Equilibrio ionico y biopotenciales
Modelo colectivo de difusión de iones a través de la conductancia microscópica.
Nerys Garcia
Yingting Liu and Fangqiang Zhu/Biophysical Journal ,volumen 104 /Enero 2013. Indianapolis ,
RESUMEN: la conducción de iones a través de canales microscópicos es de importancia central en la biología y la nanotecnología. Para entender mejor la corriente-tensión (IV) la dependencia de los canales iónicos, aquí se describe y demuestra un modelo de difusión colectiva. En este estudio, se describe y demuestra un modelo de difusión colectiva análoga que relaciona el transporte de iones espontánea en el equilibrio de los flujos de iones estacionarios bajo tensiones pequeñas, y demostramos que la conductancia del canal puede determinarse a partir de equilibrio trayectorias.
EXPERIMENTACION. Las simulaciones se realizaron utilizando el modelo de agua TIP3P y el programa namd2 en las condiciones de contorno periódicas con temperatura constante (300 K) y el volumen. Electrostática completas se calculó utilizando la partícula malla método de Ewald . Se aprobó el campo CHARMM fuerza para la proteína y lípidos en las simulaciones α-hemolisina. RESULTADOS. Pequeñas Tensiones: La concentración de ambos iones permanece en equilibrio. Grandes Tensiones: la concentración de ambos iones es menor que la del equilibrio.
El modelo hace que sea posible determinar la conductancia del canal en el rango lineal IV a partir de simulaciones de equilibrio sin aplicación de un voltaje. Para validar la teoría, realizamos simulaciones INTRODUCCION: El modelo hace que sea posible determinar la conductancia del canal en el rango lineal IV a partir de simulaciones de equilibrio sin aplicación de un voltaje. Para validar la teoría, realizamos simulaciones de dinámica molecular en dos canales-una nanoporo modelo y el poro transmembrana de un a-hemolisina-tanto bajo condiciones de equilibrio y no equilibrio. CONCEPTO: modelo de difusión colectiva análoga que relaciona el transporte de iones espontánea en el equilibrio de los flujos de iones estacionarios bajo tensiones pequeñas, y demostramos que la conductancia del canal puede determinarse a partir de equilibrio trayectorias.
CONCLUCIONES. Usando esta teoría, se puede predecir de forma fiable la porción lineal de la curva IV y la conductancia del canal a partir de simulaciones MD de equilibrio. Describe una relación cuantitativa entre el transporte de iones a través de canales espontánea en el equilibrio y la corriente iónica de estado estacionario bajo tensiones pequeñas. El modelo de difusión colectiva puede contribuir al estudio de los canales iónicos.
Equilibrio ionico y biopotenciales
Biopotencial como predictor de tamaño de la zona de ablación durante la ablación de tumores por radiofrecuencia
Abdias palacios
Autores de la investigación: D. J. Schutt; A. P. O’Rourke; J. A. Will; D. Haemmerich Estudio realizado en: Universidades de Carolina del Sur y Wisconsin- Madison Schutt, O. W. (2011). Biopotencial como predictor de la zona de ablación durante la ablación de tumores por radiofrecuencia. Scientia Iranica, 1511-1515.
Resumen
Observaciones
Una deficiencia actual de los procedimientos de ablación de tumores es la información insuficiente sobre el tamaño de la zona de ablación durante el procedimiento y la duración del tratamiento. El biopotencial investigado puede proporcionar esta información y permite la terminación de los procedimientos de ablación cuando han alcanzado su tamaño máximo, reduciendo los largos tiempos de tratamiento actuales.
Estudios previos demostraron que en la ablación del tejido miocárdico se produce un potencial entre el electrodo activo y el de referencia gracias a los radicales libres y electrolitos liberados en la lesión al tejido.
Introducción En la actualidad, una limitación de la ablación por RF es la dificultad para determinar la extensión del daño térmico durante el procedimiento. El método utilizado es el IOUS (ultrasonido intraoperativo) que no demarca la zona de coagulación térmica. Este impedimento reduce la eficacia del tratamiento, alarga el procedimiento y requiere largos e inconcluyentes seguimientos de imágenes.
Hipótesis Un biopotencial podría desarrollarse durante la ablación del tejido hepático, de forma similar al tejido miocárdico y permitir la estimación en tiempo real de la dimensión de la zona de ablación así como la duración del tratamiento.
Materiales y metodología Usaron un generador de RF valleylab de 200 W y un electrodo con aguja calibre 17. Los signos desarrollados fueron registrados mediante un osciloscopio. Un amplificador o filtro se utilizó para aislar el biopotencial de la energía aplicada por RF.
Equilibrio ionico y biopotenciales
Abdias palacios
¿Cómo lo hicieron? Insertaron la aguja en el hígado aplicando 30 W de potencia con tiempos al azar para crear zonas de ablación de diferentes tamaños. Para esto utilizaron puercos entre 15 a 35 kg que fueron sacrificados después de la ablación y se resecaron los lóbulos de ablación. El hígado entonces se fijó con formalina.
Mediciones y resultados Utilizaron el coeficiente de correlación de Pearson (índice que puede utilizarse para medir el grado de relación de dos variables siempre y cuando sean cuantitativas) para analizar las relaciones entre la dimensión de la zona de ablación y el biopotencial. En la imagen de la correlación entre el cambio de biopotencial y el diámetro máximo de la zona de ablación, se observa un resultado positivo. En la correlación del volumen de la zona de ablación y el biopotencial, el cambio no fue tan fuerte, resultando así negativo.
diámetro vs biopotencial
Gráfico volumen vs biopotencial
Discusión En este trabajo se postuló y demostró que: los cambios de biopotencial pueden ayudar a predecir el crecimiento de la zona de ablación de una forma más precisa que el IOUS; el biopotencial incrementó en todos los casos durante el curso del tratamiento; incrementar el biopotencial estaba asociado con un incremento de la dimensión de la zona de ablación.
Principal resultado obtenido La señal del biopotencial puede ayudar a determinar la duración del tratamiento. Al monitorear el biopotencial, existe la capacidad de determinar cuándo cada zona de ablación ha alcanzado su tamaño máximo y terminar el procedimiento, utilizando así el tiempo óptimo de tratamiento.