线粒体缺氧了，后果很严重
此主题相关图片如下：1.png
图片来源：medgadget
心脏骤停是一件非常可怕的事情，有的时候一个生命就这样突然间离我们而去，让人措手不及。科学家们试图以某种方式解开心脏骤停的奥秘，也许，身体早已经发出了信号，只是没有那么容易被察觉。
有没有一种适合的生理指标或者检测方法能够有效的预测心脏骤停的发生呢？
来自波士顿儿童医院的医生与来自 Pendar Technologies（马拉诸塞州，剑桥）的科学家们共同合作，开发了一项技术，利用激光检测线粒体，从而实现对心脏骤停的预测。研究发表在了最近的《Science Translational Medicine》上。
此主题相关图片如下：1.png
图片来源：波士顿儿童医院
目前临床上所应用的检测技术，对于心脏骤停的预测是有一定局限性的。“用目前的技术，我们无法预测病人的心脏何时会停止，”波士顿儿童心脏中心的 John Kheir 博士说，他是这项研究的负责人。“我们可以在超声心动图上检查心脏功能，测量血压，但直到最后一秒，心脏能很好地补偿低氧条件。一旦发生心脏骤停，其后果可能是终生的，即使在病人康复的情况下。
此主题相关图片如下：1.png
John Kheir 博士
在危重病人中，血液循环或呼吸系统受损，氧气输送往往受损。此时，心脏骤停的风险就会大大增加。在细胞中负责为细胞提供能量的细胞器为线粒体，是否有足够的氧气到达线粒体对于预测细胞能否正常工作是具有标志性意义的。在低氧条件下，线粒体能量产生减慢或关闭，细胞死亡可能被触发。这为心脏功能障碍提供了前提，在最坏的情况下，心脏骤停，Kheir 博士说。
目前用于测定组织氧化的标准，即混合静脉饱和度(SvO2)，检测时需要反复抽血，这会增加危重病人的额外风险。更重要的是，SvO2 无法判断氧气供应是否足以满足心肌的动力需求。
而这项研究所开发的新装置能够实时测量是否有足够的氧气到达线粒体。根据动物模型的测试，在心脏附近装配这样的装置可以预测危重病人危及生命的心脏骤停。
使用光监测线粒体
此主题相关图片如下：1.png
这些共振拉曼光谱图像显示了来自线粒体细胞色素、肌红蛋白和血红蛋白的反射光的强度和波长。当蛋白氧化时产生红色光谱；蓝色意味着缺氧。图片来源：Sci Trans Med
该装置使用激光和共振拉曼光谱学的技术。它测量了激光在三种线粒体蛋白质 (细胞色素、肌红蛋白和血红蛋白) 上发光时的散射情况。在低氧条件下，这些分子积累了额外的电子。这导致蛋白质卟啉环中的化学键弯曲和拉伸，使蛋白质散射光线不同。研究人员使用一个复杂的算法提取信息，生成一个实时度量，团队称之为 3RMR。
“这个系统能够告诉我们线粒体对它们的氧气供应是否满意，”Kheir 博士说。
预测心脏骤停
该研究的联合作者 Joshua Salvin 博士和 Dorothy Perry，在老鼠模型中测试了这个装置。他们发现，心脏的氧合减少与 3RMR 的升高有关，与氧气输送减少并无关联。
海拔高度超过 40% 的 10 分钟低氧条件下，新技术预测心脏收缩能力降低以及心脏骤停，具有高达 97% 的特异性和 100% 的敏感性，表现超过所有其他测量技术。
研究小组在模拟的先天性心脏手术中对该装置进行了进一步的测试，结果也同样不错。
Kheir 和他的同事们认为，这项技术可以用来监测暴露组织和器官的组织活性。第一次使用可能是在心脏手术期间和之后监测输氧。
患者在心脏手术、器官移植及其他相似的高风险情况下，往往需要实时的有效监测。目前，ICU 常规使用钢笔大小的探针来监测。研究小组希望之后能够开发出一种足够小的探针，可以在胸腔内放置，这样病人就可以在 ICU 的最高风险时间内进行监测。
