Los investigadores crean más detallada, la representación 3-D de la región clave del pulmón de mamífero

Marcha 17, 2016 Admin Salud 0 2
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Los científicos han luchado para entender con mayor precisión lo que sucede en este microscópico intersección, laberíntica de callejuelas y callejones sin salida. Para averiguarlo, un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Iowa ha creado la representación más detallada, tridimensional del acino pulmonar. El modelo de ordenador, derivada de los ratones, imita fielmente cada giro y vuelta en esta región, incluyendo la longitud, la dirección y los ángulos de las ramas respiratorias que conducen a los todos los sacos de aire llamados alvéolos importantes.

"Los métodos de formación de imágenes y análisis de imágenes descritas aquí proporcionan para morfometría rama en el acinar que antes no estaba disponible", escriben los investigadores en el artículo, publicado esta semana en la primera edición en línea de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.




El modelo es importante porque puede ayudar a los científicos a entender dónde y cómo surgen las enfermedades pulmonares, así como el papel de las obras acinos pulmonares en el suministro de medicamentos, como los comúnmente administrados con inhaladores.

"Estos métodos nos permiten entender que la enfermedad pulmonar periférica comienza y cómo progresa", dijo Eric Hoffman, profesor en los departamentos de radiología, medicina e ingeniería biomédica en la interfaz de usuario y autor en el papel. "¿Cómo se obtienen gases y sustancias inhaladas y no se acumulan en una u otra baya? ¿Cómo se arremolinan alrededor y cancelar? Nosotros no tenemos una comprensión completa de cómo sucede."

Como ejemplo, Hoffman dijo que el modelo se puede utilizar para determinar cómo el origen enfisema inducido por humo. "Ha sido sugerido recientemente que comienza con la pérdida de las vías aéreas periféricas, en vez de los alvéolos pulmonares", dice, citando una investigación en curso de James Hogg de la Universidad de Columbia Británica, que no participó en este estudio. También podría arrojar luz y dar lugar a un tratamiento más eficaz de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, que causa daño irreversible a los pulmones, dice Dragos Vasilescu, primer autor del artículo que basó su argumento en la investigación mientras era estudiante de posgrado en la interfaz de usuario .

Durante años, la mejor pioneros anatomía del pulmón como co-autor correspondiente del estudio Ewald Weibel, profesor emérito de anatomía en la Universidad de Berna, podría hacer para estudiar áreas específicas de un pulmón era hacer mediciones en dos dimensiones o crear 3D moldes de espacios de aire de los pulmones. Las técnicas, dando los primeros pulmones maquillaje intuiciones y en ejecución, tenían sus límites. Por un lado, no se replican directamente la estructura de un pulmón en la vida real, y dejar de transmitir cómo las diferentes partes actúan en conjunto como un todo. Sin embargo, los avances en la formación de imágenes y la informática han permitido a los investigadores a explorar más a fondo cómo los gases y otras sustancias inhaladas acto recovecos más recónditos del pulmón.

En este estudio, el equipo trabajó con 22 acinos pulmonares extraídas de ratones jóvenes y viejos. Luego ponen a "reconstruir" los acinos basado en micro imágenes de tomografía computarizada de los pulmones en ratones arrastraban y extraen de ellos. Los pulmones extraídos fueron preservados para que preserva la anatomía - incluyendo pequeños espacios necesarios para el éxito de imagen. A partir de esto, los investigadores fueron capaces de medir una uva, estimar el número de acinos para cada pulmón de ratón e incluso contar los alvéolos y medir su superficie. Los pulmones del ratón, en su estructura y función, es muy similar a la de pulmón humano. Esto significa que los investigadores pueden alterar la genética de un ratón y ver cómo estos cambios afectan a la estructura periférica del pulmón y su rendimiento.

Ya, los investigadores encontraron en el estudio actual que el ratón aumento alvéolos en número a lo largo de las últimas dos semanas de que al menos un estudio anterior había indicado. Hoffman añade que se necesita un estudio separado para determinar si los seres humanos, también, aumentando el número de bolsas de aire durante un cierto, la edad predeterminada.

Luego, los investigadores tratan de usar el modelo para comprender mejor cómo los gases interactúan con el flujo de sangre dentro de las bayas y los alvéolos.

"Nuestros métodos de formación de imágenes y análisis de imágenes permiten nuevas formas de investigar la estructura del pulmón y ahora se puede utilizar para profundizar el hombre pulmón sano anatomía normal y puede ser usado para ver y evaluar los cambios patológicos en modelos animales de específica enfermedades estructurales ", dijo Vasilescu, que es un researchfellow postdoctoral en la Universidad de Columbia Británica.

Autores de las contribuciones incluyen Gao Zhiyun, investigador postdoctoral en el departamento de ingeniería eléctrica en la interfaz de usuario; Punam Saha, profesor asociado en el departamento de ingeniería eléctrica en la interfaz de usuario; Leilei Yin, de la Universidad de Illinois; Ge Wang, ex profesor de radiología de la interfaz de usuario y ahora al Instituto Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal; Beatrice Haefeli-Bleuer, Universidad de Berna; y Matthias Ochs, de la Escuela de Medicina de Hannover en Alemania.

Los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Nacional de Ciencia de Suiza financió la investigación.

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