Un nuevo estudio muestra cómo se altera la transferencia de oxígeno en el tejido pulmonar enfermo
Una nueva investigación de ingenieros de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign muestra cómo se altera la transferencia de oxígeno en el tejido pulmonar enfermo. Crédito: Mijung Kim y Marilyn Porras-Gomez.
Un equipo multidisciplinario de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign ha desarrollado pequeños sensores que miden el transporte de oxígeno en el tejido pulmonar bovino. El estudio, que establece un nuevo marco para observar la esquiva conexión entre las membranas pulmonares, el flujo de oxígeno y las enfermedades relacionadas, se publica en la revista Nature Communications.
«Las membranas que recubren los pulmones y agregan la elasticidad necesaria para inhalar y exhalar también parecen desempeñar un papel fundamental en el suministro de oxígeno al torrente sanguíneo», dijo la profesora de ciencia e ingeniería de materiales Cecilia Leal, quien dirigió el estudio con los estudiantes graduados Mijung. Kim y Marilyn Porras-Gomez.
Para que el tejido pulmonar funcione con eficacia, debe poder transferir oxígeno y otros gases a través de sus membranas, dijeron los investigadores. Una forma en que esto sucede es a través de una sustancia llamada surfactante que reduce la tensión superficial del líquido pulmonar para permitir que ocurra este intercambio. Sin embargo, se sabe que un surfactante llamado cardiolipina es demasiado abundante en los tejidos infectados con neumonía bacteriana, informa el estudio.
Los nuevos sensores son películas delgadas basadas en silicio y grafeno que contienen pequeños transistores que miden la permeación de oxígeno. entre superficies biológicas. «Una película delgada de membranas pulmonares se extiende sobre muchos sensores diminutos en la superficie del dispositivo, lo que nos brinda una mejor imagen de lo que sucede en un área relativamente grande en lugar de solo un punto», dijo Leal.
El equipo usó los sensores para comparar la transferencia de oxígeno entre membranas sanas y enfermas. Las muestras consistían en un extracto de proteína de lípidos bovinos comúnmente utilizado para tratar a los bebés prematuros que sufren dificultad respiratoria, con una parte de las muestras combinada con cardiolipina.
Profesora Cecilia Leal, centro, y estudiantes de posgrado Mijung Kim, a la izquierda, y Marilyn Porras-Gómez. Crédito: L. Brian Stauffer
«Descubrimos que pasa más oxígeno a través del tejido afectado por la cardiolipina», dijo Leal. «Lo que puede ayudar a explicar las observaciones previas de que hay un desequilibrio de oxígeno en la sangre de los pacientes con neumonía. Aunque un aumento en el flujo de oxígeno podría percibirse como positivo, es importante mantener el intercambio natural que se produce en el pulmón que transfiere oxígeno. más rápidamente en el torrente sanguíneo interrumpe este equilibrio saludable».
Los investigadores también compararon la estructura del tejido sano y enfermo utilizando imágenes microscópicas y de rayos X. Descubrieron que el tejido combinado con cardiolipina mostraba puntos dañados, que postulan que pueden ser responsables del aumento de la transferencia de oxígeno y los subsiguientes niveles desequilibrados de oxígeno en pacientes con neumonía.
La siguiente etapa de esta investigación será estudiar membranas pulmonares extraídas de pulmones de mamíferos sanos y enfermos, dijo Leal. «Nuestros resultados generan información importante sobre la función de la membrana pulmonar, lo que indica que los cambios en la estructura y la composición se relacionan directamente con la permeación de oxígeno. Este trabajo puede permitir potencialmente que la investigación clínica examine el papel de la difusión de oxígeno desequilibrada a través de las membranas pulmonares en un contexto patológico».
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Las membranas poliméricas facilitan el intercambio de oxígeno en el cuerpo Más información: Mijung Kim et al, Detección basada en grafeno del transporte de oxígeno a través de membranas pulmonares, Nature Communications (2020) . DOI: 10.1038/s41467-020-14825-9 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign Cita: Nuevo estudio muestra cómo el oxígeno la transferencia se altera en el tejido pulmonar enfermo (9 de abril de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-04-oxygen-diseased-lung-tissue.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.