli due giorni di età nei polli (tre settimane in esseri umani) si piega verso l'esterno e ruota verso destra. Si tratta di una mossa quasi balletto-like che deve accadere perfettamente per evitare collegamenti errati delle arterie nelle pareti del cuore e buchi nel cuore, tra gli altri gravi problemi di sviluppo.




La teoria di Taber fattori contrazione cellulare in looping, e ha trovato che la frazione di secondo processo loop di piegatura e la rotazione è in realtà guidato da almeno due diverse forze meccaniche. La sua ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a capire meglio la fisica e la meccanica svolgere ruoli nel cuore di sviluppo e in difetti cardiaci.

Perché genetisti attualmente fanno la maggior parte della ricerca in questo campo, Taber e altri ingegneri biomedici che studiano lo sviluppo del cuore forniscono indizi nella causa ed effetto del masterplan del gene, nonché una prospettiva diversa.

"Si può mettere fuori un gene e il cuore potrebbe fare qualcosa, ma non si sa davvero il meccanismo di base", dice Taber. "Sai solo si prende questo gene fuori e vedete questo effetto. I miei collaboratori ed io siamo tra il gene e l'effetto che la gente vede. Stiamo tyring per capire esattamente ciò che sta guidando il cuore a rispondere il modo in cui lo fa.

"Genetica ricercatori dire 'cuore sia loop o non è così, e se loop neanche va a sinistra oa destra,' e quelli spesso sono le uniche distinzioni." Loro non dicono, 'E' possibile che si piega e non ruota '. Nei nostri esperimenti, però, vediamo che questo potrebbe accadere. Il punto che stiamo cercando di ottenere attraverso ora è che per capire lo sviluppo del cuore, dobbiamo guardare a flessione e rotazione componenti distinte. "

Taber discusso la sua teoria, esperimenti e la futura direzione di biomeccanica cardiaci in "Biomechancis di Cardiovascular Development", nell'edizione 2001 Annual Revue di Ingegneria Biomedica. Il suo lavoro è sostenuto dal National Institutes of Health (NIH). Il cuore embrione di pollo è molto vicino al cuore umano nei suoi processi di sviluppo. Ci vogliono 21 giorni per schiudersi un pollo; al giorno 1, tubi formano su due lati dell'embrione e si uniscono per formare un tubo. A questo punto (due-e-un-metà settimane l'embrione umano) Il cuore è appena iniziando a battere. Durante la seconda giornata, si avvia il flusso di sangue e il terzo giorno il tubo sta cominciando a sembrare come un cuore, con setti poi formando in due diverse regioni per creare ventricoli destro e sinistro da un lato, e atri destro e sinistro, dall'altro.

Taber ei suoi colleghi sono perplessi finora sulla componente di piegatura di looping, anche se il suo studente laureato, Evan Zamir, ha sviluppato tecniche che li aiuteranno a misurare la rigidità in diverse regioni del tubo cuore. Sembra che la rigidità regionale svolge un ruolo nella piegatura. Un altro studente, Mathieu Remond, sta esaminando se le cellule in una regione potrebbero contrarre più di cellule su altri lati, costringendo la piegatura.

Per quanto riguarda la rotazione, un altro collaboratore di Taber, Dimitri Voronov, Ph.D., uno scienziato in visita a Washington University, ha scoperto che una membrana che ricopre il tubo può svolgere un ruolo importante nel causare la rotazione di andare a destra. "Noi crediamo che quando si forma il cuore è un po 'sbilanciata a destra normalmente, e che la membrana spinge il resto della strada", ha spiegato Taber. Taber dice ingegneri stanno ora esaminando la crescita nel cuore maturo. La sua teoria sarà prezioso nel guardare queste situazioni. La crescita che si verificano nel cuore maturo è estremamente importante e svolge un ruolo nell'adattamento alla pressione alta (muri spessi di cuore) e attacco di cuore.

"All'orizzonte, le persone stanno per essere guardare come le proprietà meccaniche del cambiamento del cuore come si sviluppa", dice Taber. "Le proprietà attive del cuore causano tessuto forma cambia, così come causa il cuore a battere e pompare il sangue. Finché non avremo una maniglia su queste proprietà, non possiamo fidarci le previsioni dei nostri modelli teorici."

(0)
(0)

Commenti - 0

Non ci sono commenti

Aggiungi un commento

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caratteri rimanenti: 3000
captcha