Согласно некоторым оценкам, больше чем 300 000 американских армий забрали травматическое повреждение головного мозга (TBI) в текущих войнах в Ираке и Афганистане. Большинство этих ран следовало из взрывов от дорожных мин и других взрывчатых веществ, привитых повстанцами. Отсутствие знаний о том, как взрывчатый взрыв повреждает мозг, мешало упрочнениям лечить эти раны. Сейчас, два изучения предлагают вероятно важное понимание, говоря о механизме, что не рассмотрели прежде.
Ведущий создатель изучений, биоинженер Гарвардского университета Кевин Кит Паркер, говорит, что у него была личная заинтересованность в изучении. Паркер переместил личный центр от сердечного до мозгового изучения после двух туров в Афганистане как гос служащий пехоты армии США. «Я продолжил видеть, что мои приятели поражаются, и думал, ‘Превосходно, я буду замечать на это и видеть, могу ли я забрать угол на нем’».Назад в Гарварде, его Паркер и лаборатория изобрели имитатор взрыва для клеток. В одном изучении, изданном сейчас в PLoS ОДИН, исследователи вырастили нейроны крысы в блюде культуры и позже приложили их к странице эластичного полимера.
Двигатель высокой точности дал шепетильно калиброванный рывок странице для подчинения нейронов механическим силам Паркер, вычисленный, чтобы быть сопоставимым с произведенными взрывом.Через микроскоп исследователи видели, что «взрыв» привёл к опухоли, другие симптомы и поломку ран веретенообразным аксонам и дендритам нейронов, отправляющим и получающим сигналы от вторых нейронов.
Серия химических опытов нашла, что механическая сила стёрла с лица земли протеины, названные интегринами, помогающими ставить на якорь клетки к лесам протеина, окружающего их. Интегрины имеют роли в широком спектре химических сигнальных дорог, но бригада Паркера идентифицировала один определенный путь, что, думается, играет роль в ране аксонам. Препарат, блокирующий компонент этого каскада именующиеся киназа Коэффициента корреляции для совокупности, уменьшил ущерб аксонам.
Тот результат заинтриговывает эти недавние результаты ущерба белому веществу мозга, составленному из аксонов в ветеранах войны в Ираке, раненных во взрывах, говорит Паркер. Все равно он предостерегает, что так намного больше работы потребуется, чтобы видеть, относятся ли эти результаты блюда культуры для того, что происходит в мозгу солдата, выставленного взрыву. «Было бы неуместно экстраполировать от блюда до головы некоего чувака», говорит Паркер.Вторая газета от группы Паркера, изданной намедни в Продолжениях Национальной академии наук, предполагает, что тот же сигнализирующий интегрин механизм может помогать vasospasm, второй вредный процесс, что связан с TBI.
В опытах с мышечными клетками от подкладки кровеносных сосудов исследователи нашли, что неожиданная механическая сила щелкает генетическим выключателем в этих клетках, делая их более вероятно для заключения контракта. Это сокращение задушило бы кровоснабжение везде, где это происходит в мозгу, и усильте рану способом голодания мозговой ткани кислорода, говорит Паркер.«Они дублировали в пробирке открытие, которое было затруднительно клиницистам», говорит Джек Цао, невропатолог и нейробиолог в Объединенном университете медицинских наук в Молитвенном доме, Мэриленд. Vasospasm, как правило, заканчивается после удара по главным причинам, кровоточащим в космосе между мозгом и тонкими тканями, окружающими его.
Но во многих армиях с TBI от взрывов, клиницисты видят подобные удару показатели, показательные из vasospasm, даже тогда как сканирования головного мозга не приводят доказательства кровотечения. Новые результаты снабжают возможное объяснение того, как это имело возможность произойти, говорит Цао.«Это и очень прекрасные бумаги», говорит Дэвид Ховда, нейробиолог и директор НИИ Травмы головного мозга в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес.
Большая часть изучения механизмов TBI сосредоточилась на нейрохимических изменениях на месте раны, таких как метаболические изменения и неустойчивость иона в нейронах, говорит он. Но новые результаты предлагают механизм, что не рассмотрели.
Идея, что интегрины имели возможность бы играть роль, имеет огромной сущность и показывает на увлекательные возможности для рассмотрения TBI или уменьшения его результатов с наркотиками, данными профилактическим образом, говорит он.Ховда говорит, что не видит оснований, по какой причине эти механизмы не способствовали бы вторым типам травмы головного мозга также от автокатастроф до синдрома тряски ребенка. «Я не пологаю, что это имеется определенным для взрыва».