آخرین مطالب

مطالعه نشان می دهد که سلول های کلیه خون را فیلتر نمی کنند، بلکه آن را پمپ می کنند


مطالعه نشان می دهد که سلول های کلیه خون را فیلتر نمی کنند، بلکه آن را پمپ می کنند

کلیه های انسان شبکه پیچیده ای از لوله ها هستند که روزانه 190 لیتر خون را پردازش می کنند. پوشش این لوله‌ها سلول‌های اپیتلیال هستند که خون را از طریق کلیه‌ها منتقل می‌کنند و آن را به بدن برمی‌گردانند. اینکه چگونه این سلول‌های بی‌تحرک نیروی مکانیکی مورد نیاز برای انجام کار خود را تولید می‌کنند، به طور کامل درک نشده است. یک مهندس مکانیک جانز هاپکینز برای کشف رازهای این فرآیند انتقال مایع، دستگاهی ساخته است که نیروهای مکانیکی ایجاد شده توسط سلول های کلیه سالم و بیمار را اندازه گیری می کند.

“قوانین بنیادی فیزیکی می گویند که برای حرکت دادن اشیا به نیرو نیاز دارید. در این مورد، سلول ها حرکت نمی کنند، اما در حال حرکت سیال هستند. سپس این سوال مطرح می شود که آنها چگونه این کار را انجام می دهند؟” شان سان، استاد گروه مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی وایتینگ و یکی از اعضای اصلی موسسه نانوبیوتکنولوژی گفت:

Sun و تیم او که شامل زاج مهندسی مکانیک Ikbal Choudhury و دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی و بیومولکولی مورگان بنسون است، ریزمحیط کلیه را با استفاده از پمپ کلیه میکرو سیال خود یا MFKP بازسازی کردند. این دستگاه دارای دو میکروکانال است که توسط سلول های اپیتلیال کلیه از هم جدا شده اند. هنگامی که سلول ها مایع را بین کانال ها عبور می دهند، فشار مایع تولید شده توسط سلول ها را در زمان واقعی ثبت می کند.

محققان متوجه شدند که سلول های اپیتلیال کلیه مانند پمپ های مایع مکانیکی رفتار می کنند و به طور فعال یک گرادیان فشار مایع ایجاد می کنند. رفتار پمپاژ سیال با منحنی عملکرد پمپ مشخص می شود که بسیار شبیه پمپ آب در یک خانه است. اکثر مردم بر این باورند که کلیه ها مانند یک فیلتر معمولی عمل می کنند که برای حرکت مایع به فشار خارجی نیاز دارد. با این حال، سان و تیم او نشان دادند که سلول‌ها در واقع می‌توانند فشار مورد نیاز خود را ایجاد کنند – بینشی با مفاهیم مهم برای درک عملکرد فیزیولوژیکی کلیه.

سان گفت: “همه می شنوند که کلیه ها خون را فیلتر می کنند، اما از نظر مفهومی این نادرست است. آنچه ما نشان دادیم این است که سلول های کلیه پمپ هستند، نه فیلتر، و نیرو تولید می کنند.”

یافته های آنها اخیرا در منتشر شده است ارتباطات طبیعت.

تیم Sun با همکاری مرکز تحقیقاتی و بالینی PKD بالتیمور در دانشگاه مریلند، از این دستگاه برای بررسی رفتارهای مکانیکی سلول‌های اپیتلیال کلیه از بیماران مبتلا به بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب یا ADPKD استفاده کرد. ADPKD یک اختلال ارثی و تهاجمی شایع است که در آن کلیه کیست های پر از مایع ایجاد می کند و در نتیجه کلیه بزرگ می شود. دستگاه این تیم نشان داد که سلول‌های ADPKD مایع را در جهت مخالف سلول‌های اپیتلیال سالم پمپ می‌کنند. این رفتار پمپاژ تغییر یافته باعث تغییر مشخصات فشار لوله کلیه می شود و در نتیجه شکل و مورفولوژی آنها تغییر می کند.

آنها همچنین داروی Tolvaptan را بر روی سلول های ADPKD با استفاده از پمپ کلیه میکروسیال خود آزمایش کردند. Tolvaptan یک داروی مورد تایید FDA است که به تاخیر در پیشرفت بیماری ADPKD کمک می کند. این تیم نشان داد که سلول‌های ADPKD با کاهش شار پمپاژ مایع و گرادیان‌های فشار به دارو پاسخ دادند، که به این معنی است که کیست باید کندتر رشد کند. این یافته نشان می دهد که دستگاه این تیم پتانسیل استفاده به عنوان ابزار غربالگری برای درمان های جدید ADPKD و سایر بیماری های کلیوی را دارد.

گام های بعدی این تیم شامل اصلاح دستگاه برای افزایش مقیاس اندازه گیری و استفاده در سایر فرآیندهای انتقال اپیتلیال، مانند مواردی که در سایر اندام ها رخ می دهد، می باشد. آنها می‌خواهند نشان دهند که نیروهای مکانیکی در سیستم‌ها و اندام‌های بیولوژیکی مهم هستند، که در نهایت می‌تواند رویکرد ما را به غربالگری دارو و مدل‌سازی بیماری بهبود بخشد.


مطالعه: اختلال ژنتیکی کلیه قابل برگشت در مدل های پیش بالینی


اطلاعات بیشتر:
محمد ایکبال چودوری و همکاران، سلول های اپیتلیال کلیه پمپ های مایع مکانیکی بیولوژیکی فعال هستند. ارتباطات طبیعت (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29988-w

ارائه شده توسط دانشگاه جان هاپکینز

نقل قول: مطالعه نشان می‌دهد که سلول‌های کلیه خون را فیلتر نمی‌کنند، بلکه آن را پمپ می‌کنند (2022، 18 مه) در 18 مه 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-05-reveals-kidney-cells-dont-filter بازیابی شده است. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.