• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.02.2023
ФизТех
255

В МФТИ применили фотоконтроль для подавления волны аритмии

4.6

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.

В МФТИ применили фотоконтроль для подавления волны аритмии / ©Getty images / Автор: Godefridus Victorinus

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.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:50
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Вчера, 13:09
Ольга Иванова

Обычно жизнь неандертальцев изображают как крайне тяжелую с высоким уровнем стресса, в том числе детского. Международная группа ученых пришла к выводу, что их дети, как и отпрыски наших непосредственных предков, имели одинаковый уровень стресса, но на разных стадиях развития. Это может говорить о разных подходах к уходу за детьми, что, возможно, имело долгосрочные последствия — частично такое обстоятельство вызвало вымирание неандертальцев.

Вчера, 15:20
Nadya

В конце 2022 года ученые забили тревогу из-за неизвестной эпидемии, от которой гибнут морские ежи в заливе Акаба около израильского города Эйлат. Долгое время биологи не могли понять причину их вымирания. К счастью, исследователи Тель-Авивского университета выяснили, что смертельно повлияло на морских животных.

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

21 мая
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

27 апреля
Редакция Naked Science

Первый эпизод рассказывает об исследователе, который посещает различные планеты в поисках инопланетной жизни. Видео переведено на русский специально для Naked Science.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: