Cz En

Kardiovaskulární systém a jeho náhrady

Projevy stárnutí a degradace v elsatických cévách - Aging

Popis projektu:

Zkoumáme projevy stárnutí elastických tepen vzhledem k jejich biomechanice, patobiomechanice a mechanobioogii. V tuto chvíli je dobře zdokumentována ztráta předpětí, která doprovází stárnutí lidského jedince. Pitevní měření prokázala, že

(1) čím je člověk strší, tím méně je jeho aorta předepjatá
(2) čím je člověk starší, tím větší je incidence ateroskleŕotických lézí a závažnější jejich stupeň
(3) a (zřejmě v důsledku degradace elastinových memebrán - arterieoskleróza, mediální elastokalcinóza - které jsou nositelkami předpětí) povolující předpětí + remodelace vedou ke zvýšení průměru cévy
(4) ztráta předpětí koreluje s věkem tak výrazně, že podle ní lze předpovídat stáří zemřelých neznámé totžnosti

Podélné předpětí lidské břišní aorty - post mortem

Výše je znázorněn pokles podélného předpětí s věkem. Výzkum naznačuje, že příčinou poklesu předpětí je degradace/poškození elastinových membrán v medii (střední vrstvě tepenné stěny). ATH = míra aterosklerotického postižení břišní aorty (0 bez lézí - 4 rupturované pláty).

L. Horny, T. Adamek, E. Gultova, R. Zitny, J. Vesely, H. Chlup and S. Konvickova (2011) Correlations between age, prestrain, diameter and atherosclerosis in the male abdominal aorta. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 4(8):2128-2132. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2011.07.011


Kombinovaný arteriosklerotický index CAI = Průměr/Prestretch aorty se ukázal být spolehlivým prediktorem věku při pitevním zkoumání těl neznámé totožnosti v soudním lékařství. Tato veličina zohledňuje věkový nárůst průměru a současně ztrátu tepenné elasticity, což jsou příznaky arteriosklerózy. Jde o velice jednoduchou a levnou metodu odhadu věku, která poskytuje odhad přímo na pitevně narozdíl např. od metod analytické biochemie. Spolehlivost odhadu sice nepřekoná stupeň racemizace asparágové kyseliny, na druhou stranu je spíše lepší než radaiologické metody odvozené od míry osfikace.

L. Horny, T. Adamek, H. Chlup, R. Zitny (2012) Age estimation based on a combined arteriosclerotic index. International Journal of Legal Medicine, 126(2):321-326. DOI: 10.1007/s00414-011-0653-7

 

Mechanické chování tepen je tak významně závislé na věku, že číselné hodnoty parametrů konstitutivních rovnic odrážejí stářím vyvolané degradativní procesy. Obrázek výše ukazuje experimentální data a předpověď výpočtového modelu pro jednoosý tah cylidrických vzorků lidské břišní aorty (věk a pohlaví jsou v legendě). Konkrétní použitá konstitutivní rovnice byla založena na Gentově modelu (limitiní průtažnosti polymerních řetězců) funkce hustoty deformační energie W = -mu*Jm/2*ln(1-(I1-3)/Jm), kde W je hustota energie, mu je počáteční smykový modul, I1 je první invariant Cauchy-Greenova tenzoru deformace a Jm je parametr limitní průtažnosti. Jm koreluje signifikantně s věkem.

L. Horny, T. Adamek, R. Zitny (2013) Age-related changes in longitudinal prestress in human abdominal aorta. Archives of Applied Mechanics, in press. doi: 10.1007/s00419-012-0723-4

Horný L. (2012) How ageing is reflected by longitudinal pretension in abdominal aorta. Disertační práce, Fakulta strojní ČVUT v Praze.

doc. Ing. Lukáš Horný Ph.D.

Řešitelé:

Ústav soudního lékařství Nemocnice Na Královských Vinohradech a Třetí lékařské fakulty UK.

Spolupráce:

Literatura:

L. Horny, T. Adamek, R. Zitny (2013) Age-related changes in longitudinal prestress in human abdominal aorta. Archives of Applied Mechanics, in press. doi: 10.1007/s00419-012-0723-4

L. Horny, T. Adamek, H. Chlup, R. Zitny (2012) Age estimation based on a combined arteriosclerotic index. International Journal of Legal Medicine, 126(2):321-326. DOI: 10.1007/s00414-011-0653-7

L. Horny, T. Adamek, J. Vesely, H. Chlup, R. Zitny and S. Konvickova (2012) Age-related distribution of longitudinal pre-strain in abdominal aorta with emphasis on forensic application. Forensic Science International, 214(1-3):18-22. DOI: 10.1016/j.forsciint.2011.07.007

L. Horny, T. Adamek, E. Gultova, R. Zitny, J. Vesely, H. Chlup and S. Konvickova (2011) Correlations between age, prestrain, diameter and atherosclerosis in the male abdominal aorta. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 4(8):2128-2132. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2011.07.011