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  • 气候变化可能推动了SARS-CoV-2的出现
    剑桥大学 自1901年以来，由于气候变化导致地理范围的变化，蝙蝠的本地数量有所增加。放大的区域代表了SARS-CoV-2蝙蝠起源祖先的可能空间起源。图片来源：Robert Beyer博士 今天发表在《科学总数》杂志上的一项新研究，环境为气候变化可能在SARS-CoV-2（导致COVID-19大流行的病毒）的出现中发挥了直接作用的机制提供了第一个证据。 这项研究表明，在过去的一个世纪中，云南南部以及缅甸和老挝的邻近地区的植被类型发生了大规模变化。气候变化，包括温度升高，日照增加和大气中的二氧化碳（影响植物和树木的生长），已将自然栖息地从热带灌木地变为热带稀树草原和落叶林。这为主要生活在森林中的许多蝙蝠物种创造了合适的环境。 一个地区中冠状病毒的数量与存在的不同蝙蝠物种的数量紧密相关。该研究发现，在过去的一个世纪中，另外40种蝙蝠物种已迁入中国云南南部，其中藏有大约100多种蝙蝠传播的冠状病毒。这个“全球热点”是遗传数据表明可能出现SARS-CoV-2的区域。 研究人员罗伯特·拜尔（Robert Beyer）博士说：“上个世纪的气候变化使云南南部的栖息地更适合
    2021-02-07 16:35:10
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  • SARS-CoV-2对COVID-19疫苗后果暗示
    SARS-CoV-2穗蛋白在人类宿主细胞中激发细胞信号转导：对COVID-19疫苗可能后果的暗示通过铃木雄一郎和塞尔吉·吉奇卡（Sergiy G.Gychka） 1 美国华盛顿哥伦比亚特区乔治敦大学医学中心药理生理学系，美国200072 Bogomolets国立医科大学病理解剖学N2系，01601基辅，乌克兰;* 应与之联系的作者。收到：2020年12月15日接受：2021年1月8日发行时间：2021年1月11日 摘要：世界正遭受由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的2019年冠状病毒疾病（COVID-19）大流行。 SARS-CoV-2使用其刺突蛋白进入宿主细胞。目前正在开发将刺突蛋白引入人体内以诱发病毒中和抗体的疫苗。在本文中，我们注意到人类宿主细胞对刺突蛋白敏感地应答以引发细胞信号传导。因此，重要的是要意识到新的COVID-19疫苗产生的刺突蛋白也可能影响宿主细胞。我们应该仔细监测这些疫苗的长期后果，尤其是当将它们接种给其他健康个体时。有必要进一步研究SARS-CoV-2刺突蛋白对人细胞的影响以及适当的实验动物模型。关键词：细胞信号转导；病毒;肺炎; SARS-CoV-2;刺突蛋白疫苗 1. 介绍世界正遭受由严重的急性呼吸综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的2019年冠状病毒大流行（SARS-CoV-2），这是一种正向单链RNA病毒[1,2]。截至2020年12月，全球有8000万人感染了SARS-CoV-2，造成180万人死亡。 SARS-CoV-2使用其病毒膜融合蛋白（称为刺突蛋白）结合血管紧张素转化酶2（ACE2）作为“受体”，以进入人类宿主细胞[3,4]，引起严重的肺炎和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）[5]。患有心血管疾病的老年患者特别容易出现严重的COVID-19病状，在某些情况下甚至会导致死亡，而年轻健康的人对产生严重症状的抵抗力很大[1,6,7]。随着COVID-19继续造成严重的健康，经济和社会问题，全世界都在等待有效疫苗的广泛推广，以结束这种流行病。I类病毒融合蛋白SARS-CoV-2峰值蛋白对于启动病毒与宿主细胞表面受体之间的相互作用，通过协助病毒与宿主细胞融合促进病毒进入宿主细胞至关重要膜。该蛋白由两个亚基组成：包含ACE2受体结合域（RBD）的亚基1（S1）和在融合过程中起作用的亚基2（S2）[3,4]（图1）。 SARS-CoV-2刺突蛋白是开发COVID-19疫苗的主要目标。图1. SARS-CoV-2刺突蛋白的结构。刺突蛋白由亚基1（S1）和亚基2（S2）组成。 S1亚基包含与宿主细胞膜ACE2结合的受体结合域（RBD）。 S2亚基负责融合。在我们先前在第3节和第5节中描述的研究中，我们使用了全长S1（Val16-Gln690），该区域描绘了蓝色和红色区域，SARS-CoV-2的红色显示了仅含RBD的蛋白质（Arg319-Phe541）。刺突蛋白（GenBank登录号：QHD43416.1）。2. 基于穗蛋白的COVID-19疫苗的开发2020年COVID-19疫苗和治疗剂的快速发展归功于政府与私营部门之间的有效合作。2020年11月9日，辉瑞和BioNTech宣布他们的基于mRNA的候选疫苗BNT162b2对COVID-19的有效性超过90％[8]。这是令人欢迎的消息，因为它表明有效的疫苗可能很快就会出现。BNT162b2编码SARS-CoV-2突突蛋白以诱导病毒中和抗体[9,10]。更具体地说，它编码SARS-CoV-2的全长刺突蛋白，其中两个氨基酸在S2亚基中突变为脯氨酸以维持预融合构象，而其姊妹疫苗BNT162b1（同样来自辉瑞公司/ BioNTech）仅编码RBD SARS-CoV-2穗蛋白的结构，通过添加T4纤维蛋白折叠域来三聚化[9-11]。临床试验表明，BNT162b1 [11]和BNT162b12[9,10]均未显示严重的短期不良反应。2020年12月10日，发表了一项BNT162b大型临床试验的结果，表明该疫苗对16岁或16岁以上的人群提供了95％的保护[12]。但是，这些疫苗的长期后果尚不清楚。另一种有前途的疫苗，Moderna的mRNA-1273也是一种RNA疫苗，可编码全长SARS-CoV-2穗蛋白[13]。基于病毒载体的疫苗，例如阿斯利康（AstraZeneca）的AZD1222，它使用非复制性黑猩猩腺病毒载体[14]，强生公司（Johnson＆Johnson）的Ad26.COV2.S，非复制性腺病毒26系统[15]和Gam- Gamaleya流行病学和微生物研究所的COVID-Vac（Sputnik V）[16]均表达SARS-CoV-2刺突蛋白。 NVX-CoV2373（Novavax），一种基于蛋白质的重组疫苗[17]，也是全长SARS-CoV-2穗蛋白。这些疫苗以及许多其他正在开发中的疫苗[18-20]将SARS-CoV-2刺突蛋白引入了我们的体内，从而刺激了抗体的产生和针对SARS-CoV-2的免疫力。3. SARS-CoV-2 Spike蛋白促进人类细胞中的细胞信号传导发现用重组SARS-CoV-2穗突蛋白S1亚基处理培养的原代人肺动脉平滑肌细胞（SMCs）或人肺动脉内皮细胞足以促进细胞信号转导，而无需其余病毒成分[ 21]。此外，我们对死于COVID-19的患者的死后肺组织的分析已确定这些患者表现出肺血管壁增厚，这是肺动脉高压（PAH）的标志[21]。基于这些结果，我们提出SARS-CoV-2突触蛋白（无其余病毒成分）触发细胞信号转导事件，可能促进肺血管重构和PAH以及其他心血管并发症[21,22]。在我们的细胞培养实验中，研究了两个都含有RBD的重组SARS-CoV-2刺突蛋白[21]。全长S1亚基蛋白包含大部分S1亚基（Val16–Gln690），而RBD S1亚基蛋白仅包含RBD区（Arg319–Phe541），如图1所示。用这些蛋白质处理肺动脉内皮细胞10分钟。我们发现，使用磷酸化特异性MEK抗体，单独的SARS-CoV-2全长S1亚基（浓度低至130 pM）激活了MEK，细胞外信号调节激酶（ERK）的激活剂和众所周知的细胞生长信号转导机制[23]。相比之下，在大鼠肺动脉SMC中，这种由刺突蛋白引起的细胞信号激活并未发生[21]。尽管现在众所周知ACE2是SARS-CoV-2突突蛋白与人宿主细胞结合的“受体”，以促进膜融合和获得病毒进入，但是ACE2的通常生理功能并不充当膜受体转导细胞内信号。 ACE2是一种I型整合膜蛋白，起羧肽酶的作用，将血管紧张素II裂解为血管紧张素（1-7）并调节血压[24,25]（图2）。然而，十年前，Chen等。[26]报告了有趣的发现，表明ACE2充当细胞信号转导的膜受体，以响应SARS-CoV的突增蛋白（现在也称为SARS-CoV-1，该病毒在2002年引起SARS爆发） 2004）在人肺泡上皮细胞系A549中。SARS-CoV-1的刺突蛋白与SARS-CoV-2的刺突蛋白具有76–78％的同一性[27]。在他们的研究中，表明全长刺突蛋白与ACE2的结合触发了酪蛋白激酶II依赖性激活蛋白1（AP-1）转录因子的激活以及随后的基因转录事件[26]。他们在SARS-CoV-1 [26]和我们在SARS-CoV-2 [21]上的发现表明，刺突蛋白将ACE2（通常是肽酶）功能性地转化为膜受体，从而利用刺突将细胞信号转导。蛋白质作为其激活的配体（图2）。图2. ACE2的生物学功能。在生理情况下，ACE2充当羧肽酶，通过裂解苯丙氨酸（Phe）催化血管紧张素II（Ang II）水解为Ang（1-7）。在刺突蛋白的存在下，该酶成为细胞信号转导的膜受体，该信号使用刺突蛋白作为其激活的配体。库巴等。[28]表明，给小鼠注射重组SARS-CoV-1突突蛋白会降低ACE2的表达，并加剧酸诱导的肺损伤。在患有酸诱导的肺损伤的小鼠中，重组SARS-CoV-1刺突蛋白显着增加了血管紧张素II，而血管紧张素受体抑制剂氯沙坦减弱了刺突蛋白诱导的肺损伤的增强[28]。因此，这些体内研究表明，SARS-CoV-1的突触蛋白（无其余病毒）会降低ACE2的表达，增加血管紧张素II的水平，并加剧肺损伤。Patra等人还显示，不含其余病毒成分的SARS-CoV-2突突蛋白可激活细胞信号传导。 [29]。作者报告说，在人肺泡上皮细胞系A549或人肝上皮细胞系Huh7.5中通过瞬时转染的方式表达了全长SARS-CoV-2突突蛋白，并激活了NF-κB和AP-1转录因子以及p38和ERK丝裂原激活的蛋白激酶，释放白介素6。发现该细胞信号转导级联由下调ACE2蛋白表达的SARS-CoV-2突突蛋白触发，随后激活了1型血管紧张素II受体[29]。这些使用瞬时转染的实验可能反映了可能由基于RNA和病毒载体的疫苗触发的刺突蛋白的细胞内效应。这些结果共同强化了这样一种观念，即通过细胞信号转导的激活，人类细胞受到细胞外和/或细胞内刺突蛋白的敏感影响。4. 肺动脉高压PAH是一种无法治愈的严重疾病，可能会影响任何年龄段的男性和女性，包括儿童。 PAH中增加的肺血管阻力会导致右心衰竭并随后死亡。如果不进行治疗，被诊断为PAH的患者从诊断之时起平均只能存活2-3年[30,31]。即使采用目前可用的疗法，PAH患者中也只有60-70％可以存活三年[32-35]。 PAH难以检测，因为其症状（例如呼吸急促，疲劳和头晕）与其他常见的无生命危险的症状相似，并且必须通过有创右心导管检查来对PAH进行官方诊断[36] 。内皮功能障碍是PAH和COVID-19患者的共同特征[37,38]。多环芳烃的“爆发”与某些药物或毒素的暴露有关[39]。 PAH的主要爆发发生在1965年，并与一种减肥瘦身药aminorex有关[39,40]。服用这种药物的人中约有0.2％会发展为PAH [40]。引入氨甲x呤两年后就发现了一种流行病，这种流行病发生十年后，有一半的患者死亡[39]。我们研究了死于ARDS的COVID-19患者和H1N1流感感染患者的肺血管[21]。死后COVID-19患者肺部的肺动脉始终表现出血管壁增厚的组织学特征，这主要是由于中膜肥大所致。详细的病理学分析显示，血管与周围肺实质之间的边界变得不清晰，动脉中层内膜的SMC增大，SMC的细胞核肿胀，并且在SMC的细胞质中产生了液泡[21]。 ]。形态计量学分析确定中位肺血管壁厚度对于COVID-19患者，该值是15.4 µm，对于流感患者，该值是6.7µm，这些值彼此之间存在显着差异[21]。肺血管壁在胸部计算机X线断层扫描中也观察到了COVID-19患者的乳腺增厚[41,42]。因此，这些结果共同表明COVID-19与肺血管壁增厚有关。有必要对这种肺血管壁增厚是否与临床上显着的PAH相关以及是否存在突波蛋白在PAH发病机理中的作用进行研究。 5. 仅包含RBD的SARS-CoV-2突突蛋白不能诱导人类细胞中的细胞信号传导与全长刺突蛋白[26,29]或全长SARS-CoV-2刺突蛋白S1亚基[21]相反，我们发现仅含RBD的蛋白（图1）不会促进细胞信号传导。我们监测MEK活化的Western印迹结果表明，SEM磷酸化的MEK与MEK蛋白的平均比率值为0.05 0.003（未处理），1.90.07（使用全长S1蛋白处理）和0.05 0.003（仅使用RBD处理-含蛋白质）用于人肺动脉SMC；对于人肺动脉内皮细胞而言，分别为0.09 0.006（未处理），0.90 0.06（使用全长S1蛋白处理）和0.10 0.003（仅包含RBD的蛋白处理）[21]。 考虑到BNT162b2和许多其他COVID-19疫苗表达全长刺突蛋白，而仅包含S1和RBD的全长蛋白的不同作用可能很重要，而BNT162b1疫苗仅编码RBD区域[9-20] 。还有其他一些基于RBD的COVID-19疫苗也正在开发中[43]。基于RBD的疫苗可能免疫原性较低，但可能不会影响宿主细胞。因此，考虑到潜在的长期不利影响，他们的风险可能较小。但是，在上述SARS-CoV-1穗蛋白的体内研究中[28]，仅包含RBD的缺失突变体也像全长穗蛋白一样使酸诱导的肺衰竭恶化。因此，需要进一步的工作来了解全长刺突蛋白和仅含RBD的蛋白在各种生物过程中的作用。6. 讨论区通常认为，病毒膜融合蛋白的唯一功能是允许病毒结合宿主细胞，以病毒进入细胞，从而释放遗传物质，并进行病毒复制和扩增。地点。但是，最近的观察表明，SARS-CoV-2突突蛋白本身可以触发细胞信号传导，从而导致各种生物学过程。可以合理地假设，在某些情况下，此类事件会导致某些疾病的发病机理。我们的实验室仅测试了SARS-CoV-2峰值蛋白在肺血管细胞以及与PAH的发生有关的蛋白中的作用。但是，这种蛋白质也可能影响全身和冠状血管的细胞，引发其他心血管疾病，例如冠状动脉疾病，全身性高血压和中风。除心血管细胞外，其他表达ACE2的细胞也可能受到SARS-CoV-2峰值蛋白的影响，这可能会导致不良的病理事件。因此，重要的是要考虑由新的COVID-19疫苗产生的SARS-CoV-2突突蛋白触发某些人中促进PAH，其他心血管并发症和/或其他组织/器官并发症的细胞信号事件的可能性。（图3）。我们将需要仔细监控将刺突蛋白引入人体的COVID-19疫苗的长期后果。此外，尽管不会很快获得有关基于刺突蛋白的COVID-19疫苗可能产生的长期后果的人类数据，但必须尽快采用适当的实验动物模型以确保SARS-CoV-2棘突蛋白不会引起任何PAH发病机理或任何其他慢性病理状况的迹象。 图3. SARS-CoV-2刺突蛋白的可能作用。完整病毒的SARS-CoV-2突突蛋白靶向宿主细胞的ACE2，以促进膜融合和病毒进入。 SARS-CoV-2突突蛋白还可以在人细胞中引发细胞信号转导[21,29]。 COVID-19疫苗将刺突蛋白引入人体。除了引起抑制病毒进入的免疫反应外，COVID-19疫苗产生的突触蛋白还可能影响宿主细胞，可能引发不良事件。有必要针对此可能性进行进一步调查。 7. 结论总之，基于SARS-CoV-2穗蛋白的COVID-19疫苗开发的最新进展令人激动，并阐明了如何结束当前的大流行。如果这些疫苗没有表现出任何急性不良反应，它们应该使患有基础疾病的老年人受益。但是，我们需要仔细考虑它们的长期后果，尤其是当将它们用于其他健康的个体以及年轻人和儿童时。除了评估可从感染SARS-CoV-2的个体以及已接受基于穗状蛋白的疫苗的人获得的数据之外，进一步研究SARS-CoV-2穗状蛋白在人细胞和适当动物中的作用型号是保证的。 作者贡献：概念化，Y.J.S .；验证，Y.J.S。和S.G.G .; Y.J.S.调查和S.G.G .;资源，Y.J.S。和S.G.G.;写作-原始草稿，Y.J.S .；写作-审核和编辑，Y.J.S.和S.G.G.;可视化，Y.J.S .;监督，Y.J.S.; Y.J.S.项目管理；资金获取，Y.J.S.两位作者均已阅读并同意该手稿的发行版本。资金：这项研究由美国国立卫生研究院（NIH）资助，授权号R21AI142649，R03AG059554和R03AA026516，资金由Y.J.S.内容仅是作者的责任，并不一定代表NIH的官方观点。利益冲突：作者声明没有利益冲突。资助者在研究的设计中没有作用。在数据的收集，分析或解释中；在手稿的写作中；或决定发布结果。参考文献（展示部分，可至原网站查看全部1～43）1. 黄昌王Y；李旭任丽;赵建胡Y；张丽;范G;徐建顾旭等。中国武汉市2019年新型冠状病毒感染患者的临床特征。柳叶刀2020，395，497–506。 [CrossRef]2. 吴昌;陈旭蔡Y；夏J.周X.徐珊;黄辉；张丽;周X.杜C.等。中国武汉冠状病毒病2019肺炎患者与急性呼吸窘迫综合征和死亡相关的危险因素。 JAMA实习生。中2020年，e200994。 [CrossRef]3. 严河;张Y李Y霞郭Y； Zhou，Q.全长人ACE识别SARS-CoV-2的结构基础。科学2020，367，1444–1448。 [CrossRef]4. 戴，W。他，L。张旭。蒲建沃罗宁（D.江南周Y； Du，L.2019年新型冠状病毒的受体结合结构域（RBD）的表征：对RBD蛋白作为病毒附着抑制剂和疫苗的开发意义。细胞。大声笑免疫2020，17，613–620。 [CrossRef]5. 徐中施力;王Y；张建。黄丽;张成;刘珊;赵鹏;刘华;朱力;等。与急性呼吸窘迫综合征相关的COVID-19的病理发现。柳叶刀呼吸。中2020，8，420–422。 [CrossRef]6. 李宝杨建赵峰；智林;王X.刘力; Bi，Z .;赵燕。中国心血管代谢疾病的流行及其对COVID-19的影响。临床Res。乙二醇。 2020，109，531–538。 [CrossRef]7. 杨建郑Y苟X. 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    2021-02-07 16:30:56
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  • 北冰洋被冰层覆盖，并充满淡水
    由 阿尔弗雷德·韦格纳研究所在海平面低的冰川时期，与太平洋的交换被停止了，与北大西洋的交换被大大减少了，而北极盆地仍在接受淡水输入。交换只能通过格陵兰-苏格兰-里奇的狭窄网关进行。三个草图的顺序显示：（1）北冰洋的一段新鲜期，然后（2）当盐水进入北冰洋时，淡水释放到北大西洋，以及（3）北极冰盖突然融化。与相对温暖和咸的大西洋水接触。图片来源：阿尔弗雷德·韦格纳研究所/马丁·昆斯汀在过去的15万年中，北冰洋被厚达900米的架子冰覆盖着，并且至少两次充满了淡水。最新一期《自然》杂志报道了这一令人惊讶的发现是Alfred Wegener研究所和MARUM的科学家进行长期研究的结果。通过对海洋沉积物的成分进行详细分析，科学家可以证明北冰洋以及北欧海至少在两个冰期没有海盐。取而代之的是，在厚厚的冰盾下，这些海洋充满了大量的淡水。然后，这些水可以在很短的时间内释放到北大西洋。如此突然的淡水输入可以解释气候的快速波动，而此前却没有找到令人满意的解释。大约在60,000到70,000年前，在上一个冰川期的一个特别寒冷的时期，北欧和北美的大部分地区都被冰盖覆盖。从爱尔兰和苏格兰经过斯堪的纳维亚半岛到卡拉海（北冰洋）的东缘，欧洲的冰盖跨越了5000多公里。在北美，现在被称为加拿大的大部分地区被埋在两个大冰盖下。格陵兰岛和白令海海岸线的部分地区也被冰川化。北冰洋北面的冰情如何？它被厚厚的海冰覆盖了，还是漂浮在这些巨大冰原的舌头上，远远超出了北极？到目前为止，对这些问题的科学答案或多或少都是假设的。与陆地上的沉积物相反，不稳定的巨石，葡萄树和冰川谷是冰川的明显地标，迄今为止，在北冰洋只有很少的巨大冰架痕迹。不来梅大学阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI）和MARUM海洋环境科学中心的地球科学家现在已经收集了北冰洋和北欧海洋的现有证据，并将其与新数据结合起来一个令人惊讶的结论。根据他们的研究，过去15万年来，北冰盖的漂浮部分覆盖了北冰洋的大部分地区。大约在70,000-60,000年前以及大约150,000-130,000年前。在这两个时期中，淡水在冰下蓄积，形成了数千年的完全新鲜的北冰洋。“这些结果意味着我们对冰川气候对北冰洋的了解发生了真正的变化。据我们所知，这是第一次考虑对北冰洋和北欧海进行全面更新，不仅一次，而且两次”的第一作者，阿尔弗雷德·韦格纳研究所（Alfred Wegener Institute）的地球化学家Walter Geibert博士说。沉积物中没有，因此一定没有盐水他们的发现基于对北冰洋，弗拉姆海峡和北欧海不同地区的十个沉积物岩心的地质分析。堆积的沉积物反映了过去冰川的气候历史。在调查和比较沉积物记录时，地球科学家发现，始终以相同的两个时间间隔缺少重要的指标。“在盐水中，天然铀的腐烂总是导致同位素the230的产生。该物质积聚在海底，由于其75,000年的半衰期，很长一段时间仍可被检测到”，Walter Geibert解释道。因此，地质学家经常使用这种or同位素作为天然时钟。“在这里，反复而广泛的缺席是向我们揭示发生了什么的赠品。根据我们的知识，对这种模式的唯一合理解释是，北冰洋在其较年轻的历史中两次被淡水充满-在冰冻和冰冻的环境中。液体形式”，也是来自AWI的合著者和微古生物学家Jutta Wollenburg博士解释说。北冰洋的新图景一个由多个海峡与北大西洋和太平洋相连的大海洋盆地怎么会变得完全新鲜？共同作者，地质学家Ruediger Stein教授说：“如果我们意识到在冰川期，全球海平面比今天低了130 m，并且北极的冰团可能进一步限制了海洋环流，那么这种情况是可以想象的。”在AWI和MARUM。诸如白令海峡或加拿大群岛的声音之类的浅层连接当时处于海平面之上，从而完全切断了与太平洋的连接。在北欧海域，延伸到海底的大型冰山或冰原限制了水团的交换。夏季的冰川，冰融化以及流入北冰洋的河流不断向该系统输送大量淡水，每年至少1200立方公里。这笔款项的一部分将被迫通过北欧海域，穿过格陵兰岛-苏格兰山脊中稀疏且较深的较深连接处进入北大西洋，从而阻碍了盐水向北渗透。这导致了北冰洋的新鲜化。沃尔特·吉伯特说：“一旦冰障机制失效，大量的盐水就会再次充满北冰洋。” “我们认为，这样一来，它便可以迅速取代较淡的淡水，从而导致将累积的淡水突然排放到北欧海的浅南边界格陵兰-苏格兰-里奇地区，进入北大西洋。”假设大量的淡水存储在北冰洋中并且可以快速释放，这将有助于理解过去一系列气候波动之间的联系。它还将为不同的过去海平面重建方法之间的明显差异提供解释。沃尔特·吉伯特解释说：“建议说，在某些寒冷时期，珊瑚礁的残骸表明其海平面要比南极冰芯的重建或小型海洋生物的钙质壳的重建高。” “如果我们现在接受，淡水不仅可能以固体形式储存在陆地上，而且其中一些还以液体形式储存在海洋中，从北冰洋释放的淡水也可能解释了上一个冰河时期某些突然的气候变化事件。在这样的事件中，格陵兰岛的温度在几年之内可能会上升8-10摄氏度，只是在几百年或数千年的过程中才恢复到原始的寒冷冰川温度。“我们在这里看到了地球系统过去的北极气候临界点的一个例子。现在我们需要更详细地研究这些过程是如何相互联系的，并评估北冰洋这一新概念如何帮助缩小我们的知识差距。 ，特别是考虑到人为气候变化的风险，” Walter Geibert说。 点击：查看更多其他分类文章 查看更多生物学文章 查看更多医学文章免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：phys
    2021-02-06 16:50:00
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  • 研究人员发现世界海洋中巨大的碳氢化合物循环
    加利福尼亚大学 哈里森·塔索夫（Harrison Tasoff）撰写 -圣巴巴拉研究人员从Sargasso海中获取水样。图片来源：David Valentine 碳氢化合物和石油在环境科学中几乎是同义词。毕竟，石油储备几乎涵盖了我们遇到的所有碳氢化合物。但是，将其起源追溯至生物来源的少数几种碳氢化合物的生态作用可能要比科学家最初怀疑的更大。加州大学圣塔芭芭拉分校和伍兹霍尔海洋学研究所的一组研究人员对这个以前被忽视的海洋学领域进行了调查，以寻找被忽视的全球周期的迹象。他们还测试了海洋生物的存在可能如何影响海洋对石油泄漏的反应。“我们已经证明了海洋中发生了大规模而迅速的碳氢化合物循环，这与海洋对石油输入的反应能力不同，”地球部诺里斯总统主席大卫·瓦伦丁教授说。 UCSB的科学。由他的研究生Eleanor Arrington和Connor Love领导的这项研究发表在《自然微生物学》上。2015年，由剑桥大学的科学家领导的国际团队发表了一项研究，证明了碳氢十五烷是由海洋蓝细菌在实验室培养物中产生的。研究人员推断该化合物可能在海洋中很重要。Valentine解释说，这种分子似乎可以缓解弯曲膜的应力，因此在诸如叶绿体之类的东西中发现了这种分子，其中紧密堆积的膜需要极高的曲率。某些蓝细菌仍会合成该化合物，而其他海洋微生物则很容易将其消耗能量。瓦伦丁（Valentine）与伍兹霍尔（Woods Hole）的克里斯·雷迪（Chris Reddy）共同撰写了两页的评论文章，并决定与Arrington和Love进一步探讨这个话题。他们于2015年参观了墨西哥湾，然后于2017年参观了西大西洋，以收集样本并进行实验。研究小组从大西洋的营养贫乏地区采样了海水，该地区被称为Sargasso海，以从墨西哥湾涌入的浮游海藻海藻命名。情人说，这是美丽，清澈的蓝色海水，中间夹着百慕大水。获得样品显然是一项相当棘手的工作。由于十五烷是柴油燃料中的常见碳氢化合物，因此该团队必须采取额外的预防措施，以避免船舶本身受到污染。他们让船长将船转成风，以免尾气污染样品，并且他们分析了柴油的化学特征，以确保它不是发现的任何十五烷的来源。在海洋的上层生产并消耗了大量的十五烷。图片来源：David Valentine而且，当研究人员收集海水时，没有人可以在甲板上吸烟，做饭或油漆。“这很重要，”瓦伦丁说，“我不知道您是否在船上呆了很长时间，但每天都要油漆。这就像金门大桥：从一个起点开始结束，直到到达另一端，是时候重新开始了。”这些预防措施奏效了，研究小组回收了原始海水样品。共同首席作者洛夫说：“ 2017年探险之后，站在伍兹霍尔的气相色谱仪前，很明显样品是干净的，没有柴油的迹象。” “十五烷是无误的，即使在[我们]运行的前几个样本中，也已经显示出清晰的海洋学模式。”由于它们在世界海洋中的数量众多，洛夫继续说道：“仅两种类型的海洋蓝细菌每年向海洋中添加的碳氢化合物就比向海洋中其他所有类型的石油输入（包括天然油）的总和多出500倍渗漏，漏油，燃料倾倒和土地流失。” 这些微生物每年总计生产300-600百万公吨的十五烷，这个数量比所有其他来源释放的130万吨的碳氢化合物相形见war。尽管这些数量令人印象深刻，但它们有些误导。作者指出，十五烷循环跨越地球表面的40％或更多，并且载有超过一万亿个四环的十五烷的蓝细菌细胞悬浮在世界海洋的阳光照射下。但是，这些细胞的生命周期通常少于两天。结果，研究人员估计，在任何给定时间，海洋仅包含约200万吨的十五烷。情人解释说，这是一个快速旋转的轮子，因此在任何时间点的实际数量并不是特别大。他说：“每隔两天，您就会生产和消耗海洋中的所有十五烷。”将来，研究人员希望将微生物的基因组学与其生理和生态联系起来。该团队已经拥有数十种生物的基因组序列，这些生物成倍增加以消耗其样品中的十五烷。瓦伦丁说：“那里的信息量令人难以置信，而且我认为这揭示了我们对许多消耗碳氢化合物的生物的生态学知之甚少。”在确认了这种生物烃循环的存在和程度之后，研究小组试图解决其存在是否会引发海洋分解泄漏的石油的问题。Arrington解释说，关键的问题是这些大量消耗十五烷的微生物是否在溢油清理过程中作为资产。为了对此进行研究，他们在距墨西哥湾天然石油渗漏不同距离的海水中添加了戊烷（一种类似于十五烷的石油烃）。在海洋中循环的十五烷的数量使石油中碳氢化合物的输入相形见war。但是，参与十五烷循环的微生物不太可能处理来自石油的碳氢化合物的化学复杂性。图片来源：David Valentine 他们测量了每个样本的总体呼吸，以观察食用戊烷的微生物繁殖所需的时间。研究人员假设，如果十五烷循环确实也引发了微生物消耗其他碳氢化合物的作用，那么所有样品应以相似的速率繁殖。但是事实并非如此。来自油渗流附近的样品迅速形成水华。瓦伦丁说：“在加入戊烷的大约一周内，我们看到了数量庞大的种群。” “而且，距离越远，速度就越慢，直到在北大西洋外出时，您可以等待几个月，再也看不到花开。” 实际上，在马萨诸塞州伍兹霍尔的工厂进行考察之后，阿灵顿不得不留下来，继续对来自大西洋的样品进行实验，因为这些花的出现花了很长时间。有趣的是，研究小组还发现了证据，证明属于另一个生命领域的细菌古细菌也可能在十五烷循环中起作用。共同主要作者阿灵顿说：“我们发现，尚未在实验室驯化的一群神秘的，全球丰富的微生物可能会被表层海洋中的十五烷所刺激。”结果引起了一个问题，即为什么存在一个巨大的十五烷循环似乎对石化戊烷的分解没有影响。瓦伦丁说：“石油与十五烷是不同的，您需要了解它们之间的差异以及实际上组成石油的化合物，才能了解海洋微生物对它的反应。”最终，微生物通常消耗戊烷的基因与十五烷所使用的基因不同。阿灵顿说：“与蓝细菌产生的十五烷相比，生活在百慕大近海的清澈水中的微生物接触石化戊烷的可能性要小得多，因此携带戊烷消耗的基因的可能性也较小。”Valentine继续说，不同微生物的负荷可以消耗十五烷，但这并不意味着它们也可以消耗其他碳氢化合物，特别是考虑到石油中存在的碳氢化合物结构多样。海洋生物生产的普通碳氢化合物少于十二种，包括十五烷和甲烷。同时，石油包含成千上万种不同的碳氢化合物。更重要的是，我们现在看到能够分解复杂石油产品的生物倾向于大量生活在天然石油渗漏附近。当海洋中的微生物种群受到特定地理区域中特定能源的限制时，情人将这种现象称为“生物地理引发”。他说：“我们在这项工作中看到的是十五烷与石油之间的区别，这对于理解不同的海洋地区将如何应对石油泄漏非常重要。”象Sargasso海这样的营养贫乏的旋流占地球表面的40％。但是，无视土地，仍然留下了地球30％的土地去探索其他生物碳氢化合物循环。瓦伦丁认为，生产率较高的地区的过程将更加复杂，并且可能为石油消费提供更多的动力。他还指出，大自然的生物烃生产蓝图有望为开发下一代绿色能源做出努力。 点击：查看更多生物学文章 查看更多医学类文章 试用免费版文档翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：phys
    2021-02-05 19:59:47
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  • 研究发现儿童饮食对终身有影响
    Study finds childhood diet has lifelong impact研究发现儿童饮食对终身有影响 by University of California - Riverside加州大学河滨分校 Study in mice finds high-fat, high-sugar diet has long-lasting effects on the microbiome. Credit: UCR对小鼠的研究发现，高脂，高糖饮食对微生物组具有持久的影响。信用：UCR Eating too much fat and sugar as a child can alter your microbiome for life, even if you later learn to eat healthier, a new study in mice suggests.一项新的对老鼠的研究表明，即使小时候吃太多的脂肪和糖，也会改变你的微生物组的生活，即使你以后学会饮食更健康。 The study by UC Riverside researchers is one of the first to show a significant decrease in the total number and diversity of gut bacteria in mature mice fed an unhealthy diet as juveniles.加州大学河滨分校的研究人员是第一批表明以不健康饮食作为未成年人喂养的成熟小鼠肠道细菌总数和多样性显着减少的研究之一。 "We studied mice, but the effect we observed is equivalent to kids having a Western diet, high in fat and sugar and their gut microbiome still being affected up to six years after puberty," explained UCR evolutionary physiologist Theodore Garland.UCR的进化生理学家西奥多·加兰德（Theodore Garland）解释说：“我们研究了小鼠，但是观察到的效果相当于孩子们吃了西方饮食，脂肪和糖分很高，而且肠道微生物组在青春期后的六年内仍然受到影响。” A paper describing the study has recently been published in the Journal of Experimental Biology.最近在《实验生物学杂志》上发表了一篇描述该研究的论文。 The microbiome refers to all the bacteria as well as fungi, parasites, and viruses that live on and inside a human or animal. Most of these microorganisms are found in the intestines, and most of them are helpful, stimulating the immune system, breaking down food and helping synthesize key vitamins.微生物组是指在人类或动物体内和内部生活的所有细菌以及真菌，寄生虫和病毒。这些微生物大多数都在肠道中发现，它们中的大多数对刺激免疫系统，分解食物并帮助合成关键的维生素很有帮助。 In a healthy body, there is a balance of pathogenic and beneficial organisms. However, if the balance is disturbed, either through the use of antibiotics, illness, or unhealthy diet, the body could become susceptible to disease.在健康的身体中，病原体和有益生物之间存在平衡。但是，如果通过使用抗生素，疾病或不健康的饮食来破坏平衡，则身体可能容易患病。 In this study, Garland's team looked for impacts on the microbiome after dividing their mice into four groups: half fed the standard, 'healthy' diet, half fed the less healthy 'Western' diet, half with access to a running wheel for exercise, and half without.在这项研究中，Garland的研究小组将小鼠分为四组，研究了对微生物组的影响：一半进食标准的“健康”饮食，一半进食较不健康的“西方”饮食，一半进食运动的跑轮，还有一半没有。 After three weeks spent on these diets, all mice were returned to a standard diet and no exercise, which is normally how mice are kept in a laboratory. At the 14-week mark, the team examined the diversity and abundance of bacteria in the animals.在这些饮食中度过了三周之后，所有小鼠都恢复了标准饮食并且不进行运动，这通常是将小鼠饲养在实验室中的方式。在第14周的时候，研究小组检查了动物中细菌的多样性和丰富性。 They found that the quantity of bacteria such as Muribaculum intestinale was significantly reduced in the Western diet group. This type of bacteria is involved in carbohydrate metabolism.他们发现，在西方饮食组中，诸如肠杆菌的细菌数量显着减少。这种细菌参与碳水化合物的代谢。 Analysis also showed that the gut bacteria are sensitive to the amount of exercise the mice got. Muribaculum bacteria increased in mice fed a standard diet who had access to a running wheel and decreased in mice on a high-fat diet whether they had exercise or not.分析还表明，肠道细菌对小鼠的运动量敏感。喂养进食了可以运行滚轮的标准饮食的小鼠中的鼠毛细菌增加，而无论是否运动，高脂饮食的小鼠中的鼠毛菌减少。 Researchers believe this species of bacteria, and the family of bacteria that it belongs to, might influence the amount of energy available to its host. Research continues into other functions that this type of bacteria may have.研究人员认为，这种细菌及其所属的细菌家族可能会影响宿主的可用能量。对这种细菌可能具有的其他功能的研究仍在继续。 One other effect of note was the increase in a highly similar bacteria species that were enriched after five weeks of treadmill training in a study by other researchers, suggesting that exercise alone may increase its presence.另一个值得注意的影响是，在其他研究人员的一项研究中，经过五周的跑步机训练后，高度相似的细菌物种增加了，这表明单独运动可能会增加其存在。 Overall, the UCR researchers found that early-life Western diet had more long-lasting effects on the microbiome than did early-life exercise.总体而言，UCR研究人员发现，早期西方饮食对微生物组的影响远比早期运动更为持久。 Garland's team would like to repeat this experiment and take samples at additional points in time, to better understand when the changes in mouse microbiomes first appear, and whether they extend into even later phases of life.Garland的团队想重复此实验，并在其他时间点进行采样，以更好地了解小鼠微生物群的变化何时首次出现，以及它们是否延伸到生命的后期。 Regardless of when the effects first appear, however, the researchers say it's significant that they were observed so long after changing the diet, and then changing it back.研究人员说，无论何时开始出现这种影响，很重要的一点是，在改变饮食然后再改变饮食之后，很长时间才观察到它们。 The takeaway, Garland said, is essentially, "You are not only what you eat, but what you ate as a child!"加兰德说，外卖实质上是：“您不仅是所吃的东西，而且还是您小时候吃的东西！”点击： 查看更多生物学文章 查看其他分类文章 查看更多双语译文文章 使用双语译文翻译免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：phys
    2021-02-05 19:49:45
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  • 天文学家从宇宙最强磁铁之一发现奇异且前所未有的活动
    Astronomers spot bizarre, never-before-seen activity from one of the strongest magnets in the universe天文学家从宇宙中最强的磁铁之一发现奇异的，前所未有的活动by ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave DiscoveryARC引力波发现卓越中心Artist’s impression of the active magnetar Swift J1818.0-1607. Credit: Carl Knox, OzGrav.艺术家对主动式磁星雨燕J1818.0-1607的印象。图片来源：卡尔·诺克斯（OlGrav）。Astronomers from the ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) and CSIRO have just observed bizarre, never-seen-before behavio
    2021-02-04 18:41:20
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  • 接近地球的电子如何达到几乎光速？
    How do electrons close to Earth reach almost the speed of light?接近地球的电子如何达到几乎光速？ by Helmholtz Association of German Research Centres亥姆霍兹德国研究中心协会The contours in color show the intensities of the radiation belts. Grey lines show the trajectories of the relativistic electrons in the radiation belts. Concentric circular lines show the trajectory of scientific satellites traversing this dangerous region in space. Credit: Ingo Michaelis and Yuri Shprits, GFZ颜色轮廓显示了辐射带的强度。灰线显示了辐射带中相对论电子的轨迹。同心圆线表
    2021-02-04 17:53:30
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  • 研究人员构建了比钢强的分子纳米纤维
    麻省理工学院的 史蒂夫·纳迪斯（Steve Nadis）麻省理工学院的研究人员设计了添加水时能自发形成纳米带的小分子。这些分子在设计中包括一个由凯夫拉尔启发的“芳族聚酰胺”结构域，该结构域将每个分子固定在适当的位置，并产生比钢强的纳米带。此图描绘了三个凯夫拉尔启发的“芳族聚酰胺两亲”纳米带。信用：彼得·艾伦 自组装在自然世界中无处不在，是在每个生物体内形成有组织结构的途径。例如，当两条DNA链没有任何外部刺激或引导时结合形成双螺旋，或者当大量分子结合形成膜或其他重要的细胞结构时，就可以看到这种现象。一切都应运而生，而一个看不见的建筑商则不必一次将所有零件放在一起。在过去的几十年中，科学家和工程师一直在遵循自然界的先驱，设计能够在水中组装的分子，其目的是制造纳米结构，主要用于生物医学应用，例如药物输送或组织工程。麻省理工学院材料科学与工程系（DMSE）助理教授茱莉亚·奥托尼（Julia Ortony）解释说：“这些基于小分子的材料往往会很快降解，而且它们也是化学不稳定的。除去水，特别是当施加任何种类的外力时。”但是，她和她的团队设计了一种新型的小分子，它们以前所未有的强度自发组装成纳米带，将其结构保留在水外。Ortony及其合著者在1月21日的《自然纳米技术》中描述了这项多年努力的结果，可以激发广泛的应用。“这一开创性的工作通过高度受控的自组装产生了异常的机械性能，应该对该领域产生重大影响。”理化学研究所新兴物质科学中心副主任兼该化学和生物技术教授Taidako Aida教授断言。未参与研究的东京大学。MIT小组构建的材料（或更确切地说，允许其自身构建）是在细胞膜之后建模的。它的外部是“亲水的”，这意味着它喜欢在水中，而内部是“疏水的”，这意味着它要避免进水。Ortony评论说，这种构型“为自组装提供了驱动力”，因为分子的取向使其自身最小化了疏水区域与水之间的相互作用，因此呈纳米级形状。在这种情况下，形状是由水赋予的，通常整个结构在干燥时会塌陷。但是Ortony和她的同事们提出了一个防止这种情况发生的计划。当分子松散地结合在一起时，它们像流体一样快速移动。随着分子间力的强度增加，运动变慢并且分子呈固态。Ortony解释说，这个想法是“通过对单个分子进行小的修饰来减缓分子运动，这可能导致纳米结构性质的集体变化，并希望是戏剧性的变化。”博士Ty Christoff-Tempesta指出，减慢分子速度的一种方法。学生和该论文的第一作者，“是要使它们彼此之间的结合比在生物系统中更牢固。” 当密集的氢键网络将这些分子连接在一起时，就可以实现这一点。Christoff-Tempesta说：“这就是使像凯夫拉尔纤维那样的材料具有化学稳定性和强度的原因，这种材料由所谓的'芳族聚酰胺'构成。”Ortony的团队将这种能力纳入了其分子设计中，该分子具有三个主要成分：一个喜欢与水相互作用的外部部分，一个用于结合的芳族聚酰胺以及一个对水有强烈厌恶感的内部部分。研究人员测试了数十种满足这些标准的分子，然后发现了导致纳米级厚度的长条带的设计。然后，作者测量了纳米带的强度和刚度，以了解包括分子之间的芳纶样相互作用的影响。他们发现纳米带出奇的坚固-实际上比钢还要坚固。这一发现使作者想知道纳米带是否可以捆绑以生产稳定的宏观材料。Ortony的小组设计了一种策略，将对齐的纳米带拉成可以干燥和处理的长线。值得注意的是，Ortony的团队表明，这些线可以承受自身重量的200倍，并且具有非常高的表面积-每克材料200平方米。Christoff-Tempesta解释说：“这种高的表面质量比为通过减少化学物质而进行更多化学反应提供了使技术小型化的希望。” 为此，他们已经开发出纳米带，其表面涂有可以将重金属（例如铅或砷）从污染水中拉出的分子。对于Ortony而言，他们仍然能够实现其最初的研究目标“调整物质的内部状态以创建异常强大的分子纳米结构”仍然感到惊讶。事情很容易就相反了。这些材料可能被证明是杂乱无章的，或者它们的结构像它们的前辈一样脆弱，只能滞留在水中。但是，她说：“我们很高兴看到我们对分子结构的修饰确实被分子的集体行为所放大，从而创建了具有极其强大的机械性能的纳米结构。下一步，找出最重要的应用，将是令人兴奋的。” 推荐文献文章：切口深度比对钢纤维混凝土开裂后行为的影响点击:查看更多物理学文章 查看其它分类文章 使用文档翻译功能 免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:phys
    2021-02-03 20:22:11
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  • ​物理学家为单光子开发了创纪录的光源
    Physicists develop record-breaking source for single photons物理学家为单光子开发了创纪录的光源by University of Basel巴塞尔大学The new single-photon source is based on excitation of a quantum dot (shown as a bulge on the bottom left), which then emits photons. A micro-cavity ensures that the photons are guided into an optical fiber and emerge at its end. Credit: University of Basel, Department of Physics新的单光子源基于量子点的激发（在左下角显示为凸起），然后发射光子。微腔确保将光子导入光纤并在其末端出射。图片来源：巴塞尔大学物理系 Researchers at the University of Basel and Ruhr University Bochum have developed a source of single photons that can produce billions of these quantum particles per second. With its record- breaking efficiency, the photon source represents a new and powerful building-block for quantum technologies.巴塞尔大学和波鸿鲁尔大学的研究人员已经开发出一种单光子源，每秒可以产生数十亿个这样的量子粒子。光子源凭借其破纪录的效率，代表了量子技术的一个强大的新组成部分。Quantum cryptography promises absolutely secure communications. A key component here are strings of single photons. Information can be stored in the quantum states of these light particles and transmitted over long distances. In the future, remote quantum processors will communicate with each other via single photons. And perhaps the processor itself will use photons as quantum bits for computing.量子密码术保证绝对安全的通信。这里的关键组件是单光子串。信息可以存储在这些光粒子的量子状态中，并可以长距离传输。将来，远程量子处理器将通过单个光子相互通信。也许处理器本身将使用光子作为计算的量子位。A basic prerequisite for such applications, however, is an efficient source of single photons. A research team led by Professor Richard Warburton, Natasha Tomm and Dr. Alisa Javadi from the University of Basel, together with colleagues from Bochum, now reports in the journal Nature Nanotechnology on the development of a single-photon source that significantly surpasses previously known systems in terms of efficiency.但是，此类应用的基本先决条件是有效的单光子源。由巴塞尔大学的Richard Warburton教授，Natasha Tomm和Alisa Javadi博士以及Bochum的同事领导的研究小组现在在《自然纳米技术》杂志上报道了单光子源的发展，该光子源的发展大大超越了先前已知的系统在效率方面。 "Funnel" guides light particles“漏斗”引导轻粒子Each photon is created by exciting a single "artificial atom" (a quantum dot) inside a semiconductor. Usually, these photons leave the quantum dot in all possible directions and thus a large fraction is lost. In the photon source now presented, the researchers have solved this problem by positioning the quantum dot inside a "funnel" to send all photons in a specific direction.通过激发半导体内部的单个“人工原子”（量子点）来创建每个光子。通常，这些光子在所有可能的方向上离开量子点，因此损失了很大一部分。在现在提出的光子源中，研究人员通过将量子点放置在“漏斗”中以将所有光子按特定方向发送来解决了这个问题。The funnel is a novel micro-cavity that represents the real innovation of the research team: The micro-cavity captures almost all of the photons and then directs them into an optical fiber. The photons, each about two centimeters long, emerge at the end of an optical fiber.漏斗是一种新颖的微腔，代表了研究团队的真正创新：微腔捕获几乎所有的光子，然后将它们引导到光纤中。每个大约两厘米长的光子出现在光纤的末端。The efficiency of the entire system—that is, the probability that excitation of the quantum dot actually results in a usable photon—is 57 percent, more than double that of previous single- photon sources. "This is a really special moment," explains lead author Richard Warburton. "We've known for a year or two what's possible in principle. Now we've succeeded in putting our ideas into practice."整个系统的效率（即量子点的激发实际上产生可用光子的概率）为57％，是以前的单光子源的两倍以上。主要作者理查德·沃伯顿（Richard Warburton）解释说：“这是一个非常特殊的时刻。 “我们已经知道原则上可能的一两年了。现在我们已经成功地将我们的想法付诸实践。” Enormous increase in computing power极大地提高了计算能力The increase in efficiency has significant consequences, Warburton adds: "increasing the efficiency of single photon creation by a factor of two adds up to an overall improvement of a factor of one million for a string of, say, 20 photons. In the future, we'd like to make our single- photon source even better: We'd like to simplify it and pursue some of its myriad applications in quantum cryptography, quantum computing and other technologies."Warburton补充说，效率的提高将产生重大后果：“将单个光子的创建效率提高两倍，一串20个光子的总效率将提高一百万。在未来，我们希望使我们的单光子源更好：我们希望简化它，并在量子密码学，量子计算和其他技术中追求其无数的应用。”点击：查看更多物理学文章 查看更多分类文章 使用双语译文翻译免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：Phys
    2021-02-03 20:16:05
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  • 心脏骤停中的ECMO：文学叙事回顾（结论）
    查看心脏骤停中的ECMO：文学叙事回顾 7. 神经学结果 不管插管时的心率如何，ECPR都能优化因室颤和/或心动过速（VF / VT）导致难治性CA患者的器官灌注。通过达到血液动力学稳定性，ECPR可以阻止缺血性病变的发展，而不必获得自发性循环（ROSC）的恢复。因此，它为纠正长时间的心肺复苏过程中出现的严重代谢紊乱提供了时间，并使治疗可能导致难治性VF / TV持续的潜在病因成为可能。这些稳定策略与难治性CA患者的生存改善和令人满意的神经学预后有关[10,69,79]。此外，ECPR能够使患者在36℃的恒定温度下稳定24小时[80]。 在明尼苏达大学的ECPR队列研究中，在开始ECMO之前受益于CPR协会（持续20至29分钟）的患者中，有100％的患者神经功能预后良好。常规心肺复苏组的结果微乎其微，其中只有24％的患者存活下来并具有令人满意的神经学预后。与传统的心肺复苏术组相比，心肺复苏术显示了最长98分钟的心肺复苏持续时间。ECMO发作前的缺血性损伤似乎是预测预后的决定性因素。在同一队列中，超过29分钟的CPR，每10分钟的存活率下降25％[81]。先前的研究还表明，CPR的持续时间与ECPR期间的生存之间存在联系[4,16,82]。 ECPR可以在延长心肺复苏后提高生存率，但是避免对那些仅使用常规心肺复苏就可以幸免的人造成伤害是值得关注的。 OHCA受益于常规CPR的患者的最新研究表明，由医疗专业人员在最长28至39分钟的CPR中，有幸存的神经系统状态令人满意的患者中有99％接受了ROSC [83-86]。 大多数ECPR计划都要求将患者运送到医院植入ECMO。因此，至关重要的是估计传输指示的时间。确实，将患者转移至心脏骤停状态可能会降低复苏的有效性，并有可能阻止某些患者的生存。雷诺兹等。 [85]研究了从观察性研究中收集到的符合ECPR标准的患者中晚期疗法与转运风险之间的关系。他们包括年龄在18至65岁之间的患者，在有证人在场的情况下发生心脏骤停，在10分钟内开始进行心肺复苏，并且没有心搏停止作为最初的心律。他们发现90％的神经功能预后良好的幸存者在21分钟内有ROSC，如果CPR延长至20分钟以上，则存活的神经功能预后良好的可能性为8.4％。作者建议在进行ECPR运输之前，先进行21分钟的标准复苏。 在临床实践中，建议立即转运对最初的复苏措施无反应的心脏骤停患者是合理的。实际上，在欧洲的建议中，执行第一批专门的复苏措施大约相当于10分钟。因此，建议将这段时间用于考虑ECPR的运输。如前所述，在“转移决定”和“有效转移”之间加上最短的时间后，可以将转移时间提高到大约20分钟的CPR。 一些中心建议使用自动按压板进行胸部按压。但是，在最近的荟萃分析中，证据水平并不表明包括机械式胸部按压设备的CPR算法优于传统的手动胸部按压技术。在无法进行高质量的手动胸部按压或危险的情况下（例如，很少有救生员，低温CA中的救护人员长时间使用CPR，在救护车中，受过训练的医疗服务提供者使用的机械胸部按压器）是手动胸部按压的合理替代品。在血管造影室或ECPR准备期间）[87]。此外，其他研究者表明，在使用装有机翼方法的担架上移动住院的CA患者时，胸部按压可以产生高质量的胸部按压[88]。 ECPR成功的时间竞赛对此类协议的实施具有重要意义。对于目前的院前复苏技术，建议建议在实施ECMO治疗难治性OHCA之前，最佳的CPR时间间隔为30分钟。但是，ECPR的生存益处可能会超过60分钟。因此，ECPR程序应旨在在不到30分钟的时间内使可插管的患者数量最大化，而不必排除复苏时间较长的患者。 院前护理的未来优化还可以提高与ECPR相关的生存率。院前CPR策略可改善CPR的灌注或减少患者的代谢需求，可延长有效CPR的时间，从而延缓缺血性损伤的发作。院前ECPR的启动也可以提供快速的稳定。迄今为止，最近发表了关于ECPR在OHCA患者中应用的最大研究。它提供了有关该策略有效性的新信息。 Bougouin等。 [16]报道了巴黎大都会地区超过13,000例OHCA病例。在接受常规心肺复苏术的12396名患者中，有8.6％（1061）可以存活出院，而523名ECPR患者中只有8.4％（44）。尝试进行ECPR，但11％（58）的患者无效。 ECPR组中有利于生存的因素包括短暂恢复自发性循环（ROSC）以及ECPR之前的最初令人震惊的心律。应当指出，院前ECPR与入院后接受ECPR的患者相比，与生存率更高（OR 2.9，95％CI 1.5–5.9，p = 0.002）和更有利的神经系统结果（OR 2.9，95％CI 1.3–6.4，p = 0.008）相关。 但是，这项研究有很多局限性，包括选择偏见。启动ECPR的决定是由每个临床医生自行决定的，而不是严格按照预先建立的算法，从而提供了大量潜在的混淆因素。 ECPR患者基线描述的差异表明了这一点。目击者较年轻且更倾向于从CPR中受益（81％vs. 49％，p <0.001），但更相关的是，他们接受了超过30分钟的长时间CPR（99％vs. 77％，p <0.001） 。作者试图通过多元分析（OR 1.3，CI 95％0.8-2.1，p = 0.24）或倾向分析（OR 0.8，95％CI 0.5-1.3，p = 0.41）校正已知的混杂因素，但是他们无法确定ECPR是否与医院环境中的生存改善相关。研究亚组之间存在许多差异，尤其是在没有ROSC的患者和具有不可电击节律的患者之间。 ECPR可能在这些亚组中表现出不同的结果，也许将来需要专门研究对其进行研究[16]。 更相关的是，未检查神经系统结局和长期生活质量。希望不将分析局限于医院的死亡率，而要分析诸如功能恢复和具有可接受的神经后遗症的长期存活的因素[89,90]。这项研究将继续成为机械支持设备的信奉者，以及他们在改善心脏骤停过程中可能发挥的作用方面。这将刺激该领域的进一步研究，以纠正在患有OHCA的患者中观察到的不良结果。受益于ECPR的患者与接受常规RCP治疗的患者在生存率上没有统计学上的显着差异，这需要重新评估ECPR在OHCA患者中的作用。这最后的出版物确实具有许多品质，包括大量患者，参与小组的功能经验以促进ECPR的迅速实施及其提供“真实”数据的多中心观察设计。最后，ECPR是一种机械支持形式，需要特别复杂和庞大的人力和技术资源组织。它还需要在极端条件下进行插管的从业人员非常高的专业知识。因此，对于维持这些类型的计划至关重要的是，要确保有足够的干预措施，并允许相关专业人员的大量接触，以维持高质量的护理标准。 8. 结论 CA仍然是常见的死亡原因和主要的公共卫生问题。迄今为止，常规的心肺复苏术是唯一可用于改善这些患者预后的有效复苏程序。 ECMO是一项复杂且价格相对较高的技术，需要专业知识。因此，它不能在所有医院都使用，而必须在定期执行这些程序的高容量中心进行。ECPR可使传统CPR难治的CA患者获得血液动力学和呼吸稳定，并通过保留器官灌注来开始治疗CA的根本原因。但是，目前的证据并不支持在所有难治性CA患者中常规使用ECPR的建议。因此，似乎关键适当选择那些谁可能会从它的使用中受益患者。这可能包括存在即将死亡风险的患者，这些患者具有专门设计的评分，可以预测与使用ECPR相关的生存获益。使用它的理想好处将是进行足够的复苏，从而促进中长期生存可接受的神经系统结果。最后，通过额外的医院ECPR来最佳管理难治性CA患者的方案仍然是研究的活跃领域。 作者贡献：A.D.C.设计研究，选择文章，收集数据并撰写手稿。 B.A.选择文章，收集数据并撰写手稿。多发性硬化症。写手稿，N.M。收集数据并写手稿C.B.收集数据并写手稿K.B。设计研究并撰写了R.G.设计研究，选择文章，收集数据并撰写手稿。所有作者均已阅读并同意该手稿的发行版本。 资金：这项研究没有获得外部资金。 数据可用性声明：不适用。 利益冲突：作者声明没有利益冲突。 参考文献（展示部分文献，可去原文章查看全部） 1. 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    2021-02-02 20:19:57
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  • 心脏骤停中的ECMO：文学叙事回顾
    通过 阿曼丁·德·沙里埃（Amandine DeCharrière）,本杰明·阿苏林（Benjamin Assouline）,马克·谢恩娜塔莉·曼莎（Nathalie Mentha）,卡洛·班菲卡里姆·本杰利德（Karim Bendjelid）,和拉斐尔·吉罗（RaphaëlGiraud） 1.瑞士日内瓦大学医院重症监护室，1205；瑞士； amandine.decharriere@hcuge.ch（A.D.C.）; benjamin.assouline@hcuge.ch（文学士）; marc.scheen@hcuge.ch（硕士）; karim.bendjelid@hcuge.ch（K.B.） 2.日内瓦大学医学院，1205瑞士日内瓦； nathalie.mentha@hcuge.ch（N.M.）;carbanfi@gmail.com（C.B.） 3.日内瓦血液动力学研究小组，1206年，日内瓦，瑞士 4.米兰圣多纳托医院集团心胸外科Sant’Ambrogio医院，米兰大学心脏外科主任，20149意大利米兰 *应与之联系的作者。摘要：心脏骤停（CA）是常见的死亡原因，也是主要的公共卫生问题。迄今为止，常规的心肺复苏术（CPR）是唯一可以有效影响预后的有效复苏方法。体外膜氧合（ECMO）是一项复杂且昂贵的技术，需要专业技术知识。并非所有医院都将其视为护理标准，仅应在大容量医院中使用。 ECMO与CPR结合被称为ECPR（体外心肺复苏），它可使传统CPR难治的CA患者的血流动力学和呼吸稳定。该技术可在保持器官灌注的同时并行治疗CA的潜在病因。但是，目前的证据并不支持在所有难治性CA患者中常规使用ECPR。因此，病人适当选择谁可以从这个过程中受益是关键。通过执行高质量的CPR并促进获得ECPR来减少低血流的持续时间，可以提高难治性CA患者的生存率。确实，受益于ECPR的患者似乎具有更好的神经功能。本篇叙事综述的目的是介绍有关ECPR的最新文献，并阐明其潜在的治疗作用，并对设备及其设置，患者选择过程和患者进行深入的解释。 ECPR后的管理。关键词：体外膜氧合；ECMO；心脏停搏；ECPR 1. 介绍心脏骤停（CA）是主要的公共卫生问题。在北美和欧洲，其发病率约为每100,000例50至100例[1]。心血管病因占记录病例的一半。全世界接受心肺复苏（CPR）的院外心脏骤停（OHCA）患者的30天生存率是全球的10.7％[2]。确实，这种差的存活率引起了人们对传统复苏技术联合方法的开发的兴趣，该方法是通过体外心脏压缩和体外生命支持通过体外体外膜氧合作用除颤（ECMO）。因此，体外心肺复苏已经成为患有CA的患者的救生方法，该CA被认为对常规复苏是难治的。在对CA的主要病因进行调查并提供病因治疗的同时，ECPR有助于维持器官灌注。最近，有证据表明，用ECPR治疗的院内心脏骤停（IHCA）显示有希望的生存率在20％至45％之间波动[3,4]。另一方面，对非住院患者（院外CA：OHCA）进行的研究显示出较差的结果[5]。尽管如此，有关OHCA管理的最新指南详细说明了使用ECPR的可能性，但不是作为常规护理标准。更好的生存率。 IHCA归因于更早实施更好的复苏质量，以及更快地获得ECPR。此外，在研究使用ECPR的研究时，常规心肺复苏（CPR）的时间似乎对生存率有负面影响[6]。当校正低流量期的持续时间时，用ECPR处理的OHCA和IHCA之间的生存差异会消失[7]。因此，通过促进获得ECPR似乎可以缩短CPR时间并改善CA后的生存率[8]。大量研究表明，ECPR在心脏导管室，急诊室和院前环境中的有效性[9-11]。但是，正如最近发表在两篇评论文章中的那样，各中心之间的ECPR计划存在很大差异，并且是缺乏标准化的原因[12,13]。在本文中，作者介绍了CA患者ECPR的最新文献。2. 方法本文针对该文献进行了叙述性综述，而不是系统性综述，重点是ECRP在常规心肺复苏难治性心脏骤停中的作用。它包括2000年至2020年10月底在MEDLINE / PubMed数据库中发表的文章。搜索工具栏集中包括以下术语：“体外膜充氧”或“ ECMO”或“ ECLS”或“ ECPR”和“心脏”逮捕”。总共确定了1552篇可能相关的文章。阅读标题和摘要后，选择了75篇文章进行全面分析。最后，对所包括论文的参考文献进行筛选，以查找在最初的文献搜索中找不到的其他材料，并且不采用语言限制。 3. ECPR的实施地点尽管有国际建议，但复苏程序在一个中心与另一个中心之间有所不同。建立ECPR的后勤方式也有所不同。许多中心建议采用“偷窥逃跑”的方法，用救护车将患者迅速转移到ECPR中心[9,14]。或者，使用能够在OHCA上启动ECPR的移动式紧急复苏单元（SMUR）的“住宿和治疗”态度也已被证明是替代选择[10]。考虑到应该在CA的60分钟内启动ECPR的事实，最佳策略仍有待确定。每个社区的设施和经济医疗服务均起着主要作用。在有或没有紧急医疗服务（EMS）的医疗机构中使用的“隐蔽式运行”方法在ECPR的迅速启动中已显示出局限性[14,15]。在巴黎（法国），EMS于2011年建立了院前ECPR计划。法国其他一些城市（里尔里昂和佩皮尼昂）也使用了类似的计划。与医院启动的ECPR相比，这种方法证明了OHCA后低血流时间的减少，具有相似的ECPR启动时间和并发症[10]。但是，根据Bougouin等人的说法。 [16]在2011年至2018年期间在巴黎诊断的13,000 OHCA中，有525例受益于ECPR的启动，其中389例在医院内，136例在医院外。此外，经历过ECPR的患者和接受常规复苏的患者在死亡率上没有差异。ECPR的启动需要经过专门培训且组织良好的团队。此外，尽管ECPR团队专注于插管过程，但坚定的团队负责人必须监督复苏过程。团队配置会根据当地限制，ECPR提供中心内的组织和可用的人力技能而有所不同。用于心脏适应症的ECMO启动速度不同于呼吸衰竭所需的速度。确实，很少有心脏病病因需要针对基础疾病进行快速治疗（例如，经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的急性冠状动脉综合征（ACS）），因此，可大大减少生存所需的循环辅助治疗时间。因此，必须迅速选择实施ECMO。理想地，ECMO作为血液动力学支持在区域转诊中心或综合护理中心进行，可以将其作为晚期心血管疾病的常规管理方法，例如需要PCI的ACS，长期心脏辅助设备和心脏移植的实施[ 17]。这些ECMO中心必须具有可快速部署的协议，这些协议应迅速发挥作用，这是一个多学科心脏小组，由介入心脏病学家，心脏外科医生，心力衰竭专家和强化专家组成，团队中所有其他成员被认为对适当的管理策略[18-20]。重要的是要强调，ECMO是一种短期辅助设备，可用作循环支持，但对潜在疾病的病因治疗没有影响。应及时管理CA的潜在病因，以最大程度地提高康复机会并加快从ECMO的安全撤药。这可能包括但不限于ACS患者的血运重建（经皮或外科手术）[21,22]，难治性心律不齐患者的药物或消融治疗以及瓣膜功能不全患者的外科瓣膜手术[23,24]。对于那些不太可能恢复足够的心室收缩功能或无法安全退出VA-ECMO的患者，应考虑早期评估长期心脏支持治疗[25]。除了先进的心血管平台，支持严重肺血管疾病患者的ECMO中心还应获得治疗肺动脉高压的专家[26]。最后，受益于ECMO心脏辅助的患者处于发生肺部并发症的风险中，需要开始高级呼吸支持，例如静脉-静脉ECMO类型，甚至是静脉-动静脉ECMO。这些技术应提供给提供这些机械支持技术的中心[27]。一个中心实施的ECMO数量越多，住院死亡率越低[28]。这表明大量的ECMO参考中心可能具有更好的生存结果[29-31]。对于没有能力实施ECMO的地方和转诊中心，我们提倡在转诊和/或综合中心周围建立区域网络，从而能够部署ECMO流动团队来启动和运送这些患者[32]。如果在CA的背景下由经验不足的本地中心启动ECPR，则患者可能承担次优结果的巨大风险。对于这些中心，我们提倡与三级医疗或区域转诊中心进行正式合作，这些中心应配备并接受过培训以接受这些患者（具有共同的适应症，禁忌症，插管程序和起始标准）[33]。这些策略已成功应用于呼吸ECMO中心[30,34,35]。ECMO中心的最小案件量仍然是争论的话题。在一项研究中，每年处理30例以上ECMO患者的成人中心的存活率明显高于每年处理6例以下ECMO患者的成人（调整后的OR：0.61，95％CI 0.46-0.80。在心力衰竭的背景下实施ECMO[32]，但是，目前的证据是基于来自专业水平未指定的中心的回顾性数据。在ECPR中使用ECMO有其自身的挑战。与严重的心源性休克相反，它通常发生在特定的环境（导管实验室，ICU或手术室）中，CA是不可预测的，并且可能发生在医院内的任何地方，包括急诊室，ECPR计划越来越多发展。 ECPR也可以在院前环境中实施。目前，这种新方法正在研究中（NCT03700125，NCT04620070，NCT02527031）[10,13,36]。强烈建议将ECPR计划与经验丰富的医院重症监护病房相联系，这些病房在管理ECMO患者方面经验丰富，并在可能的情况下尽快将患者转移到转诊中心以保证适当的治疗[37]。4. 设置ECPR的设备和技术在CA期间放置ECMO很复杂，需要特定的专业知识。表1列出了实施ECPR所需的设备和安装。ECMO的插管可以通过超声引导下的血管穿刺术和根据标准Seldinger技术的顺序扩张术进行，也可以通过直接的股骨直接入路[ 38]。通过Scarpa三角形切口的外科手术方法是另一种方法。每种技术都有其优点和缺点。本文将不介绍每种技术的细节，但是技术的选择本质上取决于操作员的技能。图1是用于eCPR的外周股股静脉-动静脉ECMO的示意图。表1.实施ECPR（体外心肺复苏）的设备和安装。但是，在一家大学医院进行的ECMO植入手术数量众多的回顾性研究中表明，在814例植入患者（485例外科手术和329例经皮手术）中，经皮途径与局部感染相关性较低（16.5％比27.8） ％，p = 0.001），可比的肢体缺血（8.6％vs. 12.4％，p = 0.347），类似的神经系统并发症（2.6％vs. 2.3％，p = 0.779）和更好的30天生存率（63.8％vs 56.3％，p = 0.034）。然而，经皮插管（相对于手术方法）与更多的无瓣膜后血管并发症相关（14.7％vs. 3.4％，p <0.001），主要是需要手术止血的局部出血（9.4％vs.1.5％，p<0.001）。 0.001）[8]。无论使用哪种插管技术，都必须执行超声心动图检查，以确保在安装ECMO之前正确放置了导板和插管[39]。插管的大小是ECPR有效性的关键决定因素。静脉插管直径的适当选择允许对病人的血液引流优化。正确的动脉套管直径可确保向患者令人满意的血液注入[38]。对于成人，建议引流套管最低为23至25 Fr，再注入套管最低为17至19Fr。尽管缺乏关于维持良好器官灌注所需的理想ECMO流量的证据[38]。动脉插管可以完全阻塞股动脉，并引起插管下肢缺血。为了防止这种并发症的发生，提倡将再灌注套管系统地放置在同侧浅表股动脉中。该再灌注套管连接到动脉回路，因此允许对下肢的套管末端进行充分的灌注。这种再灌注策略的放置可以在距初始插管一定距离的位置进行，因此建议尽早放置。该再灌注导管可通过手术或经皮插入超声引导[40]。然后，ICU护士应每小时对脚部灌注进行多普勒监测。 图1.用于ECPR的周围股骨-股静脉-动脉ECMO。 5. 患者选择过程直到最近，难治性CA一直被定义为对30分钟的常规心肺复苏（CPR）无反应的CA [41]。在平均30到40分钟的不成功的CPR之后，通常选择从常规CPR转到ECPR的时间较晚。因此，生存率变化很大。令人信服的证据表明，常规CPR的长度是难治性OHCA的独立预后参数。传统的心肺复苏术时间越长，结果越差，这一时期的CA被称为低流量[7]。最佳情况下，应在CA开始后60分钟内启动ECPR，以使低流量时间保持在60分钟以下[4]。 Kim等。提示从常规心肺复苏转换为ECPR的最佳时间为21分钟[42]。雷诺兹等。有研究表明，心肺复苏16分钟后，具有良好神经学预后的生存率会降低[43]。因此，对于在常规复苏的前10分钟内没有反应的合格患者，应预见ECPR并立即提供。此外，ECPR应该在CA的20分钟内启动，以便ECMO可以尽快为患者提供帮助。但是，就生存率而言，最重要的决定因素是无流量的持续时间，在此期间患者没有接受复苏[44]。当前的建议指出，早期高质量的心脏按压会影响所有其他手术的有效性[45]。因此，至关重要的是，塌陷后应立即开始CPR，以最大程度地减少无流量时间。即使ECPR的年龄上限有所不同，大多数研究仍排除了70至75岁的患者[5,46-48]。心律失常与OHCA患者的死亡率降低相关[49]。初始心率还可以预示更短的无流量持续时间。在最近的研究中，Tanguay-Rioux等人。研究表明，对于2532年的OHCA，令人震惊的初始节律的总体生存率为13.8％至34％。随着无流量持续时间的增加，维持令人震惊的初始节律的可能性降低（调整后的OR：每分钟0.88，95％CI0.85–0.91）。最初有令人震惊的节律的患者中，有94％（95％CI92–96％）的空流量少于10分钟。作者得出的结论是，每过一分钟无流量，出现令人震惊的初始节律的机会就会减少，从而强调了尽早进入除颤的重要性以及及早筛查可能的ECPR候选人的必要性[50]。另一方面，> 90分钟的低流量患者则不太可能受益于ECPR [4]。确实，最新建议建议ECPR应该在CA的前60分钟内开始[45]。 Otani等在最近的一项回顾性研究中对135例难治性CA患者实施了ECPR。研究了预测神经功能预后良好的预后因素。在包括的患者中，有22名（16％）的神经系统预后令人满意。在“令人满意的神经系统进化”组中，低血流时间较短，阈值为58分钟[51]。在低流量期间，CPR的高质量至关重要。[52]为确保这一点，建议监测过期的二氧化碳（EtCO2），这是CA中生存率的有效指标。 EtCO2 <10mmHg似乎与较低的存活率有关。心肺复苏术期间的通气可能导致峰值吸气压力增加，而高吸气压力可能成为肺损伤的来源。后者使提供所需的潮气量以实现足够的通风具有挑战性。机械压缩装置的使用进一步加剧了医疗提供者面临的困难。但是，当前的国际指南均未提供有关在 机械心肺复苏过程中使用的“最佳”机械通气策略的建议。最近对38篇论文的文献进行了回顾，探讨了机械心肺复苏期间的各种通气策略，结果表明，在心肺复苏期间必须确保高FiO2含量，而证据等级较低的证据是，关闭吸气触发并使用PEEP 5 cm H2O有利。在评论中，作者还提出了一种有趣的操作算法，可能值得将来讨论，并且可能具有前瞻性试验[53]。总之，在发生CA的情况下，正确选择可以从ECPR中受益的患者至关重要。选择没有已知主要合并症，持续性令人震惊的心率，尽可能短的无血流时间并在复苏过程中快速实施目标EtCO2> 10 mmHg的高质量CPR似乎是合理的。最近，还提出了独立于心律的“生命体征”（自发运动，呼吸，喘气和瞳孔反射），作为受益于ECPR的患者生存的良好预测指标[9]。最后，在意外体温过低的情况下，难治性CA的特定病例必须通过ECPR可以发挥其作用的特定方案进行特定管理[54,55]。ECPR仅应用于心脏骤停的高度精选患者。此外，适应症和禁忌症可能因医院，心脏骤停小组的经验水平以及ECLS部署的准备程度而异。迄今为止，还没有ECPR的RCT，也没有针对ECPR适应症或患者选择的前瞻性验证标准。然而，当在多种情况下用于心脏骤停时，ECPR有望获得良好的结果（表2）[45,56]。 表2.对于院外心脏骤停启动院内ECPR的有利和不利标准。6. ECPR后的患者管理ECPR后的管理重点是保持足够的器官灌注，恢复具有天然心输出量的搏动性心律。建立足够的体外循环后，可以停止胸部按压。在这一点上，在改善了冠状动脉灌注压力并从体外泵提供了更好的氧气后，可电击性节律的除颤通常更为有效。引入体外循环后，应对高氧血症具有挑战性。为了不对神经和心血管结果产生负面影响，必须对氧气供应进行充分的校准。平均动脉血压（MAP）应保持在65至75 mmHg（专家建议）之间，并在静脉套管内的流量与负压之间保持谨慎的平衡。大多数情况下，使用升压药（去甲肾上腺素）达到目标MAP。侵入性血压监测是强制性的。建议对右radial动脉进行导管插入术，以便在左心功能恢复的情况下预见Harlequin综合征的发生，并允许检测肺源性低氧血症。有时可能需要进行积极的容量复苏（缺血再灌注综合征），以确保有足够的预负荷来支持ECPR。外周静脉动脉ECMO（VA-ECMO）的循环支持是基于通过逆行动脉血流进行的器官灌注[57]。该策略的重要局限性是左心室后负荷的增加[58]。在心源性休克的情况下，难治性CA后常出现这种情况，左心室后负荷的增加会导致心肌缺血的增加，心律失常，肺水肿和血栓形成事件的发生率增加[59-62] 。严重的主动脉瓣反流应作为VA-ECMO的禁忌证，因为左心室超负荷的风险过高。此外，对于轻度至中度的主动脉瓣反流，心室扩张的风险不可忽略[63]。可以将几种干预措施与ECMO结合使用，以减轻左心室（LV）的负荷，从而避免一些与LV后负荷增加相关的并发症[57,61]。然而，在VA-ECMO期间降低左心室后负荷的最佳方法仍然未知。可以像小剂量多巴酚丁胺一样使用正性肌力药物，以确保主动脉瓣打开并最小化左心室输出[64]。后者可通过打开主动脉瓣来优化左心室收缩力，并防止发生急性充血性肺水肿。建议最小脉冲压力至少为10 mmHg。在某些中心，主动脉内球囊泵被认为是护理的标准，而在其他评估中，LV卸载的评估决定了其使用[65]。最后，某些研究小组表明，通过连续轴向流泵（例如Impella®型）卸载LV可以提高VA-ECMO患者的生存率[66]。最近对近4000名患者进行了荟萃分析，其中42％的患者接受了伴随VA-ECMO的左心室卸载设备（主动脉内气囊91.7％，经皮心室辅助设备5.5％，肺静脉插管或左心房间隔2.8％），受益于静脉无负荷装置的患者的死亡率低于未受益于这种装置的患者。 （54％比65％，相对风险：0.79； 95％置信区间：0.72至0.87；p<0.001）。然而，左心室卸载设备的溶血率较高[67]。一旦为患者提供了VA-ECMO的帮助并使其稳定下来，就应该开始对可疑的CA原因进行治疗。如果怀疑是急性冠状动脉综合症，则必须转诊患者进行PCI即时冠状动脉造影。在这组特定的患者中，研究表明冠状动脉病变多发于近端[68,69]。而且，已经表明CA和PCI之间的延迟与生存有关[70]。如果肺栓塞是CA的起源，则应考虑注射肺部CT扫描以确认诊断[71]。超声心动图也可以提供有用的诊断线索[72]。一些研究小组还建议ECMO支持进行原位溶栓或外科血栓切除术[73,74]。其他人则认为ECMO的作用完全归因于患者固有的纤维蛋白溶解，因此，仅应采用肝素治疗来治疗患者[75-77]。最后，颅内出血（ICH）是接受ECMO治疗的成年人的常见并发症，并伴有死亡率增加。在ECMO中治疗ICH代表了促凝和抗凝需求之间的平衡。神经外科治疗与严重的发病率有关，但在某些情况下已经成功[78]。如果怀疑患有ICH，则在随后进行的任何干预措施或ECMO插入术中，必须优先进行脑部CT扫描。查看心脏骤停中的ECMO：文学叙事回顾（结论）点击：查看更多医学文章 使用英文翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：mdpi
    2021-02-02 19:50:54
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  • 评估情感体验时，儿童优先考虑听到的内容而不是看到的内容
    医学快报Ingrid FadelliRoss博士及其同事在研究中使用了BEAST全身表达数据集的图像。表达恐惧的人。图片来源：de Gelder和Jan Van der Stock（frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2011.00181/full）。Colavita视觉优势效应是一种心理观察结果，以1974年首次收集其存在证据的心理学家Francis B. Colavita的名字命名。Colavita观察到，当成年人出现视觉刺激和其他感觉刺激（例如触觉或听觉）时，同时，它们对视觉刺激的反应更大，并且常常不能完全对其他感觉刺激做出反应。Colavita收集的发现表明，对于大多数没有视力障碍的人来说，视觉是最主要的感觉。尽管一些研究表明，在某些情况下（例如，当他们面临潜在威胁时），一些动物和人类会变得更加依赖听觉刺激，但在非威胁性和“情感中性”的情况下，可乐维他效应的发生是现在有据可查。最近，一些心理学家发现，尽管成年人倾向于对视觉刺激做出更多反应，但可乐维达效应可能不适用于儿童。与成年人相反，实际上，儿童在体验周围世界时似乎更依赖听觉刺激。英国达勒姆大学的研究人员最近进行了一项研究，以研究这种作用在不同年龄的儿童中的作用，即反向Colavita效应。他们的论文发表在爱思唯尔的《实验性儿童心理学杂志》上，报告了有趣的新发现，表明当他们试图把握自己经历中的情感方面时，儿童往往更关注听觉刺激而不是视觉刺激。 Ross博士及其同事在研究中使用了BEAST全身表达数据集的图像。一个表达天使的人。图片来源：de Gelder和Jan Van der Stock（frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2011.00181/full）。研究人员之一帕迪·罗斯（Paddy Ross）博士说：“在70年代，科学家发现当同时出现灯光和听觉声调时，成年人表现出视觉优势，并报告了视觉闪光，这就是现在所说的Colavita效应。”进行这项研究的人告诉Medical Xpress。“在儿童中，情况恰恰相反-他们表现出听觉上的优势并报告了音调（被称为反向Colavita效应）。这适用于一些更复杂的语义刺激（动物，噪音等的图片），但我们想知道如果在使用情感信息时仍然可以使用。”在他们的实验中，Ross博士和他的同事使用了其他研究人员编写的两个数据集，并广泛用于心理学研究中：情绪身体刺激（BEAST）数据集和情绪非言语发声（MAV）数据集。他们招募了139名参与者，并根据年龄将他们分为三类：一组年龄在7岁以下的儿童，一组年龄较大的儿童（8至11岁）和一组成年人（18岁或以上）。研究人员为所有参与者提供了成对的音频记录和身体姿势图像，传达了四种主要情感（即欢乐，悲伤，愤怒和恐惧），并要求他们描述他们从刺激中感知到了什么情感。在某些情况下，会同时显示与图像中呈现的情绪相匹配的录音。但是，在其他情况下，这两个刺激是不一致的（例如，一个快乐的人的形象与悲伤的非语言发声的记录成对出现）。Ross博士及其同事在研究中使用了BEAST全身表达数据集的图像。表达妇女的喜悦。图片来源：de Gelder和Jan Van der Stock（frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2011.00181/full）。当一对刺激不一致时，参与者被要求要么忽略图像，要么根据录音做出回应，反之亦然。此外，为所有参与者提供了完全相同的一对刺激，以提高实验的有效性并防止单个刺激影响结果。罗斯博士解释说：“我们发现所有年龄段（8、8-11、18岁以下）的人都可以轻易忽略图像，而专注于声音。” “但是，孩子们发现忽略声音是非常具有挑战性的。他们几次低于机率地表演，所以他们不仅仅是在猜测；声音的情感正在影响他们对情感身体姿势的感知。”Ross博士和他的同事是第一个在情感表达的背景下报告儿童听觉优势的证据。他们的发现可能很快会激发新的研究，进一步研究这种影响的程度（即，多大的听觉刺激会影响孩子对周围环境的理解）。Ross博士及其同事在研究中使用了BEAST全身表达数据集的图像。表示悲伤的女人。图片来源：de Gelder和Jan Van der Stock（frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2011.00181/full）。罗斯博士说：“我们的研究有几个重要的意义，因为它表明当父母与孩子交流并试图用微笑掩饰愤怒或沮丧时，这可能并不重要。” “换句话说，例如，当一个人悲伤时，'戴上幸福的脸'就不可能说服孩子，除非你的声音听起来也很幸福。”罗斯博士认为，这些新发现也可能对教学和教育产生影响。实际上，由于COVID-19大流行，许多儿童目前正在家里学习，他们可能更容易受到听觉干扰。该研究报告的观察结果暗示了儿童家庭中与情感有关的刺激（例如，有关电视上的COVID-19的节目，家庭成员吵架等）可能会影响儿童如何参与或感知其学业的可能性。罗斯博士补充说：“我们已经进行了一些研究，以观察我们可以将观察到的效应推向多远。” “例如，我们将添加情感面孔，并使用情感音乐而不是发声来进行另一版实验。在这种情况下，任何情感刺激都可能足以影响孩子的视觉感知，甚至可能不需要是人类。” 点击：查看更多医学文章 查看更多生物学文章 使用全文翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：phys
    2021-02-01 19:25:42
    1979
  • 常在火星上发现的矿物发现于南极冰层深处
    Mineral often found on Mars discovered deep in Antarctic ice常在火星上发现的矿物发现于南极冰层深处by Bob Yirka , Phys.org鲍勃·伊尔卡（Bob Yirka），Phys.org The morphology of mineral grains in deep TALDICE investigated through SEM. Credit: Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20705-z通过扫描电镜（SEM）研究了深层TALDICE中矿物晶粒的形态。图片来源：Nature Communications（2021）。 DOI：10.1038 / s41467-020-20705-z An international team of researchers has found evidence of the mineral jarosite in ice cores extracted from Antarctica. In their paper published in the journal Nature Communications, the researchers describe how the discovery came about and why they believe it could bolster theories regarding the presence of the same mineral on the surface of Mars.一个国际研究人员小组发现了从南极洲提取的冰芯中的矿物黄钾铁矾的证据。在发表于《自然通讯》杂志上的论文中，研究人员描述了这一发现是如何产生的，以及为什么他们相信该发现可以支持有关火星表面存在相同矿物的理论。 Jarosite is very rarely found on Earth—it is generally seen in mining waste that has been exposed to air and rain. The researchers with this new effort were not looking for it in their ice cores—they were focused on minerals in deep ice cores that might help to better understand ice age cycles. But when they came across the yellow- brown mineral, their interest was piqued. X-ray absorption testing and electron microscopy showed it be jarosite.黄铁矿在地球上很少见-通常在暴露于空气和雨水的采矿废物中看到。做出这项新努力的研究人员并没有在冰芯中寻找它，而是专注于深冰芯中的矿物质，这些矿物质可能有助于更好地了解冰龄周期。但是，当他们遇到黄褐色的矿物时，他们的兴趣激起了。 X射线吸收测试和电子显微镜显示它是黄钾铁矾。 The researchers suggest the mineral formed in ice pockets that also held small amounts of dust. Under the ice, they had eroded, the researchers noted. The finding brought to mind another site where jarosite is found—the surface of Mars. It was found there by the Opportunity rover back in 2004 and has been found to be abundant. Finding jarosite on Mars created a lot of excitement at NASA and around the world, because prior research had shown that water must be present for jarosite formation.研究人员认为，冰袋中形成的矿物质还含有少量的灰尘。研究人员指出，它们在冰下侵蚀了。这一发现使我想到了另一个发现黄钾铁矾的地点-火星表面。早在2004年，Opportunity流浪者就在那发现了它，并且发现它很丰富。在火星上发现黄钾铁矾在NASA和全世界引起了极大的兴趣，因为先前的研究表明，形成黄钾铁矾必须存在水。 The discovery of jarosite on Mars led scientists to come up with theories to explain how it might have originated. Some suggested it might have been left behind as salty water evaporated. Others suggested that Mars might have been covered by a massive ice blanket billons of years ago. They further suggested that jarosite could have formed in ice pockets. That would have been possible, they noted, if the ice blanket grew slowly with dust blowing onto it. At the time the theory was formulated, it was difficult to test because it had never been found to form that way anywhere else, including Earth. 在火星上发现的黄钾铁矾导致科学家提出了一些理论来解释其起源。一些人认为，咸水蒸发后可能会留下来。其他人则认为，火星可能在数年前被巨大的冰盖巨石覆盖。他们进一步认为，黄钾铁矾可能在冰袋中形成。他们指出，如果冰盖缓慢地生长并且上面吹着灰尘，那将是可能的。在提出该理论时，很难进行测试，因为从未发现它能以其他方式形成，包括地球。 Now that jarosite has been found deep in Antarctic ice, the latter theory will likely become the most prominent. The researchers note that the theory still has one glitch—the ice in Antarctica contains very small amounts of jarosite—on Mars, the mineral is found in large slabs. The researchers suggest that the difference might be explained by the huge amounts of dust on the Martian surface.现在已经在南极冰层深处发现了黄钾铁矾，后一种理论可能会成为最突出的理论。研究人员指出，该理论仍然存在一个小问题-南极洲的冰中含有很少量的黄钾铁矾-在火星上，这种矿物存在于大平板中。研究人员认为，这种差异可能是由火星表面上大量的尘埃所解释的。点击：查看更多太空探索文章 查看更多生物学文章 使用PDF文档翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于：phys
    2021-02-01 19:20:46
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