Como a estimulação elétrica promove a cura esbaforido

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Os cientistas souberam por décadas que a estimulação elétrica promove a cura de feridas crônicas, tais como úlceras do diabético e úlceras de decúbito, mas como acontece foi mistério-até que agora.

“A estimulação elétrica está dirigindo as pilhas para promover a migração para o centro da ferida,” disse o professor adjunto Mark Messerli do departamento de universidade estadual de South Dakota de biologia e de microbiologia na faculdade de ciências naturais. Messerli e sua equipe desenvolveram uma ferramenta que previsse como a migração e o alinhamento celulares acontecem. Esta pesquisa aparece na introdução de junho do jornal da biologia teórica.

Na clínica, a estimulação elétrica pode apressar a cura de feridas crônicas, definido como os ferimentos à pele que não curam no prazo de 30 dias, e foi usada para tratar as feridas que existiram para enquanto um ano, Messerli explicou. Além do que feridas curas, a estimulação elétrica promove o acessório de enxertos de pele, melhorando resultados para vítimas da queimadura.

Contudo, não há nenhum tratamento estandardizado, Messerli notou:

Um paciente pode andar em uma clínica diferente e obter um tratamento totalmente diferente para a mesma ferida. Nós não podemos estandardizar ou aperfeiçoar tratamentos a menos que nós soubermos a estimulação elétrica promove curar.”

As feridas crônicas da pele tendem a afligir os pacientes idosos e do diabético. Quase 15% de receptores de Medicare experimentam feridas crônicas, tendo por resultado $28,1 calculado a uns $31,7 bilhões em custos dos cuidados médicos pelo ano, de acordo com 2014 um conjunto de dados baseado 2017 estudos de Medicare. Porque mais nascidos no Baby Boom alcançam a idade da reforma, o número de pacientes e dos custos dos cuidados médicos continuará a aumentar.

Além disso, aprender como a electricidade estimula a cura esbaforido pode fornecer algum do conhecimento necessário para crescer órgãos. “A cura esbaforido conduz-nos à engenharia do tecido,” Messerli disse. “É como a construção de uma parede de tijolo. Os tijolos devem com cuidado ser alinhados e espaçado com almofariz para fazer uma parede estrutural sadia. Similarmente, as pilhas devem com cuidado ser alinhadas e montado para que um órgão humano funcione correctamente.”

O estudo foi apoiado pelo Eugene e pelo fundo da bolsa de estudo de Millicent Bell na engenharia do tecido e no Ministério da Agricultura dos E.U. o financiamento do portal através da estação agrícola da experiência de South Dakota em SDSU. Um estudante doutoral de SDSU e o um estudante do mestre trabalharam no projecto.

Como a estimulação elétrica cura feridas

A estimulação elétrica é usada na clínica para activar os neurônios, o músculo e as pilhas da glândula endócrina, mas estas são electricamente pilhas excitáveis. As células epiteliais não são consideradas electricamente excitáveis. Assim como podem os campos elétricos de um sentido da célula epitelial que são mais fracos do que aqueles usados para estimular os neurônios ou as pilhas de músculo?”

Marque Messerli, professor adjunto, universidade estadual de South Dakota

Os cientistas sabem que os campos elétricos muito fracos polarizam pilhas e fazem com que migrem ou para crescer para um dos pólos elétricos, explicou. Do “a função tecido e do órgão é baseada na polaridade celular; nós precisamos esta organização celular de ter um órgão funcional.”

Os mamíferos, incluindo seres humanos, têm o que Messerli chama “um campo elétrico endógeno através da pele.” Quando a pele é quebrada, há uma perpendicular do campo elétrico à borda da ferida, dirigindo pilhas ao meio da ferida. Contudo, este potencial elétrico diminui enquanto nós envelhecemos.

“As proteínas fracas das causas de um campo elétrico na pilha surgem para migrar aos pólos elétricos baseados em seu tamanho e carga,” disse. “O campo elétrico através da membrana de pilha é maior do que milhão volts pelo medidor; contudo, as pilhas epidérmicas podem detectar campos elétricos ligeira menos de 10 volts pelo medidor, quase 100.000 vezes mais fraco.”

Os pesquisadores usaram uma combinação de modelagem matemática, de imagem lactente da fluorescência e de ferramentas da bioinformática para desenvolver um modelo que previsse como estas proteínas redistribuirão na membrana de plasma. “Aproximadamente 30% das proteínas no genoma humano são na membrana de plasma, mas até este ponto, mais pouca de 10 proteínas foram associadas com a polaridade celular electricamente induzida,” Messerli disse.

Após ter seguido a redistribução de uma proteína conhecida, os pesquisadores usaram o modelo para prever como as proteínas, identificadas por outros grupos de investigação, se comportariam. “O modelo veio muito perto a prever os resultados de umas experiências mais adiantadas,” disse. A ferramenta com carácter de previsão ajudará pesquisadores a identificar as proteínas que são críticas à polarização elétrica de outros tipos da pilha e a aperfeiçoar o reparo esbaforido usando a estimulação elétrica.

Avanço da pele aos órgãos

Compreendendo como a estimulação elétrica promove o acessório esbaforido do enxerto da cura e de pele, os pesquisadores estão desembaraçando como reconstruir tecidos e órgãos. “Nós começamos com pele, um órgão bidimensional,” Messerli disse, “mas o objetivo é eventualmente usar próprias pilhas dos pacientes para construir os órgãos tridimensionais que seus corpos não rejeitarão.

“Nosso trabalho ajuda a colocar a fundação para pilhas de polarização de todo o tecido ou órgão e a remover o mistério atrás das terapias elétricas. Apenas enquanto os tijolos em uma parede são organizados com cuidado, nós devemos fazer o mesmos com pilhas ao construir ou ao reconstruir tecidos e órgãos,” concluiu.