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Les chercheurs développent la méthode neuve pour étudier l'effet du déficit à long terme de l'oxygène

Les chercheurs à l'université de technologie de Luleå ont développé une méthode pour étudier comment des cellules musculaires dans les vaisseaux sanguins du poumon, de manière permanente contrat à cause de déficit à long terme de l'oxygène.

Ce phénomène mène à la pression accrue dans les récipients du poumon et la tension sur le coeur augmente. L'effet est évident dans des affections pulmonaires telles que la bronchopneumopathie chronique obstructive (COPD) et la pandémie Covid-19 actuelle ; L'échange insuffisant de l'oxygène dû à la fonction pulmonaire perturbée peut mener à la mort pendant les infections.

Il n'est pas complet tracé à l'extérieur comment de la pression accrue dans les récipients du poumon est produite sous le manque prolongé de l'oxygène, mais elle peut mener à une surcharge du bon coeur latéral et éventuel de l'insuffisance cardiaque.

Nous espérons que notre méthode pourra aider à mesurer les signes des cellules musculaires dans les vaisseaux sanguins du poumon de comprendre mieux ce procédé dans les cellules. Alors vous avez plus d'opportunité de développer les médicaments qui peuvent éviter la condition de la maladie ou même la corriger. »

Kerstin Ramser, professeur de mécanique expérimentale, université de technologie de Luleå

Collaborez avec les chercheurs médicaux allemands

Kerstin Ramser et Joel Wahl, chercheurs dans la mécanique expérimentale, à l'université de technologie de Luleå, en collaboration avec des chercheurs à l'université de Justus Liebig à Giessen (Allemagne) du cardio- institut pulmonaire (CPI), ont développé une méthode pour étudier ce qui se produit en cellules musculaires dans les artères pulmonaires en cas de déficit prolongé de l'oxygène.

Augmente le risque d'insuffisance cardiaque

Dans le cas normal des gens poumon-sains, du l'oxygène-mauvais sang est transporté du fuselage au côté droit du coeur, qui le pompe alors à l'extérieur aux poumons par l'intermédiaire des artères pulmonaires pour l'oxygénation.

Nos cellules musculaires lisses dans les artères pulmonaires ont la tâche de se déformer selon le teneur d'oxygène de sorte que les artères dans le poumon puissent ou réussir par le sang - alors elles sont décontractées - ou pas - quand elles sont denses - de sorte que la consommation d'oxygène puisse être optimisée de la meilleure voie, soi-disant vasoconstriction pulmonaire hypoxique (HPV).

Cependant, ce procédé peut devenir irréversible pendant le déficit prolongé de l'oxygène dans les poumons, de sorte que les artères dans de grandes pièces des poumons soient denses tout le temps.

La pression dans les artères pulmonaires devient alors anormalement élevée, parce que le même volume sanguin essaye de pousser par les récipients étroits, soi-disant hypertension de pulmonell.

Comme résultat, la ventricule droit du coeur doit compenser la résistance accrue, qu'à la fin - dû à la surcharge continuelle de travail - peut avoir comme conséquence l'insuffisance cardiaque.

Développe des systèmes de mesure pour les experts cardiovasculaires

Comment le système de signalisation entre dans ces cellules musculaires et ce qu'il est celui entraîne une pression accrue dans les récipients du poumon actuel n'est pas entièrement tracé et les remèdes sont limités.

L'objectif des chercheurs de Luleå est de développer des systèmes de mesure de sorte que les experts en matière de maladies cardio-vasculaires puissent examiner le fonctionnement des artères pulmonaires sous le déficit de l'oxygène, et produit les médicaments indispensables.

- Nous ne savons pas encore exact où dans la cellule il commence quand les vaisseaux sanguins dans le poumon se contractent de manière permanente, mais nous sommes une opération sur le chemin de découvrir. Avec notre méthode nous avons pu voir comment les cellules d'une artère pulmonaire communiquent en voyant comment les signes de différentes molécules augmentent ou diminuent en réponse au déficit de l'oxygène. Nous sommes seuls en pouvant étudier la modification de forme et les changements moléculaires simultanément au niveau individuel de cellules sous le déficit réglé de l'oxygène des cellules musculaires, Kerstin Ramser, indique.

Voyez les molécules de signalisation signaler sous le déficit de l'oxygène

Pour vérifier ceci, les deux chercheurs emploient soi-disant Raman dispersant en combination avec le microfluidics et la technique de bride de correction.

Avec l'aide d'une chambre étanche au gaz de flux qui donne le plein contrôle au-dessus du teneur d'oxygène, ils peuvent simultanément mesurer le teneur d'oxygène, de la façon dont les molécules de signe (calcium et potassium) signalent par des parois cellulaires et comment les mécanismes redox des mitochondries de cellules se comportent.

Dépeignez les cellules musculaires uniques sous le déficit de l'oxygène

Avec cette méthode, elles ont pu observer et différentes cellules musculaires vivantes d'image des artères pulmonaires dont les molécules changent selon le teneur d'oxygène.

Elles illuminent les cellules musculaires avec la lumière laser, par lequel des changements de la composition moléculaire de la cellule puissent être trouvés. Elles ont observé comment la proportion de biomolécules qui sont importants pour la production d'énergie des cellules augmente et diminue à mesure qu'une réaction au manque de l'oxygène.

La technique de bride de correction signifie qu'une pipette en verre mince contenant une électrode est appliquée et aspirée sur la paroi cellulaire. Par l'électrode ils ont pu observer comment les ions calcium traversent la membrane cellulaire, en raison de l'oxygène change.

- Un défi majeur a été de traiter un environnement bruyant, où les liquides liquides traversent les cellules musculaires vivantes dans le système microfluidic où ils sont soumis au rapid mais aux modifications soigneusement réglées de l'oxygène. En même temps, nous sommes intéressés par des résultats de mesure des méthodes qui ne sont pas directement compatibles, ainsi il signifie que nous continuellement devons effectuer des compromissions pour pour ne pas exclure l'information importante. Ainsi ce n'est pas une situation facile de mesure, Joel Wahl, dit

Objectif neuf : la mesure et filment les signes en temps réel

Les deux chercheurs à l'université de technologie de Luleå ont maintenant continué pour développer un système de mesure qui combine (3D) la représentation holographique en trois dimensions avec la dispersion stimulée de Raman (SRS). Cette méthode produit un effet beaucoup de fois plus intenses que la spectroscopie conventionnelle de Raman, qui permet les procédés biomoléculaires et la forme change dans la cellule à mesurer en temps réel.

Source:
Journal reference:

Sommer, N., Bypassing mitochondrial complex III using alternative oxidase inhibits acute pulmonary oxygen sensing. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aba0694.