Wrzesień 2020

Stworzono protezę nogi z kolanem umiejącą z łatwością omijać przeszkody

Amerykańscy inżynierowie opracowali nowy algorytm sterowania aktywnymi protezami nóg powyżej kolana, umożliwiający użytkownikowi pokonywanie przeszkód. Algorytm monitoruje ruch kikuta i koryguje trajektorię protezy na każdym kroku, włączając w to mocniejsze ściskanie nogi, jeśli to konieczne - twierdzą autorzy artykułu w Science Robotics.

 

Istnieją dwa główne rodzaje amputacji kończyn dolnych i od nich zależy, jak wygodne będzie noszenie protezy. Jeśli noga zostanie amputowana poniżej kolana, osoba może kontrolować ruchy, zginając kolano, a proteza może kontrolować tylko kąt stawu skokowego.

 

Jeśli amputacja została wykonana powyżej kolana, to potrzebna jest znacznie bardziej złożona proteza i algorytm jej kontroli. Musi ona prowadzić kąty w dwóch stawach i odpowiadać za większość nogi. Zwykle osoby z amputowaną nogą powyżej kolana używają protez półaktywnych, które nie mogą w pełni uzupełnić funkcji kolana, a zwłaszcza nie ułatwiają pokonywania przeszkód.

 

Tommaso Lenzi i jego koledzy z University of Utah stworzyli algorytm dla aktywnych protez kolanowych, który pozwala im rozpoznać, kiedy dana osoba chce podnieść nogę, aby przejść przez przeszkodę. Inżynierowie wykorzystali opracowaną wcześniej protezę w swojej poprzedniej pracy i skupili się na algorytmie sterowania jej działaniem.

 

W rzeczywistości twórcy zdecydowali się przenieść część kontroli protezy na człowieka. Kiedy osoba napotyka przeszkodę, nad którą może przejść, mocniej dociska udo i podudzie do siebie podczas kroku i dalej wysuwa udo do przodu. W związku z tym, mierząc ruch biodra, proteza może rozpoznać kąt nachylenia przekraczający wartość progową i zrozumieć, że silnik kolana powinien mocniej dociskać dolną część nogi do uda.

 

Inżynierowie opracowali prosty algorytm, który na każdym kroku dynamicznie zbiera parametry ruchu nogi z akcelerometru, w tym pozycję, przyspieszenie i prędkość, aktualizuje zaplanowaną trajektorię ruchu protezy i wydaje niskopoziomowe polecenia do silnika kolana.

 

Testy protezy na trzech ochotnikach wykazały, że potrafią oni dowolnie sterować ruchem protezy i pokonywać przeszkody o różnej wysokości do 20 centymetrów wysokości. Autorzy zaznaczają, że będą kontynuować pracę. Planują oni przeprowadzić badania na większej próbie, a także bezpośrednio porównać skuteczność nowego algorytmu z protezami pasywnymi i aktywnymi, pracując pod kontrolą innych algorytmów.

 

Lekarze nauczyli się przewidywać rychłą śmierć pacjenta na podstawie wzroku

Naukowcy odkryli nowy wskaźnik ryzyka przedwczesnej śmierci pacjentów z niewydolnością serca. Zgodnie z badaniem opublikowanym w czasopiśmie ESC Heart Failure, może na to wskazywać wielkość źrenicy.

 

Lekarze obserwowali grupę 870 osób, które później podzielono na pacjentów z dużymi i małymi źrenicami. Potem byli obserwowani przez następne dwa lata. Jak się okazało, osoby z niewydolnością serca i z małymi źrenicami umierały dwukrotnie częściej niż osoby z większymi źrenicami. Ponadto prawie 50% osób prawdopodobnie ponownie trafiło do szpitala, podczas gdy pacjenci z dużymi źrenicami wracali w 28% przypadków.

„Obserwacje pokazały, że pomiar powierzchni źrenicy może być nową nieinwazyjną metodą oceny stanu pacjentów z niewydolnością serca” - wynika z wniosków naukowców.

Lekarze przypominają, że badanie źrenic jest już aktywnie wykorzystywane w diagnostyce stanu pacjentów z chorobą Alzheimera, chorobą Parkinsona, cukrzycą i innymi. Zwraca się uwagę, że poszukiwanie wiarygodnych, nieinwazyjnych metod określania zagrożeń dla zdrowia jest jednym z najważniejszych zadań dla dzisiejszych lekarzy.

 

 

Kasza jaglana to żywność przyszłości

Kasza jaglana zaliczana jest do wielkich zbóż starożytności, obok gryki i komosy ryżowej. Niemniej jednak na Zachodzie proso ma dla wielu tylko jedno skojarzenie, że to pokarm dla ptaków. Rzeczywiście, w USA i Europie jest używany głównie do karmienia zwierząt.

 

W niektórych regionach Chin, Indii i Afryki i zresztą nie tylko tam, rośliny bogate w białko, które do wzrostu nie wymagają dużej ilości wody, są ważnym pożywieniem. Te płatki zbożowe o smaku orzechowym mogą pomóc wyżywić rosnącą populację świata.

„Uprawy prosa mogą wytrzymać suszę i ekstremalne upały, co czyni je idealną uprawą w zmieniającym się klimacie” - mówi indyjski agronom Hari Upadyaya.

Między innymi zboże to rośnie szybko i jest odporne na szkodniki. Według Tima Larsena, rzecznika stowarzyszenia Colorado Millet Cultivator Association, tej niewielkiej paczce energii brakuje tylko reklam.

 

„Czuję, że nadszedł jego czas” - mówi Larsen. Proso i związane z nimi potrawy, pomimo wszystkich trudności związanych z wprowadzaniem na rynek nowych produktów w Stanach Zjednoczonych, może pomóc jeszcze jedna poszukiwana właściwość. Ziarno nie zawiera glutenu.

 

 

Leki na nadciśnienie uszkadzają naczynia krwionośne zamiast je chronić

Naukowcy odkryli, że leki na nadciśnienie powodują negatywne zmiany w naczyniach krwionośnych, a przypadki niewydolności serca są znacznie częstsze u osób, które je przyjmują. Odkrycie powinno doprowadzić do rewizji praktyki przepisywania takich leków, zwłaszcza osobom starszym i z ciężkim nadciśnieniem.

Szeroko stosowana grupa leków, np. blokery kanału wapniowego typu L, może być zarówno korzystna, jak i szkodliwa dla serca, stwierdzili naukowcy z University of Pennsylvania. Eksperymenty przedkliniczne wykazały, że leki te przyczyniają się do przebudowy naczyń krwionośnych. W efekcie zmniejsza się przepływ krwi i podnosi ciśnienie krwi.

 

Nowe odkrycia uzyskano na modelach komórek szczurzych i ludzkich. Obserwacje pacjentów z nadciśnieniem tętniczym wykazały, że częstość występowania niewydolności serca była wyższa u osób przyjmujących blokery kanału wapniowego typu L w porównaniu z innymi lekami na nadciśnienie.

 

„Blokery kanału wapniowego typu L należą do najczęściej przepisywanych leków w leczeniu nadciśnienia, ale odkryliśmy, że mogą powodować takie uszkodzenia, którym powinni zapobiegać” - powiedział Mohamed Trebak, współautor badania.

 

Blokery kanału wapniowego typu L zapobiegają pogrubieniu ścian naczyń krwionośnych, aby zapobiec uszkodzeniom. Jednak jednocześnie wywołują przebudowę poprzez inny mechanizm.

 

Naukowcy odkryli, że przedostawanie się wapnia do komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych jest spowodowane białkami STIM, które aktywują kanały wapniowe. Regularne narażenie na blokery kanału wapniowego typu L powoduje nadmierną aktywność STIM, co powoduje charakterystyczne zmiany komórkowe.

 

Przewiduje się, że liczba osób z nadciśnieniem wzrośnie do 1,56 miliarda do 2025 r., dlatego należy zachować ostrożność przepisując te leki osobom starszym i osobom z ciężkim nadciśnieniem.

 

Potwierdzono związek między wskaźnikami samobójstw a litem w wodzie pitnej

Brytyjscy naukowcy, korzystając z metaanalizy dziewięciu dużych badań, udowodnili istotny związek między stężeniem litu w wodzie pitnej a częstością samobójstw w miejscowościach w Europie, USA i Japonii. W miejscach, gdzie stężenie substancji w wodzie było większe, liczba samobójstw na 100 tys. mieszkańców była niższa. Naukowcy piszą o tym w The British Journal of Psychiatry.

 

Preparaty litowe to jedne z najbardziej skutecznych i stosowanych substancji psychotropowych z grupy normotymików (często, szczególnie w literaturze anglojęzycznej, nazywane są stabilizatorami nastroju). Są one najczęściej przepisywane pacjentom z chorobą afektywną dwubiegunową w celu zapobiegania epizodom manii oraz pacjentom z cyklotymią lub oporną depresją. Rzadziej lit stosuje się w leczeniu skłonności samobójczych, ale w tym przypadku, jak pokazują niektóre małe badania, wystarczą bardzo małe dawki.

 

Opierając się na skuteczności małych dawek preparatów litu przeciwko tendencjom samobójczym, od początku lat dziewięćdziesiątych naukowcy zaczęli badać zależność między liczbą samobójstw na określonych obszarach a stężeniem substancji w publicznie dostępnej wodzie pitnej (litu może być całkiem sporo). W argentyńskim mieście San Antonio de los Cobres w 2010 roku wykrył stężenie 1 tys. mikrogramów na litr. Na przykład autorzy pierwszego takiego badania stwierdzili, że na tych obszarach Teksasu, gdzie stężenie litu w wodzie pitnej było najwyższe, liczba samobójstw i przejawów przemocy była mniejsza.

 

Od tego czasu podobne badania były prowadzone nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale także w innych krajach, i przyniosły różne (często sprzeczne) wyniki. Anjum Memon z Brighton and Sussex School of Medicine zdecydował się podsumować wszystkie znane dane za pomocą metaanalizy. Wybrali dziewięć prac, w których badano związek między stężeniem litu w próbkach wody pitnej a wskaźnikami samobójstw (liczba i rozkład płci), najczęściej na przestrzeni kilku lat. Prace były poświęcone kilku krajom (USA, Wielkiej Brytanii, Austrii, Grecji, Japonii i Litwie), a w analizie uwzględniono łącznie 1286 miejscowości.

 

Badacze stwierdzili ujemną korelację między poziomem litu w wodzie pitnej a liczbą samobójstw w badanych regionach, tj. zarówno wśród mężczyzn (p = 0,08), jak i kobiet (p = 0,03), a także w populacji ogólnej (p = 0,006). Innymi słowy, w osadach, w których w wodzie znajdowało się więcej litu, liczba samobójstw na 100 tys. mieszkańców była niższa. Co ciekawe, zależność ta utrzymywała się nawet wtedy, gdy w analizie uwzględniono obszary o niskiej (poniżej 80 mikrogramów na litr) zawartości litu w wodzie i niskim (poniżej 10 przypadków na 100 tys. mieszkańców) wskaźniku samobójstw.

 

Naukowcy doszli do wniosku, że lit w wodzie pitnej może potencjalnie zmniejszyć liczbę samobójstw, podobnie jak w przypadku terapii litem. Oczywiście nadal nie można mówić o związku przyczynowym. W tym celu, zdaniem naukowców, potrzebne są dodatkowe badania, na przykład do pomiaru poziomu litu we krwi poszczególnych osób w populacji, a także do manipulowania nim eksperymentalnie.

 

Spożywanie gorzkiej czekolady zmniejsza ryzyko chorób serca

W artykule opublikowanym w European Journal of Preventive Cardiology naukowcy z Baylor University w Houston w Teksasie dzielą się swoimi spostrzeżeniami na temat korzystnego wpływu czekolady na zdrowie naczyń.

Naukowcy przeanalizowali dane z badań nad związkiem między spożyciem czekolady a chorobą wieńcową serca w ciągu ostatnich 50 lat. W sumie we wszystkich sześciu badaniach podjętych w tym czasie wzięło udział 346 289 uczestników.

 

W ciągu następnych 9 lat po badaniu u 14 043 uczestników wystąpiła niewydolność wieńcowa, a 4667 z nich miało zawał serca. Zauważono jednak, że uczestnicy, którzy jedli czekoladę częściej niż raz w tygodniu, mieli o 8% mniejsze ryzyko choroby wieńcowej niż ci, którzy jedli czekoladę rzadziej niż raz w tygodniu.

 

Naukowcy nie sprecyzowali, jaki rodzaj czekolady wpływa najlepiej na stan naczyń krwionośnych, ale zapewnili, że czekolada ma wiele korzystnych właściwości, które mają zbawienny wpływ na serce i naczynia krwionośne. Naukowcy obiecali również, że na kolejnych etapach badań określą, jaki rodzaj czekolady jest najbardziej przydatny dla serca.

 

Średniowieczny specyfik okazał się skuteczniejszy od dzisiejszych antybiotyków!

Grupa naukowców z University of Warwick, University of Central Lancashire oraz University of Nottingham testowała działanie średniowiecznej mikstury opisanej w średniowiecznej księdze medycznej wykonanej na życzenie niejakiego Balda. Jedyna istniejąca kopia tej księgi znajduje się obecnie w Londynie w British Library Royal. W toku badań nad zawartą w niej recepturą, okazało się, że opisany w niej specyfik, nie tylko ma właściwości bakteriobójcze, ale w niektórych przypadkach jest skuteczniejszy od antybiotyków.

 

Szczególne zaskoczenie badaczy dotyczyło wpływu tego leku na Biofilimy. Biofilm zwany także błoną biologiczną to złożona wielokomórkowa struktura bakterii. Przyjmuje się, że 95% drobnoustrojów w środowisku za podstawową formę bytowania przyjmuje formę błony biologicznej. Są to niezwykle odporne na leki kultury bakterii, które wedle statystyk, do 2050 roku spowodują śmierć 10 milionów ludzi. Naukowcy poszukują sposobu na ich zwalczanie od dłuższego czasu dlatego też, niektóre zespoły uciekają się do weryfikowania działania dawnych specyfików opartych o zioła.


Biofilm wytworzony na kateterze przez gronkowca złocistego


Zgodnie z treścią pracy naukowej opublikowanej w czasopiśmie Scientific Reports:

"Zrekonstruowaliśmy 1000-letni środek zawierający cebulę, czosnek, wino i sole kwasów żółciowych, znany jako „maść na oczy Balda” i wykazaliśmy, że ma ona obiecujące działanie przeciwbakteryjne. W niniejszym artykule, stwierdziliśmy, że to działanie rozciąga się na szereg patogenów w hodowli planktonowej, a co najważniejsze, utrzymuje się przeciwko Acinetobacter baumannii, Stenotrophomonas maltophilia, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis i Streptococcus pyogenes, a więc mikroorganizmom zawierającym się w modelu Biofilim.”

Podczas gdy oddziaływanie tego leku na kultury tworzone na hodowli planktonu można wytłumaczyć faktem, że jednym ze składników leku był czosnek, nie oddziałuje on w jakikolwiek sposób na biofilimy. Zdaniem badaczy, silne oddziaływanie "maści na oczy Balda" na mikroorganizmy zawarte w błonie biologicznej, nie może być wytłumaczone jednym składnikiem. Jedynie połączenie wszystkich z wyżej wymienionych elementów tworzy lek, który niszczy biofilimy. Dla porównania przeciętna terapia antybiotykowa mająca zwalczyć błony bakteryjne wymaga od 100 do nawet 1000 razy silniejszej dawki niż w przypadku kultur hodowanych na planktonie. Są one niezwykle lekooporne co tym bardziej zaskakuje biorąc pod uwagę skuteczność średniowiecznego specyfiku.


Czy to możliwe że lekarstwo tworzone tysiąc lat temu osiągnęło by taki efekt czystym przypadkiem? Ziołolecznictwo nie było niegdyś tak krytykowane jak obecnie i z różnym skutkiem, wykorzystywano je od wielu wieków. Warto również pochylić się nad możliwością, że być może jest to pozostałość po dawnej zaginionej wiedzy rodzaju ludzkiego. Powszechną wiedzą jest dziś to, że chociażby zaawansowana wiedza medyczna Greków i Rzymian została niemal zupełnie zapomniana w średniowieczu. Jeśli jednak uznamy iż nie była to przypadkowa receptura to z jak starą wiedzą mamy tutaj doczynienia?

 

 

Ogłoszono postęp w leczeniu urazów rdzenia kręgowego

Urządzenie do terapii osmotycznej zmniejsza obrzęk rdzenia kręgowego, aby zapobiec wtórnym urazom u szczurów - pisze Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

 

Po urazie rdzeń kręgowy puchnie, ograniczając przepływ krwi, co prowadzi do dalszych, często krytycznych i trwałych uszkodzeń funkcji motorycznych, czuciowych i autonomicznych. Szybkie zapobieganie obrzękowi rdzenia kręgowego bezpośrednio po urazie ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania poważniejszym urazom. Jedyną do tej pory metodą leczenia była terapia sterydami metyloprednizolonem, która jest minimalnie skuteczna.

 

Obecnie grupa kierowana przez Marlana i Rosemary Borns z Jacques S. Yeager College of Engineering, Victora J.J. Rogersa, starszego profesora bioinżynierii i Devina Bindera, profesora nauk biomedycznych Uniwersytetu Kalifornijskiego Riverside School of Medicine, opisuje urządzenie do terapii osmotycznej, które delikatnie usuwa płyn z rdzenia kręgowego, zmniejsza obrzęk u rannych szczurów i daje dobre wyniki. Z biegiem czasu zastosowanie urządzenia można rozszerzyć do testowania na ludziach.

 

Urządzenie składa się z modułu przepływu stycznego podtrzymującego półprzepuszczalną membranę połączoną z hydrożelem, który spoczywa na odsłoniętym rdzeniu kręgowym. Sztuczny płyn mózgowo - rdzeniowy zawierający albuminę białkową, który inicjuje osmozę, przechodzi przez błonę od strony urządzenia, transportując cząsteczki wody z rdzenia kręgowego. Oba płyny spływają do małej komory i ponownie przechodzą przez urządzenie, aby usunąć więcej wody. Ilość usuwanej wody jest niewielka w porównaniu z ilością osmolitu, co umożliwia recyrkulację.

 

We wcześniejszych badaniach autorzy stwierdzili, że stosunkowo niewielki wzrost procentowej zawartości wody może powodować znaczny obrzęk mózgu. Eksperymenty te wykazały, że urządzenie do terapii osmotycznej usuwało wystarczającą ilość wody, aby zapobiec obrzękowi mózgu i było w stanie usunąć jeszcze więcej. Odkryto również, że wystarczająco szybkie usunięcie nadmiaru wody w obrzęku mózgu poprawiło wyniki neurologiczne.

 

Zespół planuje kontynuować ulepszanie urządzenia poprzez dłuższe eksperymenty na szczurach, zanim ostatecznie przejdzie do testów na ludziach. Wraz z profesorem nauk biomedycznych Byronem Fordem Rogersem opracowywane jest podobne urządzenie, które odprowadza płyn bezpośrednio z mózgu i wstrzykuje neuregulinę - 1, cząsteczkę naturalnie wytwarzaną przez organizm, aby regulować komunikację między komórkami mózgu i serca, promując ich wzrost, ulepszając leczenie i zmniejszając skutki ciężkich urazów.

 

Odkrycie komórek macierzystych w nerwie wzrokowym zrewolucjonizuje leczenie jaskry

Naukowcy z University of Maryland w Baltimore po raz pierwszy zidentyfikowali obecność komórek macierzystych w obszarze nerwu wzrokowego odpowiedzialnego za przekazywanie sygnałów z oka do mózgu.

 

Ich odkrycie wskazuje na nową potencjalną przyczynę rozwoju jaskry i sposoby leczenia choroby, która prowadzi do nieodwracalnej utraty wzroku. Zdaniem naukowców odkrycie może być przełomowym momentem w leczeniu wielu chorób oczu.

„Uważamy, że te komórki progenitorowe są obecne w tkance nerwu wzrokowego od urodzenia i pozostają tam przez dziesięciolecia, pomagając odżywić włókna nerwowe tworzące nerw wzrokowy” - powiedział autor badania Steven Bernstein.

Bez tych komórek włókna mogą się stopniowo pogarszać, powodując uszkodzenie nerwu wzrokowego, co ostatecznie prowadzi do jaskry. Naukowcy odkryli, że komórki macierzyste nerwu wzrokowego mogą różnicować się w kilka różnych typów komórek nerwowych, w tym neurony i komórki glejowe.

„To odkrycie może być przełomowym momentem dla chorób oczu, które zakłócają funkcjonowanie nerwu wzrokowego” - powiedział Bernstein.

Jego zespół planuje wykorzystać modele mysie do zaobserwowania, w jaki sposób zubożenie komórek progenitorowych przyczynia się do rozwoju jaskry, która powoduje zanik nerwu wzrokowego.

 

Dalsze eksperymenty powinny określić mechanizmy naprawy komórek. Jeśli naukowcy potrafią zidentyfikować krytyczne czynniki wzrostu, które uwalniają te komórki, może to być potencjalna strategia leczenia jaskry i innych związanych z wiekiem zaburzeń widzenia.

 

Wysokie ciśnienie krwi i cukrzyca zmieniają strukturę mózgu

To oczywiste, że wysokie ciśnienie krwi i cukrzyca negatywnie wpływają na ludzki organizm. Jednak najnowsze badania wykazały, że te dwa czynniki mogą również osłabiać pamięć i ograniczać szybkość myślenia. Co więcej, skutki chorzeń można zaobserwować już w średnim wieku.

 

Choroby, czynniki stylu życia oraz czynniki genetyczne, które wpływają na ukrwienie mózgu, znane są jako czynniki ryzyka naczyniowo-mózgowego. Zwiększają one prawdopodobieństwo zachorowania na demencję u osób starszych. Jednak w najnowszych badaniach skupiono się na młodszych uczestnikach, aby określić wpływ chorób na szybkość myślenia i pamięć.

 

Neurolodzy z Uniwersytetu Oksfordzkiego przeanalizowali skany MRI mózgu ponad 22 tysięcy uczestników brytyjskiego projektu Biobank w poszukiwaniu zmian w połączeniach istoty szarej i białej. Uwzględniono także dane kliniczne, demograficzne i poznawcze ochotników.

Badania wykazały, że czynniki ryzyka, które oddziałują na ukrwienie mózgu, wpływają na objętość mózgu w sieci czołowo-ciemieniowej oraz integralność połączeń istoty białej między poszczególnymi regionami. Wśród uczestników w wieku od 44 do 70 lat zauważono, że wyższe ciśnienie krwi było powiązane z niższą wydajnością poznawczą. Jednak podobny efekt nie wystąpił wśród ochotników w wieku powyżej 70 lat. Odkryto również, że cukrzyca typu 2 również negatywnie wpływa na funkcje wykonawcze, choć tylko 5% uczestników cierpiało na to schorzenie.

 

Autorzy badania zwracają uwagę, że wskazane negatywne zmiany w mózgu wywołane przez wysokie ciśnienie krwi i cukrzycę typu 2 są bardzo niewielkie. Jednak fakt, że potrafimy w ogóle wykryć te zmiany, wskazuje, że mózgi uczestników już się zmieniają, co może prowadzić do dalszego osłabiania pamięci i ograniczania szybkości myślenia w przyszłości. Dlatego monitorowanie i leczenie nawet nieco podwyższonego ciśnienia krwi może uchronić przed subtelnymi uszkodzeniami mózgu.