Poluição atmosférica produz asma

Poluição atmosférica produz asma

Cerca de 4 milhões de crianças em todo o mundo desenvolvem asma a cada ano por causa da inalação de dióxido de nitrogênio, de acordo com um estudo publicado hoje por pesquisadores da Escola de Saúde Pública do Instituto Milken da Universidade George Washington (Milken Institute SPH). O estudo, baseado em dados de 2010 a 2015, estima que 64% desses novos casos de asma ocorram em áreas urbanas.

O estudo é o primeiro a quantificar a carga mundial de novos casos de asma pediátrica ligados ao dióxido de nitrogênio relacionado ao tráfego, usando um método que leva em conta altas exposições a esse poluente que ocorrem perto de estradas movimentadas, disse Susan C. Anenberg, PhD. autor sênior do estudo e professor associado de saúde ambiental e ocupacional no Instituto Milken SPH.

"Nossas descobertas sugerem que milhões de novos casos de asma pediátrica poderiam ser evitados em cidades ao redor do mundo, reduzindo a poluição do ar", disse Anenberg. "Melhorar o acesso a formas mais limpas de transporte, como transporte público eletrificado e deslocamento ativo de bicicleta e caminhada, não apenas reduziria os níveis de NO 2 , mas também reduziria a asma, aumentaria a aptidão física e reduziria as emissões de gases do efeito estufa".

Os pesquisadores vincularam dados globais de concentrações de NO 2 , distribuições de população pediátrica e taxas de incidência de asma com evidências epidemiológicas relacionando a poluição de NO 2 derivada do tráfego com o desenvolvimento de asma em crianças. Eles puderam, então, estimar o número de novos casos de asma pediátrica atribuíveis à poluição por NO 2 em 194 países e em 125 das principais cidades do mundo.

Principais conclusões do estudo publicado na The Lancet Planetary Health:

Estima-se que 4 milhões de crianças desenvolveram asma a cada ano de 2010 a 2015 devido à exposição à poluição por NO 2 , que é principalmente proveniente da exaustão de veículos motorizados.

Estima-se que 13 por cento da incidência anual de asma pediátrica em todo o mundo esteja ligada à poluição por NO 2 .

Entre as 125 cidades, o NO 2 representou 6% (Orlu, Nigéria) e 48% (Xangai, China) da incidência de asma pediátrica. A contribuição do NO 2 excedeu 20 por cento em 92 cidades localizadas em economias desenvolvidas e emergentes.

As 10 maiores contribuições de NO 2 foram estimadas para oito cidades na China (37 a 48% da incidência de asma pediátrica) e para Moscou, Rússia e Seul, na Coréia do Sul, com 40%.

O problema também afeta cidades dos Estados Unidos: Los Angeles, Nova York, Chicago, Las Vegas e Milwaukee foram as cinco principais cidades dos EUA com o maior percentual de casos de asma pediátrica ligados ao ar poluído.

Nacionalmente, os maiores encargos relacionados à poluição do ar foram encontrados na China em 760.000 casos de asma por ano, seguidos pela Índia com 350.000 e os Estados Unidos com 240.000.

A asma é uma doença crônica que dificulta a respiração e resulta quando as vias aéreas do pulmão estão inflamadas. Estima-se que 235 milhões de pessoas em todo o mundo atualmente têm asma, o que pode causar chiado, bem como ataques com risco de vida.

A Organização Mundial da Saúde chama a poluição do ar de "um grande risco ambiental para a saúde" e estabeleceu diretrizes de qualidade do ar para NO 2 e outros poluentes do ar. Os pesquisadores estimam que a maioria das crianças vivia em áreas abaixo da atual diretriz da OMS de 21 partes por bilhão para a média anual de NO 2 . Eles também descobriram que cerca de 92 por cento dos novos casos de asma pediátrica que foram atribuíveis ao NO 2 ocorreram em áreas que já atendem a diretriz da OMS.

"Essa descoberta sugere que a diretriz da OMS para o NO 2 pode precisar ser reavaliada para garantir que seja suficientemente protetora da saúde das crianças", disse Pattanun Achakulwisut, PhD, principal autor do estudo e cientista de pós-doutorado do Instituto Milken SPH.

Os pesquisadores descobriram que, em geral, cidades com altas concentrações de NO 2 também tinham altos níveis de emissões de gases do efeito estufa. Muitas das soluções destinadas a limpar o ar não só previnem novos casos de asma e outros problemas graves de saúde, mas também atenuam o aquecimento global, disse Anenberg.

Pesquisas adicionais devem ser feitas para identificar mais conclusivamente o agente causador dentro de emissões complexas de tráfego, disseram os pesquisadores. Esse esforço, juntamente com mais estudos de monitoramento da poluição do ar e epidemiológicos conduzidos em países com dados limitados, ajudarão a refinar as estimativas de novos casos de asma associados a emissões de trânsito, acrescentaram Anenberg e Achakulwisut.

Artigo:

Pattanun Achakulwisut, Prof Michael Brauer, Perry Hystad, Susan C Anenberg. Global, national, and urban burdens of paediatric asthma incidence attributable to ambient NO2 pollution: estimates from global datasets. The Lancet Planetary Health, 2019 DOI: 10.1016/S2542-5196(19)30046-4

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190410210003.htm

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Bactérias condutoras de eletricidade prometem avanços na medicina e na eletrônica

Bactérias condutoras de eletricidade prometem 
avanços na medicina e na eletrônica

Os cientistas fizeram uma descoberta surpreendente sobre como estranhas bactérias que vivem no solo e nos sedimentos podem conduzir eletricidade. As bactérias fazem isso, determinaram os pesquisadores, através de uma estrutura biológica inédita nunca antes vista na natureza - uma estrutura que os cientistas podem cooptar para miniaturizar a eletrônica, criar baterias potentes e pequenas, construir marca-passos sem fios e desenvolver uma série de outras. avanços médicos.

Os cientistas acreditavam que o Geobacter sulfurreducens conduzia eletricidade através de apêndices comuns, semelhantes a pêlos, chamados pili. Em vez disso, um pesquisador da Universidade de Virginia School of Medicine e seus colaboradores determinaram que as bactérias transmitem eletricidade através de fibras impecavelmente ordenadas feitas de uma proteína totalmente diferente. Essas proteínas envolvem um núcleo de moléculas contendo metais, da mesma forma que um cabo elétrico contém fios de metal. Este "nanofio", no entanto, é 100.000 vezes menor que a largura de um cabelo humano.

Essa estrutura minúscula, mas arrumada, acreditam os pesquisadores, pode ser tremendamente útil para tudo, desde aproveitar o poder da bioenergia até limpar a poluição e criar sensores biológicos. Na verdade, poderia servir como ponte entre a eletrônica e as células vivas.

"Existem todos os tipos de dispositivos médicos implantados que são conectados ao tecido, como os marcapassos com fios, e isso pode levar a aplicações onde você tem dispositivos em miniatura que estão realmente conectados por esses filamentos de proteína", disse Edward H. Egelman, PhD. "Podemos agora imaginar a miniaturização de muitos dispositivos eletrônicos gerados por bactérias, o que é bastante surpreendente".

Pequeno mas eficaz

As bactérias da Geobacter desempenham papéis importantes no solo, incluindo a facilitação do turnover mineral e até a limpeza do lixo radioativo. Eles sobrevivem em ambientes sem oxigênio e usam nanofios para se livrarem do excesso de elétrons, o que pode ser considerado o equivalente à respiração. Esses nanofios têm fascinado cientistas, mas é só agora que pesquisadores da UVA, Yale e da Universidade da Califórnia, Irvine, foram capazes de determinar como o G. sulfurreducens usa esses fios orgânicos para transmitir eletricidade.

"A tecnologia [para entender os nanofios] não existia até cerca de cinco anos atrás, quando os avanços na microscopia crio-eletrônica permitiram alta resolução", disse Egelman, do Departamento de Bioquímica e Genética Molecular da UVA. "Temos um desses instrumentos aqui na UVA e, portanto, a capacidade de realmente entender em nível atômico a estrutura desses filamentos. ... Então esse é apenas um dos muitos mistérios que agora conseguimos resolver usando esta tecnologia, como o vírus que pode sobreviver em ácido fervente, e haverá outros ".

Ele observou que, ao entender o mundo natural, inclusive nas menores escalas, cientistas e fabricantes podem obter muitas idéias valiosas e idéias úteis. "Um exemplo que vem à mente é a seda de aranha, que é feita de proteínas como esses nanofios, mas é mais forte que o aço", disse ele. "Ao longo de bilhões de anos de evolução, a natureza evoluiu materiais que têm qualidades extraordinárias, e queremos aproveitar isso."

Artigo:

Fengbin Wang, Yangqi Gu, J. Patrick O’Brien, Sophia M. Yi, Sibel Ebru Yalcin, Vishok Srikanth, Cong Shen, Dennis Vu, Nicole L. Ing, Allon I. Hochbaum, Edward H. Egelman, Nikhil S. Malvankar. Structure of Microbial Nanowires Reveals Stacked Hemes that Transport Electrons over Micrometers. Cell, 2019; 177 (2): 361 DOI: 10.1016/j.cell.2019.03.029

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190404143747.htm

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Os países com políticas inclusivas têm cidadãos mais felizes

Um estudo mostrou que políticas educacionais “inclusivas” ajudam alunos da classe trabalhadora a acessar o ensino superior, como atrasar o fluxo de crianças de acordo com sua capacidade até o mais velho, reduzir o custo do ensino privado e aumentar o número de universidades para que mais estudantes pode assistir a todos os atos para reduzir a "lacuna de felicidade" entre os ricos e os pobres.

Pesquisas mostram que quanto mais educadas as pessoas são, mais felizes elas tendem a ser. Infelizmente, também é o caso de que crianças de origens privilegiadas e ricas tendem a se sair melhor na escola e têm maior probabilidade de frequentar a universidade do que as crianças de baixa classe trabalhadora. Isso significa que, no momento em que atingem a idade adulta, existe uma grande “lacuna de felicidade” entre as crianças da classe média e seus pares de origens desfavorecidas.

No entanto, um novo estudo, publicado na Revista Britânica de Sociologia da Educação mostra que isso não tem que ser o caso, e que a ligação entre classe social e felicidade pode ser moderada por políticas educacionais que oferecem mais oportunidades para crianças desfavorecidas.

Pesquisadores da Universidade Umeå, na Suécia, usaram o European Social Survey, uma pesquisa européia realizada a cada dois anos desde 2002, para calcular a satisfação com a vida e a felicidade de quase 15.000 pessoas de 18 a 29 anos de um total de 25 países.

Eles então analisaram o impacto de quatro diferentes políticas educacionais sobre o bem-estar dos cidadãos. Estes incluíam streaming, ou rastreamento de crianças de acordo com a capacidade em uma idade jovem; fornecendo educação de baixo custo para todos; permitir que as universidades aumentem o número de vagas para que mais jovens possam participar; e dar aos alunos uma segunda chance de ir para a universidade se não obtiverem as notas certas.

Os resultados mostraram que, como esperado, os jovens de origens sociais privilegiadas estavam mais satisfeitos com a sua vida do que os provenientes de meios desfavorecidos. No entanto, o tamanho dessa disparidade foi afetado pelos tipos de políticas educacionais adotadas pelos países europeus.

Por exemplo, em países que atrasaram a transmissão, ou rastrearam crianças de acordo com a capacidade até uma idade posterior, houve uma diferença insignificante na satisfação de vida entre diferentes classes sociais.

"A idade em que as crianças foram transmitidas não teve efeito sobre o bem-estar dos estudantes de classe média, no entanto, crianças de idade empobrecida ficaram significativamente mais felizes quando a idade de transmissão atrasou", diz Björn Högberg, da Universidade Umeå.

Pessoas de meios desfavorecidos também eram mais felizes em países onde o custo médio da educação era baixo, onde as universidades aumentavam o tamanho das matrículas e quando as universidades permitiam oportunidades de segunda oportunidade.

A diferença na felicidade entre as classes sociais foi maior na Hungria e na Bulgária, onde as crianças são transmitidas em uma idade muito jovem e há oportunidades limitadas de segunda oportunidade para os estudantes irem para a universidade.

O Reino Unido e a Alemanha também tiveram significativas “lacunas de felicidade”, o que no Reino Unido se deveu aos altos custos do ensino privado e aos baixos níveis de matrícula das universidades britânicas.

A Dinamarca, por outro lado, era um dos países mais iguais em termos da felicidade de seus cidadãos. Também tinha as políticas educacionais mais inclusivas - acompanhando os alunos em idade mais avançada, oferecendo educação particular de baixo custo e dando às crianças oportunidades generosas de segunda oportunidade de ir para a universidade.

"Entre os países ricos da Europa Ocidental, aqueles com sistemas educacionais mais inclusivos, como a Dinamarca, tinham diferenças sociais menores (na verdade, nenhuma em média) do que países igualmente ricos, mas menos inclusivos, como o Reino Unido ou a Alemanha", diz Högberg.

O estudo sugere que os governos e outros formuladores de políticas precisam considerar o impacto mais amplo de suas políticas de educação na sociedade.

"As escolas têm o potencial de ter um enorme impacto sobre as crianças e jovens e suas chances de vida, mas um foco estreito em resultados acadêmicos, como resultados de testes, fornece apenas uma imagem incompleta das conseqüências das políticas educacionais", diz Högberg.

"Eu recomendaria que a política educacional, especialmente em níveis mais altos, seja planejada de tal forma que a oportunidade de acesso à educação seja maximizada, seja por meio de medidas institucionais, como a ampliação do acesso de alunos mais pobres ou por meio de medidas financeiras - como reduzir as taxas de estudante ".

Artigo:

Björn Högberg. Educational policies and social inequality in well-being among young adults. British Journal of Sociology of Education, 2019; 1 DOI: 10.1080/01425692.2019.1576119

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190404214744.htm

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Uma estratégia simples para melhorar o seu humor

Uma estratégia simples para melhorar o seu humor

Todos nós temos um remédio - um copo de vinho ou um pedaço de chocolate - para levantar nossos ânimos quando estamos de mau humor. Em vez de nos concentrarmos em maneiras de nos sentirmos melhor, uma equipe de pesquisadores da Universidade do Estado de Iowa sugere que os outros desejem bons resultados.

"Andar por aí e oferecer bondade aos outros no mundo reduz a ansiedade e aumenta a felicidade e os sentimentos de conexão social", disse Douglas Gentile, professor de psicologia. "É uma estratégia simples que não leva muito tempo que você pode incorporar em suas atividades diárias."

Gentile, Dawn Sweet, conferencista sênior em psicologia; e Lanmiao He, estudante de pós-graduação em psicologia, testou os benefícios de três técnicas diferentes destinadas a reduzir a ansiedade e aumentar a felicidade ou o bem-estar. Eles fizeram isso fazendo com que estudantes universitários andassem pelo prédio por 12 minutos e praticassem uma das seguintes estratégias:

Bondade amorosa: olhando para as pessoas que elas vêem e pensando consigo mesmas, "desejo que essa pessoa seja feliz". Os alunos foram encorajados a realmente dizer o que pensavam.

Interconexão: Olhando para as pessoas que elas vêem e pensando sobre como elas estão conectadas umas às outras. Foi sugerido que os alunos pensem sobre as esperanças e sentimentos que podem compartilhar ou que possam ter uma aula semelhante.

Comparação social descendente: olhando para as pessoas que elas vêem e pensando em como elas podem estar melhores do que cada uma das pessoas que encontraram.

O estudo, publicado no Journal of Happiness Studies , também incluiu um grupo de controle em que os alunos foram instruídos a olhar para as pessoas e se concentrar no que vêem do lado de fora, como suas roupas, a combinação de cores, texturas e maquiagem. e acessórios. Todos os alunos foram pesquisados ​​antes e depois da caminhada para medir ansiedade, felicidade, estresse, empatia e conectividade.

Amor e bondade vencem

Os pesquisadores compararam cada técnica com o grupo de controle e descobriram que aqueles que praticavam a gentileza amorosa ou desejavam que os outros se sentissem bem mais felizes, mais conectados, carinhosos e empáticos, bem como menos ansiosos. O grupo de interconectividade era mais empático e conectado. A comparação social descendente não mostrou nenhum benefício e foi significativamente pior do que a técnica da bondade amorosa.

Os estudantes que se comparavam com os outros se sentiam menos empáticos, cuidadosos e conectados do que os estudantes que estendiam bons desejos aos outros. Estudos anteriores mostraram que a comparação social descendente tem um efeito amortecedor quando nos sentimos mal com relação a nós mesmos. Pesquisadores da ISU descobriram o contrário.

"Em essência, a comparação social descendente é uma estratégia competitiva", disse Sweet. "Isso não quer dizer que não possa ter algum benefício, mas a mentalidade competitiva tem sido associada ao estresse, ansiedade e depressão."

Os pesquisadores também examinaram como diferentes tipos de pessoas reagem a cada técnica. Eles esperavam que as pessoas que fossem naturalmente conscientes pudessem se beneficiar mais da estratégia da bondade amorosa, ou as pessoas narcisistas poderiam ter dificuldade em desejar que os outros fossem felizes. Eles ficaram um pouco surpresos com os resultados.

"Esta prática simples é valiosa, independentemente do seu tipo de personalidade", disse Lanmiao. "Estender a gentileza aos outros funcionou igualmente bem para reduzir a ansiedade, aumentar a felicidade, a empatia e os sentimentos de conexão social".

Comparações de mídia social

A mídia social é como um playground para comparações: ele ganha mais dinheiro do que eu; ela tem um carro melhor. Enquanto o estudo não analisou especificamente as mídias sociais, Gentile diz que os resultados demonstram que a comparação é uma estratégia arriscada.

"É quase impossível não fazer comparações nas mídias sociais", disse Gentile. "Nosso estudo não testou isso, mas muitas vezes sentimos inveja, inveja, raiva ou desapontamento em resposta ao que vemos nas mídias sociais, e essas emoções atrapalham nossa sensação de bem-estar."

A comparação funciona bem quando estamos aprendendo algo ou fazendo uma escolha, disse Gentile. Por exemplo, quando crianças, aprendemos observando os outros e comparando seus resultados aos nossos. No entanto, quando se trata de bem-estar, a comparação não é tão eficaz quanto a bondade amorosa, que melhora consistentemente a felicidade.

Artigo:

Autores Autores e afiliações Douglas A. Gentile, Dawn M. Doce, Lanmiao Ele. Cuidando de outras pessoas se preocupa com o eu: um teste experimental de breves comparações sociais, amor-bondade e interconectividade . Journal of Happiness Studies , 2019 DOI: 10.1007 / s10902-019-00100-2

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190327112705.htm

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Anticorpos comestíveis para tratar e prevenir distúrbios gastrointestinais

Anticorpos comestíveis para tratar e prevenir
distúrbios gastrointestinais

Os anticorpos terapêuticos estão sendo cada vez mais usados ​​na clínica para o tratamento de várias doenças. No entanto, o direcionamento oral de anticorpos para intestino continua a ser um desafio devido à sua incapacidade de sobreviver à digestão e atingir tecidos gastrointestinais. Agora, os cientistas desenvolveram uma nova tecnologia de anticorpos que combina as vantagens das terapias baseadas em anticorpos com a conveniência da administração de medicamentos orais. É importante ressaltar que esses anticorpos são fabricados usando levedura em um processo tão direto quanto a fabricação de alimentos. Este trabalho foi publicado na revista Nature Biotechnologye é o resultado de um esforço colaborativo contínuo entre Nico Callewaert (Centro VIB-UGent de Biotecnologia Médica), Ann Depicker (Centro de Biologia Vegetal da VIB-UGent), Henri De Greve (Centro VIB-VUB de Biologia Estrutural) e Eric Cox (Faculdade de Medicina Veterinária da UGent). A tecnologia de anticorpos pode ter usos potenciais em várias áreas, desde a luta contra infecções veterinárias e intestinais humanas, tratamento de distúrbios inflamatórios e metabólicos, até o desenvolvimento de microbiomas que alteram os suplementos alimentares.

Os anticorpos terapêuticos convencionais injetados na corrente sanguínea para tratamento ou prevenção de uma multiplicidade de doensas, incluindo doensas infecciosas, cancro e inflamação. Embora amplamente aplicáveis, essas terapias baseadas em anticorpos não são projetadas para ingestão oral de alvos no intestino, já que o ambiente digestivo do trato gastrointestinal pode destruí-lo. Além de evitar agulhas, a administração local de anticorpos, em vez da administração sistêmica, pode ser preferida para minimizar ou mesmo evitar efeitos colaterais sistêmicos. É por isso que os cientistas estão trabalhando em tecnologias que protegem os anticorpos durante a passagem gástrica para entregá-los intactos ao local de destino no intestino.

Agora, a pesquisa de Vikram Virdi, pós-doc no laboratório de Nico Callewaert (VIB-UGent) e Ann Depicker (VIB-UGent), torna possível a administração oral de anticorpos ao intestino. Os cientistas projetaram um formato de anticorpo que é simples, mas robusto o suficiente para sobreviver ao ambiente hostil no intestino. Além disso, a equipe também desenvolveu um processo de fabricação que usa sementes de soja ou células de levedura para produzir esses anticorpos. Usando a tecnologia de processamento de alimentos existente, eles poderiam eliminar a necessidade de processos caros de purificação. O resultado é um pó facilmente fabricado com anticorpos que podem ser adicionados aos alimentos e ingeridos por via oral, não necessitando de encapsulamento.

Em colaboração com o grupo de Eric Cox (UGent), os cientistas obtiveram prova de conceito com a tecnologia em uma das espécies-alvo, jovens leitões suscetíveis a uma infecção causadora de diarréia. Diarreia pós-desmame causada por Escherichia coli enterotoxigênica(ETEC) é uma doença economicamente importante na produção de suínos em todo o mundo. No momento, a única coisa que ajuda contra esta infecção é o uso de antibióticos, que é um fator de risco para os problemas bem conhecidos de resistência a antibióticos e transmissão potencial de bactérias resistentes entre animais e seres humanos. Este é um enorme dilema para os produtores de suínos, como superar as crises da ETEC em face de limitações regulatórias rígidas sobre o uso de antibióticos para a pecuária. A nova abordagem baseada em anticorpos apareceu como uma alternativa eficaz e segura. "Os leitões, que receberam alimentos suplementados com os novos anticorpos", diz Vikram Virdi, "foram protegidos contra a infecção pela ETEC em um estudo piloto". Tendo em conta estes resultados, a equipe está procurando desenvolver ainda mais os anticorpos como produto veterinário.

No entanto, de acordo com Nico Callewaert, que liderou o trabalho de levedura, as aplicações vão muito além. "Como o intestino de humanos e de porcos é notavelmente semelhante, o laboratório já está explorando essa tecnologia para prevenir e tratar infecções intestinais humanas e reduzir sintomas em doenças gástricas como a doença de Crohn e colite ulcerativa. Uma das principais contribuições pode estar em projetos humanitários, por exemplo, durante situações pós-desastre, para combater surtos de doenças intestinais, como a cólera, causou diarreia. " No geral, a versatilidade desta nova tecnologia cria novas oportunidades de produtos para uso em diferentes setores, como aditivos para alimentos e rações, nutracêuticos, biofarmacêuticos e otimização de microbiomas.

Artigo:

Vikram Virdi, Jorge Palaci, Bram Laukens, Stefan Ryckaert, Eric Cox, Erik Vanderbeke, Ann Depicker, Nico Callewaert. Yeast-secreted, dried and food-admixed monomeric IgA prevents gastrointestinal infection in a piglet model. Nature Biotechnology, 2019; DOI: 10.1038/s41587-019-0070-x

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190401115749.htm

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A psicodinâmica da amostra grátis

A psicodinâmica da amostra grátis

Da próxima vez que você receber uma amostra grátis enquanto estiver passando por uma loja, siga em frente e leve-a. Mas esteja ciente de que quanto mais você gosta daquele pedacinho de queijo ou gole de chá de ervas, mais provável é que o mapa interno do seu cérebro se deforme de uma maneira que aumente sua capacidade de voltar ao ponto onde você adquiriu seu brinde.

Os circuitos neurais dos nossos cérebros criam mapas espaciais à medida que navegamos em novos ambientes, permitindo-nos recuperar localizações e direções. Embora seja sabido há algum tempo que temos esses mapas internos, um estudo da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, a ser publicado on-line em 29 de março na Science, mostra como, em ratos, esses mapas são redesenhados quando os ratos aprendem que receberão um recompensa em um determinado lugar no mapa. Esse mesmo processo pode desempenhar um papel no comportamento aditivo em humanos.

Lisa Giocomo, PhD, professora assistente de neurobiologia, é a autora principal do estudo. A principal autoria é compartilhada pelo estudante de pós-doutorado William Butler, PhD, e pelo estudante de pós-graduação Kiah Hardcastle.

"Toda vez que você verifica seu mapa do Google para um determinado endereço ou nome de restaurante ou par de coordenadas de grade, você obtém o mesmo mapa, independentemente de por que está olhando para ele", disse Giocomo. "O sistema de posicionamento global que gera esse mapa não se importa com o que você está fazendo ou para onde está indo, ou se está feliz, com fome ou de ressaca. Isso sempre lhe dará a mesma informação."

Os cientistas assumiram que o GPS interno do cérebro opera de maneira semelhante. Mas acontece que isso não está certo.

"Neste estudo, aprendemos que o seu mapa interno muda dependendo do seu comportamento, memórias e estado de espírito", disse Giocomo. "Puxamos mapas diferentes para o mesmo espaço, dependendo do que estamos realmente tentando fazer nesse espaço."

Área do cérebro crucial para a navegação

A pesquisa de Giocomo foi focada em uma área do cérebro chamada córtex entorrinal medial, que é crucial para a navegação. Aninhado perto do centro do cérebro humano, ele integra informações de nossos sentidos para gerar mapas de novos lugares.

Nos últimos 15 anos, os cientistas descobriram que várias células nervosas em nosso córtex entorrinal mediano atuam como bússolas, velocímetros, coordenadas de latitude e longitude, ou detectores de limites e marcos. Essas células foram identificadas em roedores, morcegos, macacos e humanos, sugerindo que esse circuito de mapeamento espacial é um mecanismo universal de navegação em mamíferos e que as descobertas do estudo se aplicam também aos humanos.

Até agora, todos os indícios foram de que é simples assim. Mas isso é porque as experiências projetadas para capturar e medir o processo de mapeamento foram deliberadamente mantidas simples, para obter resultados decifráveis. Uma configuração experimental padrão, por exemplo, apresenta um ambiente espaçoso e simples: uma caixa grande e aberta, na qual o piso está cheio de pedaços de cereais esmagados. Nenhuma consideração é dada ao humor ou intenção dos animais de teste. Os animais podem andar livremente ao redor da caixa, forrageando à vontade para as migalhas esmagadas, enquanto os pesquisadores coletam dados via monitoração fisiológica das células cerebrais das criaturas. É uma experiência relativamente fácil de fazer. Os cientistas que pensaram que ganhou um prêmio Nobel em 2014.

"Mas os animais não costumam andar por dentro de grandes caixas pretas na esperança de aspirar a poeira das migalhas, disse Giocomo. "Normalmente você tem um objetivo. Por isso, decidimos projetar uma situação que estimulasse esse direcionamento de metas, mas também seria capaz de relacionar o que encontramos ao que foi estudado nos últimos 15 anos."

Uma nova caixa

Isso significava mudar animais experimentais entre dois ambientes alternativos, um encorajando meandros aleatórios e o outro estimulando o comportamento orientado por objetivos. Para testar o comportamento orientado por objetivos, Giocomo e seus colegas projetaram uma caixa grande que era exatamente do mesmo tamanho e formato que a da configuração experimental tradicional. Ambas as caixas tinham pisos com migalhas esmagadas aleatoriamente espalhados. Durante experimentos em qualquer caixa, os animais podiam forragear livremente e comer qualquer pedaço de migalha que encontrassem. Mas havia uma diferença importante. A segunda caixa tinha uma "zona de recompensa" de 8 por 8 polegadas, sem identificação, em um local fixo em seu andar cheio de migalhas. Os animais de teste foram autorizados a forragear livremente nesta caixa, tal como na outra. Mas eles logo aprenderam que se, em resposta a uma sugestão auditiva, eles navegassem para a zona de recompensa, eles obter uma recompensa garantida, de bom tamanho, com cereais esmagados. Essa recompensa estava disponível apenas intermitentemente e apenas por um curto período após a sugestão.

Imagine um balcão de "almoço grátis" em um supermercado. O balcão só fica aberto a maior parte do tempo - mas quando é, um anúncio em toda a loja chama a atenção dos clientes famintos sobre o sistema de endereços públicos.

Os investigadores implantaram eletrodos em várias centenas de células nervosas no córtex entorrinal medial de ratos que foram colocados em cada um dos dois ambientes. Os eletrodos foram conectados a cabos longos, de modo que os pesquisadores pudessem monitorar a atividade elétrica de cada célula nervosa à medida que os animais passassem livremente dentro de qualquer caixa em que fossem colocados.

"O sistema de mapeamento espacial dos ratos é o mesmo que o nosso", disse Giocomo. "Para os roedores, eles são muito espertos. Eles gostam de se movimentar. E adoram migalhas.

A equipe de Giocomo coletou e analisou quantidades maciças de dados, o que lhes permitiu identificar células individuais no córtex entorrinal medial de cada rato que serviram como bússolas, velocímetros e detectores de posição. Eles também observaram que uma vez que um rato tivesse aprendido o suficiente sobre como os dois ambientes diferiam - principalmente aquele que apresentava um "almoço grátis" ocasional e bem divulgado - vários tipos de células relacionadas ao mapa espacial em seu córtex entorrinal medial mudavam seus padrões de disparo sempre que o animal se aproximava do "balcão de almoço". Por exemplo, quando os ratos chegavam a cerca de 30 centímetros do centro da zona de recompensa, se o balcão de almoço estava aberto ou não, as células significantes da posição disparavam mais rápido e as células que disparavam a posição estavam mais próximas juntos,

"Isso nos diz que os cérebros dos ratos estão fazendo um novo mapa do espaço, em resposta à sua experiência de recompensa, que reflete a importância do lugar onde eles conseguiram, fornecendo uma representação mais precisa de sua posição", disse Giocomo. Se a recompensa é uma droga de abuso, ela disse, a precisão melhorada no centro deste mapa baseado em recompensa poderia permitir o hábito de um adicto.

Então, da próxima vez que você se encontrar passando por uma rua secundária indescritível em um bairro estranho em busca de um lugar para estacionar, lembre-se de devorar um pedaço de chocolate ao sair do carro. Pode tornar mais fácil para você lembrar onde você estacionou.

O estudo foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (subvenções MH106475 e DA042012), o Escritório de Pesquisa Naval, a Fundação James S McDonnell e a Fundação Klingenstein-Simons.

Artigo:

William N. Butler, Kiah Hardcastle, Lisa M. Giocomo. Remembered reward locations restructure entorhinal spatial maps. Science, 2019 DOI: 10.1126/science.aav5297

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190328150748.htm

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Aumento da temperatura mundial leva a aumento da dengue

Aumento da temperatura mundial leva a aumento da dengue

Até um bilhão de pessoas poderiam ser expostas a mosquitos portadores de doenças até o final do século devido ao aquecimento global, diz um novo estudo que examina mensalmente as mudanças de temperatura em todo o mundo.

Os cientistas dizem que a notícia é ruim mesmo em áreas com um pequeno risco de ter um clima adequado para mosquitos, porque os vírus que carregam são notórios por surtos explosivos quando aparecem no lugar certo, sob as condições certas.

"A mudança climática é a maior e mais abrangente ameaça à segurança sanitária global", diz o biólogo de mudança global Colin J. Carlson, PhD, um pós-doutorado no departamento de biologia da Universidade de Georgetown e co-autor do novo estudo. "Mosquitos são apenas uma parte do desafio, mas depois do surto de zika no Brasil em 2015, estamos especialmente preocupados com o que vem a seguir."

Publicado no jornal de acesso aberto PLOS Neglected Tropical Diseases ("Expansão global e redistribuição do risco de transmissão de vírus transmitido pelo Aedes com mudança climática"), a equipe de pesquisa liderada por Sadie J. Ryan da Universidade da Flórida e Carlson estudou o que aconteceria se os dois mosquitos portadores de doenças mais comuns - Aedes aegypti e Aedes albopictus - seguirem e se moverem à medida que a temperatura muda ao longo de décadas.

Segundo a Organização Mundial da Saúde, os mosquitos são um dos animais mais letais do mundo, portadores de doenças que causam milhões de mortes todos os anos. Tanto o Aedes aegyptiquanto o Aedes albopictus podem conter os vírus da dengue, chikunguyna e zika, bem como pelo menos uma dúzia de outras doenças emergentes que, segundo os pesquisadores, podem ser uma ameaça nos próximos 50 anos.

Com o aquecimento global, dizem os cientistas, quase toda a população mundial pode ser exposta em algum momento nos próximos 50 anos. À medida que a temperatura aumenta, eles esperam transmissões durante todo o ano nos trópicos e riscos sazonais em quase toda parte. Uma maior intensidade de infecções também é prevista.

"Essas doenças, que consideramos estritamente tropicais, já apareceram em áreas com climas adequados, como a Flórida, porque os seres humanos são muito bons em mover os insetos e seus patógenos em todo o mundo", explica Ryan, professor associado de geografia médica na Flórida.

"O risco de transmissão de doenças é um problema sério, mesmo nas próximas décadas", diz Carlson. "Lugares como a Europa, a América do Norte e altas elevações nos trópicos, que costumavam ser muito frias para os vírus, enfrentarão novas doenças, como a dengue."

Mudanças climáticas mais severas produziriam proporcionalmente piores exposições populacionais para o mosquito Aedes aegypti . Mas em áreas com o pior aumento do clima, incluindo o oeste da África e sudeste da Ásia, são esperadas reduções sérias para o mosquito Aedes albopictus , mais notadamente no sudeste da Ásia e no oeste da África. Este mosquito transporta dengue, chikunguyna e zika.

"Entender as mudanças geográficas dos riscos realmente coloca isso em perspectiva", diz Ryan. "Embora possamos ver mudanças nos números e achar que temos a resposta, imagine um mundo quente demais para esses mosquitos."

"Isso pode soar como uma boa notícia, um cenário de más notícias, mas é tudo uma má notícia se acabamos no pior cronograma para a mudança climática", diz Carlson. "Qualquer cenário em que uma região se torne quente demais para transmitir a dengue é aquele em que também temos ameaças diferentes, mas igualmente severas, em outros setores da saúde."

A equipe de pesquisadores analisou as temperaturas mês a mês para projetar o risco até 2050 e 2080. A modelagem não previa qual tipo de mosquito migraria, mas sim um clima em que sua disseminação não seria evitada.

"Com base no que sabemos sobre o movimento do mosquito de região para região, 50 anos é um tempo considerável e esperamos uma disseminação significativa de ambos os tipos de insetos, particularmente Aedes aegypti , que prosperam em ambientes urbanos", explica Carlson.

"Este é apenas um estudo para começar a entender os desafios que enfrentamos rapidamente com o aquecimento global", diz Carlson. "Temos uma tarefa hercúlea pela frente. Precisamos descobrir o patógeno por patógeno, região por região, quando os problemas surgirão para que possamos planejar uma resposta global à saúde".

Além de Ryan e Carlson, os autores do estudo incluem Erin A. Mordecai, da Stanford University, e Leah R. Johnson, da Virginia Polytechnic and State University.

Este trabalho foi apoiado por: National Science Foundation (DEB-1518681, DEB-1641145, e DEB-1640780), Centros de Controle e Prevenção de Doenças (1U01CK000510-01), Centro de Excelência Regional Sudeste em Doenças Transmitidas por Vetores: o Portal Program, o Stanford Woods Institute for the Environment, e o Stanford Centre for Innovation in Global Health.

Artigo:

Sadie J. Ryan, Colin J. Carlson, Erin A. Mordecai, Leah R. Johnson. Global expansion and redistribution of Aedes-borne virus transmission risk with climate change. PLOS Neglected Tropical Diseases, 2019; 13 (3): e0007213 DOI: 10.1371/journal.pntd.0007213

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190328150856.htm

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Pílula expansível, ingerível, monitora o estômago por até um mês

Vídeo do gel expansível

Os engenheiros do MIT projetaram uma pílula ingerível tipo gel que, ao atingir o estômago, rapidamente aumenta para o tamanho de uma bola de pingue-pongue macia e grande o suficiente para permanecer no estômago por um longo período de tempo.

A pílula inflável é incorporada com um sensor que rastreia continuamente a temperatura do estômago por até 30 dias. Se a pílula precisa ser removida do estômago, um paciente pode beber uma solução de cálcio que faz com que a pílula encolha rapidamente até seu tamanho original e passe com segurança para fora do corpo.

A nova pílula é feita a partir de dois tipos de hidrogéis - misturas de polímeros e água que lembram a consistência da gelatina. A combinação permite que a pílula inche rapidamente no estômago, permanecendo impermeável ao ambiente ácido e agitado do estômago.

O design baseado em hidrogel é mais macio, mais biocompatível e duradouro do que os sensores ingeríveis atuais, que só podem permanecer no estômago por alguns dias, ou são feitos de plásticos duros ou metais que são ordens de magnitude mais rígidas do que as gastrointestinais. trato.

"O sonho é ter uma pílula inteligente tipo gel, que uma vez ingerida fica no estômago e monitora a saúde do paciente por um longo período, como um mês", diz Xuanhe Zhao, professor associado de engenharia mecânica do MIT.

Zhao e o colaborador sênior Giovanni Traverso, um cientista visitante que se juntará ao corpo docente do MIT em 2019, juntamente com os principais autores Xinyue Liu, Christoph Steiger e Shaoting Lin, publicaram seus resultados na Nature Communications .

Comprimidos, pingue-pongue e baiacu

O design da nova pílula inflável é inspirado nos mecanismos de defesa do baiacu. Normalmente, uma espécie que se move lentamente, o baiacu irá inflar rapidamente quando ameaçado, como um balão espetado. Faz isso sugando uma grande quantidade de água, rápido.

O corpo duro e inflável do baiacu era exatamente o que Zhao queria replicar na forma de hidrogel. A equipe estava procurando maneiras de projetar uma pílula baseada em hidrogel para transportar sensores para o estômago e ficar lá para monitorar, por exemplo, sinais vitais ou estados de doença por um período de tempo relativamente longo.

Eles perceberam que se uma pílula fosse pequena o suficiente para ser engolida e passada pelo esôfago, ela também seria pequena o suficiente para sair do estômago, através de uma abertura conhecida como piloro. Para impedir que saísse do estômago, o grupo teria que projetar a pílula para aumentar rapidamente o tamanho de uma bola de pingue-pongue.

"Atualmente, quando as pessoas tentam projetar esses géis altamente dilatáveis, eles geralmente usam a difusão, deixando a água se difundir gradualmente na rede de hidrogel", diz Liu. "Mas para aumentar o tamanho de uma bola de pingue-pongue leva horas, ou até dias. É mais longo que o tempo de esvaziamento do estômago."

Os pesquisadores, em vez disso, procuraram maneiras de projetar uma pílula de hidrogel que pudesse inflar muito mais rapidamente, a uma taxa comparável à de um baiacu assustado.

Um rastreador ingerível

O desenho em que eles acabaram por se assemelhar a uma pequena cápsula tipo Jell-O, feita de dois materiais de hidrogel. O material interno contém poliacrilato de sódio - partículas superabsorventes que são usadas em produtos comerciais, como fraldas, por sua capacidade de absorver rapidamente o líquido e inflar.

Os pesquisadores perceberam, no entanto, que se a pílula fosse feita apenas a partir dessas partículas, ela se quebraria imediatamente e sairia do estômago como grânulos individuais. Então, eles projetaram uma segunda camada protetora de hidrogel para encapsular as partículas de inchamento rápido. Essa membrana externa é feita de uma infinidade de cadeias cristalinas nanoscópicas, cada uma dobrada sobre outra, em um padrão de impasse praticamente impenetrável.

"Você teria que quebrar muitos domínios cristalinos para quebrar essa membrana", diz Lin. "Isso é o que torna este hidrogel extremamente robusto e, ao mesmo tempo, macio."

No laboratório, os pesquisadores mergulharam a pílula em várias soluções de água e fluido parecidas com sucos gástricos, e descobriram que a pílula inflava até 100 vezes seu tamanho original em cerca de 15 minutos - muito mais rápido do que os hidrogéis dilatáveis ​​existentes. Uma vez inflada, Zhao diz que a pílula é sobre a suavidade do tofu ou da gelatina, ainda que surpreendentemente forte.

Para testar a dureza da pílula, os pesquisadores a comprimiram mecanicamente milhares de vezes, em forças ainda maiores do que a que a pílula experimentava em contrações regulares no estômago.

"O estômago aplica milhares a milhões de ciclos de carga para esmagar os alimentos", explica Lin. "E descobrimos que, mesmo quando fazemos um pequeno corte na membrana, e então esticamos e apertamos milhares de vezes, o corte não cresce mais. Nosso design é muito robusto."

Os pesquisadores determinaram ainda que uma solução de íons de cálcio, em uma concentração maior do que a do leite, pode encolher as partículas inchadas. Isso faz com que a pílula se esvazie e passe para fora do estômago.

Finalmente, Steiger e Traverso incorporaram pequenos sensores comerciais de temperatura em várias pílulas e os alimentaram a porcos, que têm estômagos e tratos gastrointestinais muito semelhantes aos humanos. Mais tarde, a equipe recuperou os sensores de temperatura das fezes dos porcos e registrou as medidas de temperatura dos sensores ao longo do tempo. Eles descobriram que o sensor foi capaz de rastrear com precisão os padrões de atividade diária dos animais em até 30 dias.

No futuro, os pesquisadores prevêem que a pílula possa entregar com segurança vários sensores diferentes ao estômago para monitorar, por exemplo, os níveis de pH, ou sinais de certas bactérias ou vírus. Câmeras minúsculas também podem ser incorporadas nas pílulas para visualizar o progresso de tumores ou úlceras, ao longo de várias semanas. Zhao diz que a pílula também pode ser usada como uma alternativa mais segura e confortável à dieta do balão gástrico, uma forma de controle da dieta em que um balão é inserido através do esôfago do paciente e no estômago, usando um endoscópio.

"Com o nosso design, você não precisaria passar por um processo doloroso para implantar um balão rígido", diz Zhao. "Talvez você possa tomar algumas dessas pílulas, para ajudar a preencher o seu estômago e perder peso. Nós vemos muitas possibilidades para este dispositivo de hidrogel."

Esta pesquisa foi apoiada, em parte, pela National Science Foundation, National Institutes of Health e Bill and Melinda Gates Foundation.

Artigo:

Xinyue Liu, Christoph Steiger, Shaoting Lin, German Alberto Parada, Ji Liu, Hon Fai Chan, Hyunwoo Yuk, Nhi V. Phan, Joy Collins, Siddartha Tamang, Giovanni Traverso, Xuanhe Zhao. Ingestible hydrogel device. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-08355-2

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190130075743.htm

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