نظمت اللجنة العلمية بقسم الفيزياء في مدينة الملك عبدالله للطالبات الندوة العلمية الخامسة لهذا العام الدراسي  1438/ 1439هـ، حيث كانت الندوة بعنوان:

عنوان الندوة:

اتصال معلومات تأكل جزيئات الغضروف المفصلي مع الماء في تجارب الرنين المغناطيسي

Communication of Articular Cartilage Macromolecule Degradation Information to Water in Magnetic Resonance Experiments

قدمت الندوة مشكورة الدكتورة غادة خوقير​​ الأستاذ المساعد في القسم كان ذلك يوم الاربعاء 26 صفر 1439هـ الموافق 15 نوفمبر 2017م. وذلك من الساعة 9:15 صباحاً ولمدة نصف ساعة. هذا وقد تلى الندوة مداخلات وأسئلة من الحضور.

بدأت مقدمة الندوة اعطاء فكرة تطور التهاب المفاصل العظمي المبكر و مخططات الكشف باستخدام تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي بشكل موسع. ثم تطرقت مقدمة الندوة الى عملية الديوتيراشيون حيث يسمح فحص مفصل عن استرخاء بروتون الجزيئات بالرنين المغناطيسي في حين عملية  تجميد المياه السائبة تساعد على دراسة المياه غير القابلة للتجميد.ولقد دار النقاش حول عدة نقاط شارك فيها عدد من أعضاء هيئة التدريس و الطالبات بالقسم،  ولقد شمل النقاش على ان تبادل الاسترخاء بين الكولاجين والماء هو أكثر فعالية بكثير من بين بروتيوغليكان والماء، الذي هو في صميم الصعوبة في تطبيق الرنين المغناطيسي في الكشف المبكر التهاب المفاصل العظمي.

تأتي هذه الندوة ضمن سلسلة ندوات نصف شهرية تنظمها اللجنة العلمية بقسم الفيزياء ويقدمها أعضاء هيئة التدريس بالقسم وباحثون من جهات بحثية أخرى، ويُشرف على سلسلة الندوات هذه رئيس اللجنة العلمية بالقسم د. رائد الهذلول، وينسقها ويديرها بقسم الطالبات أ. مرفت الزميع. وإن اللجنة العلمية تشكر سعادة وكيلة القسم أ. مرفت الزميع لتعاونها في تصاميمها المتميزة للبنرات الخاصة بالندوات العلمية بقسم الفيزياء وتشيد بجهودها في هذا الشأن. تهدف هذه الندوات إلى تحفيز مناخ البحث العلمي بالقسم وإطلاع منسوبيه على آخر ما توصلت إليه العلوم الفيزيائية في شتى المجالات.

جدير بالذكر أن الحضور لهذه الندوات متاح لجميع منسوبي الجامعة من أعضاء هيئة تدريس وموظفات وطالبات.

للمزيد من المعلومات حول الندوة المقدمة يمكنكم الاطلاع على ملخص الندوة أدناه:

مع تحيات اللجنة العلمية بقسم الفيزياء.

ملخص:

توجد دراسات كثيرة حول تطور التهاب المفاصل العظمي المبكر و مخططات الكشف باستخدام تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي بشكل موسع. على الرغم من أن جزيئات الأنسجة (إلى حد كبير بروتيوغليكان  في المراحل المبكرة) من الغضروف المفصلي تتحلل كلما تقدم التهاب المفاصل العظمي ، لأسباب عملية مخططات التصوير بالرنين المغناطيسي ترصد سلوك الاسترخاء لبروتون المياه السائبة في الأنسجة والذي يعطي تقرير بشكل غير مباشر عن تدهور الجزيئات. وهناك حلقة وصل مفقودة في هذا النهج  الا و هو معرفة متعمقة عن أ) التغيرات في سلوك البروتيوغليكان كما ترصد بواسطة الرنين المغناطيسي  و ب) تفاصيل المسار بين بروتيوغليكان والمياه السائبة التي تنقل المعلومات بين الاثنين. أول خطوة نحو توضيح  (أ) و (ب) هو الحصول على نظرة ثاقبة عن ديناميكية واسترخاء الرنين المغناطيسي لجزيء البروتيوغليكان  فضلا عن المياه المرتبطة التي من المتوقع أن تلعب دورا رئيسيا في (ب). هنا نعطي تقرير عن نتائج التجارب الاسترخاء من الرنين المغناطيسي في الأنسجة الديوتيراتد و الطبيعي، سواء فوق وتحت درجة التجميد. عملية الديوتيراشيون يسمح فحص مفصل عن استرخاء بروتون الجزيئات بالرنين المغناطيسي في حين عملية  تجميد المياه السائبة تساعد على دراسة المياه غير القابلة للتجميد. لدينا تأكد من تفاصيل تبادل المغنطة وعوامل الاسترخاء الجوهري من المكونات المختلفة في الغضروف المفصلي من خلال تفصيل قياسات الاسترخاء بالرنين المغناطيسي للمجال الزمني ثنائي الأبعاد مع نمذجة تبادل الاسترخاء المعدل في هذا النسيج. هذا النوع من الدراسة يتطلب قياسات الاسترخاء التي تنطوي على أطارات زمنية مختلفة. تحقيقا لهذه الغاية فان  الاسترخاء الزمني المستعرض (T₂)، و أوقات الاسترخاء الطولي عند المجال العالي (T₁)  و المجال المنخفض (T_1ρ) قد تم تحليلها من أجل المساهمات التبادلية. النتائج تظهر بوضوح - ولأول مرة - أن معلومات تبادل الاسترخاء بين الكولاجين والماء هو أكثر فعالية بكثير من بين بروتيوغليكان والماء، الذي هو في صميم الصعوبة في تطبيق الرنين المغناطيسي في الكشف المبكر التهاب المفاصل العظمي.

Abstract:

Considerable literature exists on the development of early osteoarthritis (OA) detection schemes using noninvasive MRI techniques. Although the macromolecular elements (largely proteoglycan (PG) at early stages) of articular cartilage (AC) tissue degrade as OA progresses, for practical reasons clinical MRI schemes monitor tissue's bulk water proton relaxation behavior which only indirectly report macromolecular degradation. A critical, missing link in this approach is an in-depth knowledge of a) the changes in PG behavior as detectable by magnetic resonance (MR) and b) the details of the pathway between PG and the bulk water that communicates information between the two. A first step towards elucidating (a) and (b) is to gain insight into the dynamics and MR relaxation of the PG molecule as well as bound water which are expected to play a key role in (b). Here we report on results from NMR relaxation experiments in deuterated and natural AC, both above and below freezing temperatures. Deuteration allows detailed examination of the macromolecular proton NMR relaxation, while freezing the bulk water permits targeted study of the non-freezable, bound water. We have ascertained the magnetization exchange details and intrinsic relaxation parameters of the different components of the AC system through detailed two-dimensional NMR time domain relaxation measurements combined with modeling of exchange modified relaxation in this tissue. This type of study requires relaxation measurements involving different time frames. To this end spin-spin relaxation times (T₂) as well as spin- lattice relaxation times at high (T₁) and low field (T_1ρ) were studied and analyzed for exchange contributions. The results clearly demonstrate – for the first time – that exchange of relaxation information between collagen and the water is considerably more effective than between PG and water, which is at the heart of the difficulty in applying MR schemes in the detection of early OA.

السيرة الذاتية لمقدم الندوة:

 د. غادة أحمد محمد علي خوقير​​ أستاذ مساعد بقسم الفيزياء- كلية العلوم الطبيعية- بجامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامية، و ممثلة الجودة بالقسم.  دكتوراه في الفيزياء الحيوية و الرنين النووي المغناطيسي NMR, من جامعة وترلوو كندا. ماجستير في الفيزياء النووية، من جامعة الملك سعود بالرياض. بكالوريوس في الفيزياء، من جامعة الملك عبدالعزيز بجدة. عضو الجمعية العالمية للرنين المغناطيسي (ISMAR),

عضو الجمعية الكندية للفيزيائيين (CAP), عضو الجمعية الامريكية للفيزيائيين (APA), عضو الجمعية السعودية للفيزياء الطبية (SMPS), عضو الجمعية السعودية للعلوم الفيزيائية (SPS).

للاطلاع على الندوات العلمية المقدمة بقسم الفيزياء للعامين المنصرمين:

الندوات العلمية بقسم الفيزياء في العام الدراسي 1436/1437هـ:  الرابط 

الندوات العلمية بقسم الفيزياء في العام الدراسي 1437/1438هـ: الرابط