В МФТИ применили фотоконтроль для подавления волны аритмии
Сердечно-сосудистые заболевания — одна из самых распространенных причин смерти в мире и важное место среди них занимают аритмии. Для их устранения применяют довольно радикальный метод — дефибрилляцию — электрический разряд, который сбивает распространение волны и дает сердцу шанс начать свои сокращения с чистого листа в нормальном ритме. Ученые МФТИ рассмотрели альтернативный неинвазивный метод устранения аритмии путем фотоконтроля возбудимости клеток с помощью светочувствительных производных азобензола.
Результаты исследования in vitro опубликованы в журнале Chaos. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования России. Аритмия представляет собой спиральную волну. Наиболее часто используемые методы ее подавления — электрошок (дефибрилляция).
Однако существует значительная доля случаев, когда аритмия оказывается очень резистентной к этим методам. В поврежденной сердечной ткани возникает дополнительный электрический путь и тогда, чтобы устранить неблагоприятное распространение сердечной волны, обычно назначают операцию абляции — выжигают здоровые ткани таким образом, чтобы нарушить распространение спиральной волны, создать для неё препятствие, восстанавливая таким образом синусовый ритм сердца.
Сотрудники лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ рассмотрели возможность предотвращения хода волны в сердечных тканях не инвазивным способом, с помощью бромид азобензола триметиламмония (AzoTAB). Он под действием ультрафиолета меняет свое состояние, переходя в другую форму и за счет этого изменяет возбудимость контактирующей с ним ткани.
«В норме волна возбуждения в сердце должна распространятся ровным фронтом по ткани, а при нарушении может закрутиться в спираль. Эта спираль будет сбивать новые сердечные сокращения и в итоге сердце не сможет нормально сокращаться, — возникает аритмия. AzoTAB создает эффект юлы на столе, которая является аналогом спирали. Если стол наклонить, юла наклонится вместе с ним, и просто уедет со стола. Таким образом, исчезнет и спираль.
Наша работа показывает, что введя в кровоток аналогичное AzoTAB фотоконтролирующее вещество, воздействуя светом, можно менять свойства ткани. Можно сдвигать спираль аритмии в зависимости от того куда направлен ультрафиолет, и в конечном итоге избавиться от волны. При этом, в отличие от некоторых других способов борьбы с аритмией, мы не используем никаких инвазивных инструментов или аппаратов сердечного сканирования, а просто вводим вещество», — рассказал об исследовании Андрей Бережной, сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.
Ученые изучили дрейф спиральных волн сердечной ткани в культуре в зоне возбудимости, создаваемой AzoTAB. Эти вещества позволяют изменять проводимость сердечной ткани с минимальным воздействием, и таким образом контролировать аритмию. Конечно, AzoTab использовался как простой пример фотоконтролирующего вещества. Он токсичен и задачей лаборатории в том числе является дальнейшая разработка нетоксичных способов такого фотоконтроля.
«Разработка новых подходов к подавлению сердечных аритмий требует глубокого понимания динамики спиральных волн. В данной работе мы исследовали влияние смоделированного градиента возбудимости в культуре клеток сердца. Наши экспериментальные данные подтвердили смещение волны аритмии преимущественно в сторону меньшей возбудимости. Однако в ходе экспериментов мы наблюдали как сдвиги в сторону большей возбудимости, так и отсутствие сдвигов.
Чтобы объяснить этот эффект, мы воспроизвели эксперименты в компьютерной модели и она наглядно показала, что для объяснения механизма наблюдаемого дрейфа необходимо не только изменение коэффициентов возбудимости (ионных токов), но и коэффициента диффузии в среде. В результате мы экспериментально доказали возможность неинвазивного фотоконтроля аритмии с механистическим объяснением в компьютерных моделях», — подытожила Валерия Цвелая, заведующий лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно