Peta bagaimana tubuh merespons kondisi ekstrem dapat membantu menemukan tanda -tanda awal penyakit

Bagaimana organ -organ besar bekerja sama untuk mengelola tekanan fisiologis ekstrem seperti kurangnya oksigen dan tidur telah dipetakan untuk pertama kalinya oleh para peneliti dari UCL dan University of Portsmouth.

Studi ini, yang diterbitkan dalam Journal of Physiology, bertujuan untuk mencari tahu apa yang terjadi di dalam tubuh ketika orang lelah, kehabisan nafas, atau kekurangan oksigen, dengan memetakan bagaimana berbagai bagian tubuh berkomunikasi selama stres, berpotensi membuka jalan bagi diagnosis penyakit sebelumnya.

Ketika seseorang menghadapi stres fisiologis, berbagai bagian tubuh bekerja bersama untuk beradaptasi dan membuat kita berfungsi. Alih -alih memeriksa apakah denyut jantung atau laju pernapasan naik atau turun, yang biasanya dilakukan dokter dalam pengaturan klinis, percobaan ini dilakukan pada sukarelawan sehat menggunakan pendekatan baru, yang disebut fisiologi jaringan, yang mempelajari bagaimana berbagai organ dan sistem tubuh berkomunikasi satu sama lain secara bersamaan.

Dengan menganalisis sinyal kontinu dari tubuh, seperti detak jantung, laju pernapasan, saturasi oksigen darah, dan konsentrasi oksigen yang dihembuskan dan karbon dioksida, tim melacak transfer informasi antara sistem ini dalam kondisi oksigen rendah (hipoksia), kurang tidur, dan latihan fisik intensitas sedang dalam bentuk siklus.

Tim menempelkan sensor yang dapat dikenakan untuk memantau sinyal fisiologis utama ke 22 sukarelawan sehat selama berbagai skenario stres di laboratorium Lingkungan Ekstrim Universitas Portsmouth. Masker wajah mengukur gas pernapasan, sedangkan oksimeter pulsa melacak kadar oksigen darah.

Metode unik untuk memantau sinyal tubuh ini disebut 'entropi transfer'. Hasilnya adalah jaringan peta yang kompleks yang menunjukkan bagian tubuh mana yang bertindak sebagai 'pusat informasi' dalam kondisi stres yang berbeda.

Studi ini merupakan kelanjutan dari penelitian sebelumnya yang menunjukkan hanya 20 menit olahraga sedang dapat meningkatkan kinerja otak setelah tidur malam yang buruk.

Dr Joe Costello, seorang penulis penelitian dari Sekolah Psikologi, Olahraga dan Ilmu Kesehatan Universitas Portsmouth, mengatakan: “Kali ini, kami ingin memahami bagaimana stres fisiologis mempengaruhi tubuh bersama -sama, bukan hanya sendiri.

“Pendekatan ini memungkinkan kita melihat bagaimana sistem internal tubuh berkomunikasi satu sama lain ketika mereka didorong untuk merespons dan beradaptasi. Dan wawasan semacam itu bisa menjadi game-changer untuk bercak ketika ada sesuatu yang mulai salah.

“Apa yang membuat pendekatan kami begitu unik adalah bahwa hal itu tidak mengacaukan data kami ke dalam satu sistem atau variabel, ia melihat bagaimana semuanya terhubung secara real time. Daripada hanya mengukur detak jantung atau laju pernapasan dengan sendirinya, itu membantu kita memahami hubungan yang dinamis di antara mereka. Ini adalah pendekatan seluruh tubuh untuk fisiologi manusia, dan itu sangat penting jika kita ingin melihat gambaran yang lebih besar.”

Tim menemukan bahwa tekanan yang berbeda menyebabkan berbagai bagian tubuh untuk memimpin dalam mengelola situasi:

• Selama berolahraga, hati Anda menjadi responden utama. Ini menerima input terbanyak dari sistem lain karena bekerja keras untuk memompa darah ke otot Anda.
• Selama oksigen rendah, kadar oksigen darah Anda yang menjadi pemain pusat, bekerja erat dengan pernapasan untuk menyesuaikan diri dengan kurangnya udara.

Ketika kurang tidur ditambahkan, perubahannya lebih halus. Tetapi jika oksigen rendah juga terlibat, laju pernapasan Anda tiba -tiba naik dan memimpin.

Peta informasi ini menunjukkan tanda -tanda stres yang lebih awal dan tersembunyi yang tidak akan jelas hanya dengan melihat detak jantung atau kadar oksigen saja. Itu berarti suatu hari ini bisa membantu menemukan masalah kesehatan sebelum gejala muncul.

Dr Alireza Mani, seorang penulis penelitian dari Divisi Kedokteran UCL, mengatakan: “Peta -peta ini menunjukkan bahwa tubuh kita tidak hanya bereaksi terhadap satu hal pada satu waktu. Ini merespons dengan cara yang terintegrasi dan cerdas. Dan dengan memetakan ini, kita belajar seperti apa pola normal, sehingga kita dapat mulai melihat -lihat hal -hal yang salah.

“Ini penting dalam perawatan kesehatan karena tanda-tanda awal kerusakan, terutama di unit perawatan intensif atau selama timbulnya kondisi kompleks seperti sepsis atau covid-19, sering muncul bukan dalam angka rata-rata, tetapi dengan cara jumlah tersebut saling berhubungan satu sama lain.”

Dengan penyelidikan lebih lanjut, para peneliti berharap metode ini suatu hari dapat membantu dokter mengidentifikasi tanda -tanda peringatan awal penyakit atau pemulihan yang buruk, terutama dalam pengaturan seperti perawatan intensif, di mana tanda -tanda vital sudah dipantau. Ini juga bisa berguna bagi atlet, personel militer, dan orang -orang yang bekerja di lingkungan yang ekstrem.