Χαρτογράφηση του ανθρώπινου σώματος εντοπίζει πρώιμα σημάδια ασθένειας

Τι συμβαίνει στο σώμα μας όταν είμαστε κουρασμένοι, λαχανιασμένοι ή μας λείπει οξυγόνο;

Νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ και του University College London (UCL) χαρτογράφησε τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούν τα μέρη του σώματος μας κατά τη διάρκεια του στρες, ανοίγοντας ενδεχομένως το δρόμο για την έγκαιρη διάγνωση κάποιων ασθενειών.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Journal of Physiology, διεξήχθη σε υγιείς εθελοντές και χρησιμοποίησε μια νέα προσέγγιση που διερευνά την επικοινωνία των οργάνων και συστημάτων του σώματος για την αντιμετώπιση του στρες, την προσαρμογή στις νέες συνθήκες και για να μας κρατήσουν λειτουργικούς.

Χρησιμοποιήθηκε ένας καινούριος τρόπος αποτύπωσης της επικοινωνίας των συστημάτων μεταξύ τους, λεπτό προς λεπτό, σε πραγματικό χρόνο. Αντί να ελέγχει απλώς αν ο καρδιακός ρυθμός ή ο ρυθμός αναπνοής αυξάνεται ή μειώνεται (κάτι που κάνουν συνήθως οι γιατροί), αυτή η ομάδα χαρτογράφησε πώς ένα σήμα του σώματος επηρεάζει ένα άλλο – όπως ποιο σήμα δίνει τις περισσότερες οδηγίες και ποιο ακούει περισσότερο.

Προηγούμενη έρευνα έδειξε ότι μόλις 20 λεπτά μέτριας άσκησης μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση του εγκεφάλου μετά από έναν κακό ύπνο

Ανάλογα με το είδος της πίεσης που δέχεται ο οργανισμός, άλλα όργανα επιλαμβάνονται κατά προτεραιότητα

Με την ανάλυση των σημάτων του σώματος (ρυθμός καρδιάς, αναπνοής, κορεσμός οξυγόνου και εκπνεόμενο οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα), η ομάδα παρακολούθησε τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ αυτών των συστημάτων υπό συνθήκες χαμηλού οξυγόνου (υποξία), στέρησης ύπνου και σωματικής άσκησης μέτριας έντασης (ποδηλασία).

Η ομάδα χρησιμοποίησε φορετούς αισθητήρες για να παρακολουθήσει βασικά φυσιολογικά σήματα σε 22 υγιείς εθελοντές κατά τη διάρκεια διαφορετικών σεναρίων στρες στα Εργαστήρια Ακραίων Περιβαλλόντων του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ. Μια μάσκα προσώπου μετρούσε τα αέρια της αναπνοής (οξυγόνο – διοξείδιο), ενώ ένα παλμικό οξύμετρο παρακολουθούσε τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα.

Η μελέτη, δημοσιεύτηκε σε συνέχεια προηγούμενης έρευνας, που έδειξε ότι μόλις 20 λεπτά μέτριας άσκησης μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση του εγκεφάλου μετά από έναν κακό ύπνο.

«Αυτή τη φορά, θέλαμε να κατανοήσουμε πώς οι φυσιολογικοί παράγοντες στρες επηρεάζουν το σώμα όλοι μαζί, όχι μόνο από ο καθένας ξεχωριστά», δήλωσε ο Δρ Joe Costello, από τη Σχολή Ψυχολογίας, Αθλητισμού και Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου.

«Αυτή η προσέγγιση μας επιτρέπει να δούμε πώς τα εσωτερικά συστήματα του σώματος επικοινωνούν μεταξύ τους υπό πίεση, προκειμένου να ανταποκριθούν σε αυτή και να προσαρμοστούν. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να δείξει πότε κάτι αρχίζει να πηγαίνει στραβά».

«Κόμβοι πληροφοριών»

Η μοναδική μέθοδος παρακολούθησης αυτών των σημάτων του σώματος ονομάζεται «εντροπία μεταφοράς». Το αποτέλεσμα ήταν ένα πολύπλοκο δίκτυο χαρτών που δείχνουν ποια μέρη του σώματος λειτουργούν ως «κόμβοι πληροφοριών» υπό διαφορετικές συνθήκες στρες.

Ο Δρ. Κοστέλο εξήγησε τη μοναδικότητα της προσέγγισης, λέγοντας πως τα δεδομένα δεν περιορίζονται σε ένα σύστημα ή μία μεταβλητή, αντίθετα, εξετάζει πώς όλα συνδέονται σε πραγματικό χρόνο. Αντί να μετρά απλώς έναν καρδιακό ρυθμό ή έναν ρυθμό αναπνοής, βοηθά να κατανοήσουμε τις δυναμικές σχέσεις μεταξύ τους. Είναι μια προσέγγιση ολόκληρου του σώματος στην ανθρώπινη φυσιολογία και αυτό είναι κρίσιμο αν θέλουμε να δούμε ολόκληρη την εικόνα».

Το «πάνω» χέρι

Η ομάδα ανακάλυψε ότι διαφορετικά είδη στρες κινητοποιούν διαφορετικά μέρη του σώματος να αναλάβουν ηγετικό ρόλο στη διαχείριση της κατάστασης:

• Κατά τη διάρκεια της άσκησης, η ανταπόκριση είναι κυρίως από την καρδιά. Αυτή παίρνει τις περισσότερες πληροφορίες από τα άλλα συστήματα, επειδή εργάζεται σκληρά για να στέλνει αίμα στους μύες.
• Κατά την έλλειψη οξυγόνου, τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα παίρνουν τον πρωταγωνιστικό ρόλο, και συνεργάζονται στενά με την αναπνοή για να προσαρμοστούν στην έλλειψη αέρα.
• Όταν προστίθεται η στέρηση ύπνου, οι αλλαγές είναι πιο ήπιες – αλλά αν εμπλέκεται και έλλειψη οξυγόνου, ο ρυθμός αναπνοής ξαφνικά αυξάνεται και παίρνει το προβάδισμα.

Αυτή η καταγραφή, δείχνει πρώιμα, κρυφά σημάδια στρες που δεν θα ήταν προφανή με τον απλό έλεγχο του καρδιακού ρυθμού ή των επιπέδων οξυγόνου.

Οι πληροφορίες αυτές, θα μπορούσαν προοπτικά να συμβάλλουν στον εντοπισμό προβλημάτων υγείας πριν εμφανιστούν συμπτώματα, εξήγησε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Αλιρεζά Μάνι, επικεφαλής του Εργαστηρίου Φυσιολογίας Δικτύου στο UCL, λέγοντας χαρακτηριστικά: «Αυτοί οι χάρτες δείχνουν ότι το σώμα μας δεν αντιδρά μόνο σε ένα πράγμα κάθε φορά. Αντιδρά με έναν ολοκληρωμένο, έξυπνο τρόπο. Και χαρτογραφώντας τον, βλέπουμε τη φυσιολογική λειτουργία, ώστε να μπορούμε να αρχίσουμε να εντοπίζουμε πότε τα πράγματα πάνε στραβά.

Συσχετισμοί

Αυτό έχει σημασία για την περίθαλψη επειδή τα πρώιμα σημάδια επιδείνωσης ειδικά σε μονάδες εντατικής θεραπείας ή κατά την έναρξη σύνθετων παθήσεων όπως η σήψη ή η COVID-19, συχνά δεν εμφανίζονται στις μέσες μετρήσεις, αλλά στον τρόπο που οι ξεχωριστές μετρήσεις συσχετίζονται μεταξύ τους».

Ο Δρ Τόμας Γούλιαμς από τη Σχολή Ψυχολογίας, Αθλητισμού και Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ πρόσθεσε: «Τα ακραία περιβάλλοντα μας παρέχουν έναν ασφαλή και ελεγχόμενο τρόπο για να αναπαράγουμε τα είδη φυσιολογικού στρες που παρατηρούνται σε ασθένειες ή τραυματισμούς. Μελετώντας πώς το σώμα αντιδρά και προσαρμόζεται υπό αυτές τις συνθήκες, μπορούμε να αρχίσουμε να αναπτύσσουμε εργαλεία για την ανίχνευση πρώιμων προειδοποιητικών σημείων – συχνά πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα – σε κλινικά, αθλητικά και επαγγελματικά περιβάλλοντα».

Προειδοποίηση

Με περαιτέρω έρευνα, οι ερευνητές ελπίζουν ότι η μέθοδος θα μπορούσε να βοηθήσει τους γιατρούς να εντοπίσουν πρώιμα προειδοποιητικά σημάδια ασθένειας ή ελλιπούς ανάρρωσης, ειδικά σε χώρους όπως η εντατική θεραπεία, όπου τα ζωτικά σημεία παρακολουθούνται ήδη. Θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη για αθλητές, στρατιωτικό προσωπικό και άτομα που εργάζονται σε ακραία περιβάλλοντα.

Η μελέτη προάγει την ολιστική αντιμετώπιση της φυσιολογίας του οργανισμού, αντί της εστίασης σε μεμονωμένες μετρήσεις.

Παραδέχεται ταυτόχρονα όμως, ότι μετείχαν σε αυτήν μόνο υγιείς, νέοι άνθρωποι και αρκετοί αποσύρθηκαν λόγω ανεπιθύμητων συμβάντων, γεγονός που οδηγεί στην ανάγκη περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ των φυσιολογικών στρεσογόνων παραγόντων και του σώματος, με ένα ευρύτερο μείγμα συμμετεχόντων.