ارائه مدل جديد براي پيشگيري و درمان بيماريهاي قلبي عروقي
تاریخ انتشار: ۲۱ تیر ۱۳۹۹ | کد خبر: ۲۸۵۸۸۳۲۵
خبرگزاری آریا- محققان دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر طی تحقیقاتی نشان دادند که بازیابی خواص مکانیکی سلولها میتواند با اثرات پیری در عروق مقابله کند.
به گزارش خبرگزاری آریا، خانم عاطفه جنت بابائی مجری طرح «تحلیل اثر سختی بستر بر کارکرد سلولهای اندوتلیال در تشکیل شبکه مویرگی» و فارغ التحصیل دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی گفت: شریانها در حالت نرمال انعطافپذیر و الاستیک هستند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
وی افزود: در واقع این سلولها که سطح داخلی عروق را پوشانده و در واسط بین دیواره رگ و خون قرار گرفتهاند، نقش حسگر مکانیکی را ایفا کرده و با آزاد کردن محرکهای شیمیایی از جمله نیتریک اکسید، اتساع و انقباض عروقی را تنظیم میکنند و به این ترتیب مسئولیت کنترل فشار خون و خونرسانی به بافتهای بدن را بر عهده دارند. بنابراین، کارکرد مناسب آنها برای سلامت عروقی اهمیت بسیاری دارد.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: با این حال با افزایش سن و پیری و همین طور بروز برخی بیماریها مانند دیابت و آترواسکلروز شریانها ظرفیت خود در انقباض و اتساع را از دست میدهند؛ به عبارت دیگر، شریانها سختتر میشوند.
وی با بیان اینکه یک نتیجه سخت شدن عروق افزایش فشار خون است که بالاتر بودن فشار خون در افراد سالمند نسبت به جوان را توضیح میدهد، بیان کرد: استمرار فشار خون بالا در نهایت میتواند به عوارض ناگواری مانند حمله قلبی، مغزی و حتی مرگ منجر شود. طبیعی است که وقتی شریانها در اثر پیری یا بیماری سخت میشوند، سلولهای اندوتلیال سخت شدن شریان را حس کرده و خود را با آن تطبیق میدهند.
خانم جنت بابایی گفت: این تغییر محیط مکانیکی میتواند کارکرد سلولهای اندوتلیال را تغییر دهد و این مسئلهای است که طرح ما به دنبال بررسی آن بوده است.
وی تأکید کرد: در واقع ما به دنبال این بودیم که دریابیم که کارکرد سلولهای اندوتلیال در حالت پیری نسبت به حالت نرمال چه تغییری میکند. به بیان دیگر، آیا سخت شدن مکانیکی شریانها میتواند اختلال کارکرد سلولهای اندوتلیال در پیری را توضیح دهد و اینکه آیا این تغییر کارکرد میتواند زمینهای را برای بروز یا تشدید بیماریهای قلبی عروقی فراهم کند.
وی با اشاره به مواردی که در این پروژه مورد بررسی قرار گرفت، افزود: برای اینکه بتوانیم به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهیم، لازم بود که ابتدا خواص مکانیکی عروق پیر و جوان را در محیط آزمایشگاهی بازسازی کنیم. برای این کار ما بسترهای پلیمری از جنس PDMS را انتخاب کردیم که به ما امکان میداد با تغییر نسبت بخشهای سازنده آن سختی و نرمی عروق را بازتولید کنیم.
وی ادامه داد: سپس، با کشت آزمایشگاهی سلولهای اندوتلیال در شرایط کنترل شده، کارکردهای سلولی از قبیل تکثیر، مهاجرت و به طور خاص، رهایش نیتریک اکسید را که برای کنترل اتساع عروقی در تنظیم فشار خون اهمیت دارد، در عروق سخت (پیر) و نرم (جوان) بررسی و مقایسه کردیم. همچنین، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) خواص مکانیکی سلول شامل سختی- که به صورت تغییر شکلپذیری سلول تعریف میشود- و ویسکوزیته یا لزجت -که به صورت مقاومت در برابر جاری شدن تعریف میشود- را اندازهگیری کردیم.
این محقق عنوان کرد: یک کارکرد مهم دیگر سلولهای اندوتلیال توانایی آنها در اتصال به هم برای تشکیل یک شبکه به هم پیوسته است. در واقع، این سلولها وظیفه ساخت شبکه عروقی در دوران جنینی و همچنین، رگهای جدید در ترمیم زخم و شکستگی در دوره بزرگسالی را بر عهده دارند.
وی ادامه داد: ما ظرفیت رگ زایی سلولها را تحت تأثیر پیری بررسی کردیم. در نهایت، با استفاده از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، یک مدل ریاضی محاسباتی برای پیشبینی تاثیر سختی بستر بر تشکیل شبکه مویرگی در سلولهای اندوتلیال ارائه کردیم.
وی با اشاره به کاربردهای طرح گفت: بیماریهای قلبی عروقی یکی از علل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان و در کشور ما به شمار میرود که سالانه افراد زیادی را به خصوص در سنین سالمندی تحت تاثیر قرار میدهد. سخت شدن شریانها پیش درآمدی بر فشار خون بالا و نشانهای از اختلالات قلبی عروقی است.
جنت بابایی تأکید کرد: با توجه به بار مالی و روانی بسیار بالای این بیماریها، شناخت مکانیسمهای دخیل در سخت شدن شریان و مسیرهایی که از طریق آن کارکرد سلولهای اندوتلیال را دچار اختلال میسازد، هدف جدید و مهمی برای طراحی مداخلات دارویی و تغذیهای فراهم میکند که ممکن است به پیشگیری یا درمان بیماریهای عروقی کمک کند.
وی گفت: ما در این طرح نشان دادیم که سخت شدن عروق منجر به سخت شدن سلولهای اندوتلیال میشود که به لحاظ بیولوژیکی با اختلال کارکرد اندوتلیال تفسیر میشود. بنابراین، سختی سلولهای اندوتلیال ممکن است پتانسیل پیشآگهی و تشخیصی برای سلامت عروقی را فراهم کند.
وی تأکید کرد: به علاوه، در پدیدههایی مانند ترمیم زخم، ترمیم شکستگی استخوان و همین طور در کاربردهای مهندسی بافت نیاز به تقویت رگزایی برای تامین اکسیژن و مواد مغذی برای بافت در حال بازسازی وجود دارد؛ در حالی که در تودههای سرطانی که رگهای خونی اکسیژن و مواد لازم برای رشد توده و همچنین، مسیری برای انتقال سلولهای سرطانی به نقاط دیگر بدن را فراهم میکنند، سرکوب کردن رگزایی ایجاب میکند.
وی افزود: بنابراین مطابق با یافتههای ما سازماندهی اسکلت سلولی و سختی سلولهای اندوتلیال میتواند به عنوان یک هدف برای طراحی مداخلات درمانی در نظر گرفته شود. همچنین، دانش به دست آمده میتواند به ساخت مدلهای ریاضی پیچیدهتر برای پیشبینی رفتار سلولها و نحوه پاسخ آنها به درمانهای دارویی کمک کند.
وی تصریح کرد: مطالعات گذشته تطبیق مکانیکی سلولهای زنده با خواص مکانیکی محیط پیرامونی خود را نشان دادهاند. اما این طرح نخستین طرحی است که با شبیهسازی سختی عروق جوان و پیر، به صورت سیستماتیک و مستقل از عوامل شیمیایی، تاثیر سخت شدن شریانها بر تشدید اختلال کارکرد سلولهای اندوتلیال و اختلال در ظرفیت رگ زایی آنها را نشان میدهد که میتواند با فشار خون بالا و اختلات عروقی دیگر مرتبط باشد.
به گزارش خبرگزاری آریا به نقل از صدا و سیما، وی ادامه داد: از دیگر نوآوریهای این طرح نسبت به مدلهای پیشین نشان دادن وابستگی ویسکوزیته یا لزجت سلولهای اندوتلیال، علاوه بر قابلیت تغییرشکل پذیری آنها، به سختی شریانی بود که برای شناخت مکانیسمهای تطبیق سلولی و همین طور مدلسازی رفتار سلول حائز اهمیت است. اگر چه یافتههای بنیادی ما دید مهمی را از تأثیر سختی شریان در پیری بر اختلال کارکرد اندوتلیال و اختلال رگ زایی به دست میدهد، با این حال هنوز انجام پژوهشهای بیشتر ضروری است و قبل از آنکه این تحقیقات بتوانند مبنایی را برای درمانهای جدید فراهم کنند، نیاز به طراحی مدلهای سلولی و حیوانی بزرگتر و روشن کردن نقش متقابل عوامل مکانیکی و شیمیایی در تشدید بیماریهای قلبی عروقی میباشد.
گفتنی است استادان راهنمای این طرح آقایان دکتر محمد تفضلی شادپور و دکتر ناصر فتورائی و استاد مشاور آقای دکتر احسان سیدجعفری بودند.
منبع: خبرگزاری آریا
کلیدواژه: ارائه مدل سلول های اندوتلیال اختلال کارکرد سخت شدن شریان خواص مکانیکی بیماری ها شریان ها فشار خون رگ زایی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.aryanews.com دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری آریا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۸۵۸۸۳۲۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
هوش مصنوعی به این زودی جایگزین پزشکان اورژانس نمیشود
ایتنا - یک مطالعه جدید نشان میدهد که هوش مصنوعی ممکن است بتواند با پر کردن مدارک معمولی به پزشکان کمک کند، اما به این زودیها در اورژانس مفید نخواهد بود.
محققان گزارش میدهند که چت جیپیتی (ChatGPT) در موارد شبیه سازی شده بیماران مبتلا به درد قفسه سینه نتایج متناقضی ارائه میدهد. هوش مصنوعی سطوح مختلف ارزیابی خطر قلبی را برای همان دادههای بیمار برگرداند - نه چیزی که پزشکان میخواهند هنگام پاسخ به یک اورژانس پزشکی ببینند.
به گزارش ایتنا، بر اساس یافتههایی که اخیراً در مجله PLOS One منتشر شد، هوش مصنوعی نتوانست به خوبی روشهای سنتی را که پزشکان برای خطر قلبی بیمار استفاده میکنند، انجام دهد.
برای این مطالعه، محققان چت جیپیتی را با هزاران مورد شبیه سازی شده از بیماران مبتلا به بیماری قلبی آموزش دادند. تحقیقات قبلی نشان میداد که هوش مصنوعی میتواند امتحانات پزشکی را پشت سر بگذارد، بنابراین انتظار میرود که در پاسخ به فوریتهای پزشکی مفید باشد.
درد قفسه سینه یک شکایت رایج در اورژانس است و پزشکان باید به سرعت و فوریت وضعیت بیمار را ارزیابی کنند. به گفته پزشکان، موارد بسیار جدی را میتوان به راحتی از روی علائم شناسایی کرد، اما موارد کم خطر میتواند پیچیدهتر باشد. تصمیم گیری در مورد اینکه آیا فرد بیمار باید برای ارزیابی در بیمارستان نگهداری شود یا به خانه فرستاده شود، میتواند دشوار باشد.
هستون، پزشک محقق، توضیح داد که امروزه پزشکان اغلب از دو معیار برای ارزیابی خطر قلبی استفاده میکنند که TIMI و HEART نامیده میشوند. این چک لیستها به عنوان ماشینحسابی عمل میکنند که از علائم، سابقه پزشکی و سن برای تعیین ریسک یک بیمار قلبی استفاده میکنند. در مقابل، هوش مصنوعی مانند چت جیپیتی میتواند هزاران متغیر را به سرعت ارزیابی کند، ظاهراً به این معنی است که ممکن است بتواند یک وضعیت پیچیده پزشکی را سریعتر و دقیقتر تجزیه و تحلیل کند.
محققان سه مجموعه از 10000 مورد شبیه سازی شده تصادفی ایجاد کردند. مجموعه اول شامل هفت متغیر مورد استفاده برای مقیاس TIMI، دومی پنج متغیر مورد استفاده در HEART، و مجموعه سوم دارای مجموعه پیچیدهتری از 44 قرائت تصادفی سلامت بود.
هنگامی که دو مجموعه داده اول تغذیه شد، چت جیپیتی با امتیازهای ثابت TIMI و HEART، به ترتیب 45 و 48 درصد موافقت کرد. در آخرین مجموعه داده، محققان همان موارد را چهار بار انجام دادند و دریافتند که چت جیپیتی اغلب حتی نمیتواند با خودش موافق باشد. هوش مصنوعی در 44 درصد مواقع ارزیابیهای متفاوتی را برای موارد مشابه ارائه داد.
این مشکل احتمالاً به دلیل تصادفی بودن نسخه فعلی نرم افزار چت جیپیتی است که به آن کمک میکند تا پاسخهای خود را برای شبیه سازی زبان طبیعی تغییر دهد.
چنین تصادفی در مراقبتهای بهداشتی مفید نیست، جایی که تصمیمات درمانی نیاز به یک پاسخ واحد و ثابت دارد.
هستون گفت: « ما متوجه شدیم که تنوع زیادی وجود دارد و این تغییر در رویکرد میتواند خطرناک باشد. این فناوری میتواند ابزار مفیدی باشد، اما فکر میکنم که این فناوری بسیار سریعتر از درک ما از آن پیش میرود، بنابراین مهم است که تحقیقات زیادی انجام دهیم، بهویژه در این موقعیتهای بالینی پر خطر.»
علیرغم این مطالعه، هستون خاطرنشان کرد که هوش مصنوعی این پتانسیل را دارد که واقعاً در اورژانس مفید باشد. هستون گفت:« برای مثال، کل پرونده پزشکی یک فرد میتواند وارد برنامه شده و مرتبطترین حقایق را در مورد یک بیمار به سرعت در شرایط اضطراری ارائه کند. پزشکان همچنین میتوانند از برنامه بخواهند تا چندین تشخیص احتمالی را در موارد دشوار و پیچیده ارائه دهد.»
هستون گفت:« چتجیپیتی میتواند در ایجاد تشخیص افتراقی عالی باشد و این احتمالاً یکی از بزرگترین نقاط قوت این فناوری است. اگر کاملاً نمیدانید که در مورد یک بیمار چه میگذرد، میتوانید از او بخواهید که پنج تشخیص اصلی و استدلال درباره هر یک را ارائه دهد. بنابراین میتواند به شما کمک کند تا در مورد بیماری فکر کنید، اما در دادن پاسخ خوب نیست.»