Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'reakcja' .
Znaleziono 46 wyników
-
Różnice w aktywności mózgu wyjaśniają, czemu części osób, które schudły, udaje się utrzymać zmniejszoną wagę, a inne zmagają się z efektem jo-jo. Wygląda na to, że mózg tych pierwszych nauczył się inaczej reagować na widok jedzenia (American Journal of Clinical Nutrition). Badacze z amerykańskiego The Miriam Hospital zauważyli, że w porównaniu do ludzi o normalnej wadze i otyłych, u osób przez kilka lat skutecznie utrzymujących niższą wagę na widok jedzenia częściej uruchamiają się obszary mózgu związane z kontrolą zachowania i uwagą wzrokową. Nasze odkrycia rzucają nieco światła na czynniki biologiczne, które mogą się przyczyniać do podtrzymania zmniejszonej wagi – cieszy się dr Jeanne McCaffery. Jej zespół posłużył się funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI). Dzięki niemu śledzono aktywność mózgu 3 grup: 1) 18 osób z normalną wagą, 2) 16 otyłych (z BMI powyżej 30) oraz 3) 17 ochotników, którzy zrzucili przynajmniej 13,5 kg i wytrwali przy niższej wadze przez minimum 3 lata. Po 4-godzinnym "poście" (chodziło o wywołanie uczucia głodu) badanym pokazano zdjęcia pokarmów - zarówno niskokalorycznych, np. płatków pełnoziarnistych, sałatek, świeżych warzyw i owoców, jak i wysokokalorycznych, w tym cheesburgerów, hot dogów, frytek, lodów, ciast i ciasteczek – a także niebędących jedzeniem obiektów o podobnym stopniu złożoności wzrokowej, teksturze i barwie, np. skał, krzaków, cegieł, drzew i kwiatów. Skany MRI utrwalały reakcję mózgu na każdy z tych obrazów. Przedstawiciele 3. grupy reagowali na zdjęcia inaczej niż pozostali. Pojawiły się u nich silne sygnały w obrębie lewego zakrętu czołowego górnego i prawego zakrętu skroniowego środkowego, co oznacza silniejsze hamowanie i nasiloną uwagę wzrokową w odpowiedzi na bodźce "żywnościowe". Możliwe, że takie reakcje mózgu prowadzą do zachowań zapobiegawczych bądź korekcyjnych – zwłaszcza do wzmożonej kontroli odżywiania – co promuje długoterminowe podtrzymanie wagi. Potrzebne są jednak dalsze badania, które wyjaśnią, czy takie reakcje są wrodzone, czy też jednostka może je zmienić.
-
Choć może się to wydawać dziwne, tak naprawdę jest. Ludzie inaczej reagują na zniewagi, kiedy leżą, a inaczej, gdy siedzą. Aktywność mózgu wskazuje, że jeśli ktoś koniecznie chce zdenerwować drugą osobę, nie ryzykując przy tym obrażeń ciała, powinien ją skłonić do przyjęcia pozycji horyzontalnej (Psychological Science). Kiedy znieważanym studentom wykonywano EEG, aktywność mózgu pojawiająca się podczas siedzenia oznaczała tendencję do zbliżania się. Zanikała ona, gdy delikwentów kładziono, choć sama emocja – gniew – nie wyparowywała. W pozycji wyprostowanej bądź podczas pochylania się do przodu atak jest bardziej prawdopodobny. Być może, leżąc, jesteśmy bardziej skorzy do rozmyślań – przekonuje Eddie Harmon-Jones z Texas A&M University. Z oczywistych względów ochotnikom nie powiedziano, że biorą udział w badaniach nad gniewem. Zamiast tego poproszono ich o napisanie krótkiego eseju, wyrażającego osobiste stanowisko w jakiejś budzącej kontrowersje sprawie (chodziło o palenie w miejscach publicznych lub aborcję). Następnie studentów podłączono do elektroencefalografu i powiedziano, że esej zostanie oceniony przez osobę siedzącą w pomieszczeniu obok. W rzeczywistości psycholodzy odtwarzali nagranie głosu deprecjonującego inteligencję badanego oraz jego zdolność logicznego wnioskowania i wzbudzania cudzej sympatii. Wolontariusze słuchający zniewag na leżąco czuli się tak samo rozzłoszczeni, jak osoby siedzące, lecz EEG wykazało, że u tych drugich prawa kora przedczołowa była bardziej aktywna niż jej odpowiednik w lewej półkuli. Wcześniejsze badania powiązały to asymetryczne pobudzenie z gniewem i motywacją do przybliżania się. Co ciekawe, u leżących pojawiły się wzorce aktywności mózgu charakterystyczne dla osób "obdarowanych" umiarkowanie pozytywnym komentarzem. Amerykanin uważa, że leżenie może wpływać na to, jak mózg radzi sobie nie tylko z gniewem, ale również z innymi emocjami, np. pożądaniem czy szczęściem. Wg niego, badania rezonansem magnetycznym, które zawsze odbywają się w pozycji leżącej, zmieniają uzyskiwane wyniki. Nie wiadomo, jak duży jest to wpływ, ale studium sugeruje, że ludzie powinni zacząć sprawdzać, czy pozycja ciała nie oddziałuje na proces przetwarzania informacji w innych typach eksperymentów. Nie bez kozery większość ważnych decyzji życiowych podejmujemy, stojąc/siedząc, a nie leżąc.
-
Badania prowadzone nad wpływem nieobecności ojca ujawniły, że dziewczynki z niepełnych rodzin wcześniej dojrzewają, prędzej stają się aktywne seksualnie i z większym prawdopodobieństwem zachodzą w ciążę jako nastolatki. Chłopcy mają z kolei niższą samoocenę i unikają intymności. Zespół z Centrum Medycznego Mc Gill University postanowił odnaleźć biologiczne podstawy zaobserwowanych różnic. Gabriella Gobbi i inni skupili się na myszakach kalifornijskich (Peromyscus californicus), które podobnie jak ludzie, są monogamiczne i wspólnie wychowują potomstwo. Kanadyjczycy odseparowali od części młodych ojców, ale nie matki. Samce zniknęły z otoczenia swojego potomstwa 3 dni po narodzinach i pojawiły się ponownie w okresie odstawiania od piersi w wieku 30-40 dni. Naukowcy przyglądali się aktywności kory przedczołowej, czyli rejonu związanego z kontaktami społecznymi i wyrażaniem osobowości, w odpowiedzi na oksytocynę i inne neuroprzekaźniki, np. serotoninę, dopaminę i NMDA (kwas metyloasparginowy). Okazało się, że neurony młodych pozbawionych ojców słabiej reagowały na oksytocynę (hormon przywiązania), odpowiadały za to silniej na NMDA, substancję zaangażowaną w funkcjonowanie pamięci. Myszaki, które nie znały swoich ojców, były też mniej zainteresowane spotkaniami z innymi gryzoniami. Zwykle kiedy w klatce umieści się dwa osobniki, zaczynają się badać i wzajemnie dotykać. Gdy jednak "padało" na okazy wychowane bez ojca, kompletnie się ignorowały – opowiada Gobbi. Na razie nie wiadomo, czy istnieją jakieś biochemiczne różnice w funkcjonowaniu mózgów dzieci wychowujących się bez ojców. Michael Meaney, również z McGill University, zastrzega, że u myszaków kalifornijskich to głównie samiec zajmuje się wylizywaniem młodych, a ponieważ tego typu zabiegi wpływają na rozwój, to ich wyeliminowanie, a nie sam brak ojca, powoduje zmiany w działaniu mózgu.
-
Oglądanie bólu innych ludzi automatycznie aktywuje w mózgu obwody odpowiedzialne za odczuwanie empatii. Nie ma przy tym znaczenia, czy obserwator zwraca uwagę na ten właśnie aspekt sytuacji. Naukowcy z Mount Sinai pokazywali badanym zdjęcia stóp i dłoni osób, które odczuwały z ich powodu ból bądź miały się dobrze. W tym samym czasie ochotnikom wykonywano funkcjonalny rezonans magnetyczny. W pewnych okolicznościach zwracali oni uwagę, czy sytuacja przedstawiona na zdjęciu jest bolesna, w pozostałych skupiali się na czymś innym. Okazało się, że wyspa zawsze reagowała na widok bólu, bez względu na to, czy wolontariusz odcyfrowywał samopoczucie właściciela dłoni/stopy, czy nie. Natomiast przedni zakręt obręczy (ang. anterior cingulate cortex) odpowiadał za świadomą kontrolę empatycznej odpowiedzi na czyjś ból. Amerykanie przedstawili wyniki swoich badań na Dorocznym Spotkaniu Organizacji ds. Mapowania Ludzkiego Mózgu.
-
Nadwrażliwość na perfumy jest częstą postacią alergii kontaktowej u dorosłych. Lina Hagval, doktorantka z Uniwersytetu w Göteborgu, wykazała, że wbrew pozorom, ludzie są uczuleni nie tylko na substancje syntetyczne, lecz również na naturalne olejki zapachowe, np. lawendowy. Choć mało kto o tym wie, aż 1 na 5 dorosłych mieszkańców Europy Północnej cierpi na jakąś postać alergii kontaktowej, najczęściej na nikiel. W przypadku perfum, nawet jeśli początkowo wydają się one nieszkodliwe, sytuacja może się zmienić diametralnie, gdy ich składniki przereagują z powietrzem (samoutlenianie) lub z enzymami skóry. Obecnie wiele osób zakłada, że produkty naturalne zawsze są zdrowe i właściwie nie mogą być niebezpieczne. Tak, niestety, nie jest. Wg producentów ekologicznych kosmetyków, olejki eteryczne nie powinny szkodzić, gdyż zawierają zapobiegające autooksydacji przeciwutleniacze. Hagvall postanowiła zbadać właściwości olejku lawendowego oraz geraniolu – organicznego związku z grupy alkoholi terpenowych, którego zapach kojarzy się ze świeżością; jest on głównym składnikiem olejku różanego, cytrynowego i pelargoniowego. Gdy olejek lawendowy zaczynał reagować z kwasami, tworzyły się uczulające związki. Geraniol sam w sobie był jedynie lekko alergizujący, lecz kiedy wchodził w reakcję z enzymami skórnymi/podlegał autoutlenianiu, tworzył się geranial (inaczej cytral a, czyli izomer trans tego związku, o intensywnym zapachu przypominającym cytrynę), a ten już nie jest taki nieszkodliwy. Szwedka podsumowuje, że egzemę powoduje o wiele więcej perfum niż dotąd przypuszczano. Wygląda więc na to, że wszystkie "zapachy" trzeba ponownie przetestować pod kątem ewentualnych reakcji z powietrzem czy enzymami.
-
Kichanie to nie tylko odruch wywołany przez podrażnienie błony śluzowej nosa. Dr Mahmood Bhutta, laryngolog ze Szpitala Johna Radcliffe'a w Oksfordzie, twierdzi, że u niektórych reakcja ta jest wyzwalana przez fantazje erotyczne (Journal of the Royal Society of Medicine). Lekarz rozpoczął swoje badania, gdy wielokrotnie zetknął się z przypadkami niekontrolowanego kichania za każdym razem, gdy pacjent pomyślał o czymś związanym z seksem. Przeczesał więc literaturę dotyczącą tego zagadnienia. Poza tym wraz z kolegą, doktorem Haroldem Maxwellem, przejrzał zasoby Internetu. Ku ich zaskoczeniu, po wpisaniu w wyszukiwarce haseł seks i kichać lub kichanie wyświetliła się długa lista pasujących linków. Chociaż na tej podstawie medykom nie udało się wyznaczyć rzeczywistego zakresu zjawiska, jedno stało się pewne – jest ono znacznie powszechniejsze, niż zwykło się zakładać. Bhutta sądzi, że kichanie na myśl o seksie jest dziedziczne i przypadłość tę można by wykryć u wielu członków niektórych rodzin, podobnie jak odruch kichania spowodowany światłem słonecznym, czyli zespół ACHOO. Wg niego, reakcja ta stanowi przejaw istnienia reliktów ewolucyjnych w obrębie szlaków autonomicznego układu nerwowego. Czasami sygnały ulegają "skrzyżowaniu", stąd kichanie podczas fantazji erotycznych.
-
Enzymy, naturalne katalizatory pracujące nieustannie we wszystkich organizmach żywych, są niezbędne dla przetrwania życia na Ziemi. Ich zdolność do przyśpieszania przebiegu wielu reakcji chemicznych od dawna zadziwia naukowców. Badacz z Uniwersytetu Nowej Karoliny odkrył właśnie właściwości białka, które bije pod tym względem wszelkie znane dotychczas rekordy. Omawiana proteina to dekarboksylaza uroporfirynogenu - enzym kluczowy dla produkcji m.in. hemoglobiny oraz chlorofilu. Jego zadaniem jest rozkład cząsteczki uroporfirynogenu z oddzieleniem czterech cząsteczek ditlenku węgla (CO2). Enzym ten jest w stanie przeprowadzić w ciągu kilkudziesięciu milisekund reakcję, która w normalnych warunkach zachodzi w czasie... 2,3 miliarda lat! To mniej więcej połowa wieku Ziemi. Autorem odkrycia jest prof. Richard Wolfenden, specjalista z zakresu biochemii, biofizyki i chemii. Trzynaście lat temu ten sam badacz odkrył inny wyjątkowo "szybki" enzym, biorący udział w syntezie RNA i DNA, który jest w stanie przeprowadzać reakcję, na której zajście w normalnych warunkach potrzeba 78 milionów lat. Teraz odkryliśmy reakcję, która pod nieobecność enzymu zachodzi trzydziestokrotnie wolniej, tłumaczy naukowiec. Jak twierdzi, czas półtrwania substratu, czyli "surowca" rozkładanego w tej reakcji, wynosi właśnie 2,3 miliarda lat. Oznacza to, że po takim czasie rozpadłaby się co druga cząsteczka uroporfirynogenu w danej próbce. Prof. Wolfenden podkreśla, że dekarboksylaza uroporfirynogenu jest enzymem kluczowym dla roślin i zwierząt. Jego zdaniem odkrycie skłania także do refleksji na temat złożoności procesu ewolucji: to sprawia, że zastanawiasz się nad tym, w jaki sposób dobór naturalny działał w taki sposób, że doszło do wytworzenia proteiny, która stała się katalizatorem dla tak niezwykle powolnej reakcji. Badania z zakresu enzymologii mogą być bardzo istotne nie tylko z czysto poznawczego punktu widzenia. Mogą one także wspierać wysiłki na rzecz tworzenia coraz lepszych leków. Przykładem takiego działania było np. zdefiniowanie przez prof. Wolfendena struktury konwertazy angiotensyny, enzymu kluczowego dla rozwoju nadciśnienia tętniczego. Dzięki badaniom naukowca z Uniwersytetu Nowej Karoliny udało się zrozumieć działanie tego białka, co pozwoliło na stworzenie skuteczniejszych leków przywracających prawidłowe ciśnienie krwi. Z podobnych odkryć mogą skorzystać także inne gałęzie przemysłu. Jeżeli uda nam się odkryć kluczowe cechy sprawnie działających enzymów, możemy posiąść technologie pozwalające na niezwykle wydajną produkcję wielu potrzebnych nam na codzień substancji.
-
Mózg kobiety radzi sobie ze zmianami w stężeniu hormonów podczas miesiączki, dokonując zgrabnego przeskoku. Jest to spory stres i by ograniczyć jego wpływ na organizm oraz samopoczucie, następuje przełączenie półkuli, która zarządza reakcją na zagrażające bodźce (Hormones and Behavior). Jen-Chuen Hsieh i zespół z National Yang-Ming University w Tajpej zbadali 14 kobiet. Wszystkie były praworęczne, aby wykluczyć ewentualny wpływ organizacji mózgu na uzyskane wyniki. Na czas trwania eksperymentu panie umieszczono w aparacie do rezonansu magnetycznego. Pokazywano im wywołujące strach zdjęcia, które zazwyczaj aktywują obszar w prawej półkuli. Odpowiada on za przetwarzanie danych związanych z negatywnymi emocjami, np. lękiem. Jeśli jednak kobiety miały podczas badania okres, fotografie oddziaływały na zawiadujący pozytywnymi emocjami rejon w lewej półkuli. Tajwańczycy uważają, że to zaskakujące zjawisko pozwala kobietom poradzić sobie z zamętem hormonalnym i, co najważniejsze dla otoczenia, uniknąć gwałtownych zmian w zachowaniu. To dlatego średni poziom lęku ochotniczek pozostawał podczas cyklu właściwie niezmienny (oceniano to za pomocą kwestionariusza).
-
Osoby z uogólnioną fobią społeczną inaczej reagują na negatywne uwagi na ich temat. Karina Blair i zespół z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (NIMH) doszli do tego po przebadaniu funkcjonalnym rezonansem magnetycznym 34 ludzi: 17 z zaburzeniem i 17 zdrowych (Archives of General Psychiatry). Zgeneralizowana fobia społeczna charakteryzuje się strachem/unikaniem kontaktów społecznych i lękiem przed negatywnym ocenieniem przez innych. To najczęstsze zaburzenie lękowe w populacji generalnej [...], które wiąże się z podwyższonym ryzykiem depresji, alkoholizmu, narkomanii i samobójstwa. W ramach wcześniejszych badań wykazano, że pacjenci z fobią społeczną silniej reagują na wyrazy twarzy, co oznacza, że wzrasta wrażliwość na bodźce społeczne w obszarach mózgu związanych z emocjami. Grupy wybrane przez Amerykanów z NIMH były dopasowane pod względem wieku, płci oraz ilorazu inteligencji. Podczas skanowania wolontariusze czytali serię pozytywnych (np. "Jesteś piękna/przystojny"), neutralnych (np. "Jesteś człowiekiem") i negatywnych (np. "Jesteś okropny/okropna") stwierdzeń na swój oraz czyjś (np. "On jest przystojny") temat. Podczas czytania negatywnych opinii na swój temat u osób z socjofobią zaobserwowano zwiększony przepływ krwi przez jądro migdałowate i przyśrodkową korę przedczołową. To rejony związane z emocjami, w tym lękiem oraz reakcją stresową, i koncepcją własnego ja (self). Międzygrupowych różnic nie zaobserwowano w czasie zapoznawania się z negatywnymi sądami na czyjś temat i pozytywnymi oraz neutralnymi informacjami o sobie/innych. Opisane reakcje w obrębie amygdala i przyśrodkowej kory przedczołowej odpowiadają, przynajmniej częściowo, za pojawienie i utrzymywanie się socjofobii.
-
Badacze z japońskiego Narodowego Instytutu Zdrowia Zwierząt (NIAH) opracowali prostą metodę identyfikowania bydła zarażonego chorobą wściekłych krów. Sprawdzają reakcję mózgu na bodźce dźwiękowe. Testując nową metodę, naukowcy zarazili prionami 11 zdrowych krów. Czekali na pierwsze objawy bydlęcej encefalopatii gąbczastej i zmiany w aktywności mózgu. Widoczne symptomy, takie jak utrata kontroli nad ruchami, niemożność prawidłowego stania i chodzenia czy niepokój, pojawiły w 2 lata po zakażeniu. Jednak po 22 miesiącach, a więc zanim wystąpiły objawy fizyczne, mózg krów zaczął z opóźnieniem reagować na dźwięk. Odpowiednie fale mózgowe (potencjały elektryczne) powstawały o kilka dziesiątych milisekundy później niż u zdrowych zwierząt. Japończycy uważają, że postępująca choroba uszkadza nerwy przewodzące informacje o bodźcach dźwiękowych. Za pomocą urządzenia mierzącego ewentualne opóźnienie można by identyfikować chore osobniki w stadzie. Metoda jest mniej trafna niż pośmiertne badanie próbek tkanki mózgowej, ale umożliwia coś bardzo ważnego – wykrycie BSE na wczesnym etapie. Japończycy chcą ją udoskonalić i stworzyć przenośną wersję aparatury. Akademicy badali tzw. reakcje słuchowe z pnia mózgu, nazywane inaczej słuchowym potencjałem wywołanym z pnia mózgu (ang. BAEP). U zwierząt z BSE odnotowali nie tylko wydłużenie czasu latencji, ale również spadek potencjału elektrycznego (spłycenie fali). Naukowcy posłużyli się elektrodami igłowymi, przymocowanymi do skóry głowy.
-
Szczury doskonale wiedzą, kiedy w okolicy pojawia się nowy kot. Zespół Iaina McGregora z Uniwersytetu w Sydney wykazał, że gryzonie przestają reagować na woń danego drapieżnika, gdy stykają się z nią wiele razy. Kiedy jednak poczują coś nowego, natychmiast uciekają do nory i stają się wyjątkowo czujne (Neuroscience and Biobehavioral Reviews). W trakcie przeprowadzania sekcji Australijczycy zauważyli, że część mózgu szczurów, która wykrywa kocie feromony, staje się mniej aktywna, gdy zwierzęta lepiej się znają. Ten sam rejon uaktywniał się jednak od razu, kiedy tylko pojawiała się woń nieznanego kota. Oznacza to, że szczury reagują inaczej na zapachy poszczególnych drapieżników. McGregor tłumaczy, że to bardzo przystosowawcze zachowanie. Lepiej obserwować zwyczaje i możliwości nowego z ukrycia. Nie ma niebezpieczeństwa, że wpadnie się w jego łapy, a dość szybko staje się jasne, jak groźny jest przybysz. Czy można mu bez obaw paradować koło nosa, bo jest stary i/lub leniwy, czy też jest to samiec w kwiecie wieku.
-
Naukowcy z King's College London badają kurze przeciwciała IgY, które są przodkami ludzkich przeciwciał IgE, odgrywających ważną rolę w rozwoju alergii. W ten sposób badacze chcą odtworzyć ewolucyjne losy alergii i opracować nowe metody jej leczenia (The Journal of Biological Chemistry). Dr Alex Taylor twierdzi, że cząsteczki IgY są jak żywe skamieliny. Badając je, można prześledzić ewolucję reakcji alergicznych do 160 mln lat wstecz. Przyglądając się różnicom między dawnymi a współczesnymi przeciwciałami, będziemy w stanie zrozumieć, jak zaprojektować lepsze leki [...]. Budowa IgY bardzo przypomina IgE, które powodują uwalnianie histaminy m.in. z mastocytów. Naukowcy wiedzą też, że zarówno IgE, jak i przeciwciała z klasy G (IgG), które stanowią główną linię obrony przed patogenami i jako jedyne mogą się przedostawać przez łożysko, występują u ssaków od ok. 160 mln lat, ponieważ odpowiadające im geny znaleziono w ujawnionym niedawno genomie dziobaka. U kur nie ma odpowiednika IgG, dlatego też immunoglobuliny Y pełnią obie opisane wyżej funkcje. Chociaż przeciwciała te pojawiły się u wspólnego przodka, z pewnych powodów u człowieka doszło do wykształcenia dwóch wyspecjalizowanych klas przeciwciał, a u kur mamy do czynienia z jedną klasą o bardziej zgeneralizowanej funkcji – wyjaśnia szefowa zespołu badawczego dr Rosy Calvert. Immunoglobuliny z klasy E wiążą się ściśle z białymi krwinkami, powodując nadreakcję układu odpornościowego. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy coś podobnego dzieje się w przypadku przeciwciał IgY. Okazało się, że immunoglobuliny Y zachowują się raczej jak ludzkie przeciwciała IgG, tzn. nie tworzą aż tak silnych wiązań. Profesor Brian Sutton sugeruje, że być może w otoczeniu człowieka pojawił się wyjątkowo groźny pasożyt, bakteria lub wirus, co zmusiło nas jako gatunek do wytworzenia burzliwej reakcji odpornościowej i silnie wiążących się przeciwciał IgE. Problem polega jednak na tym, że po tym wszystkim pozostaliśmy z nadwrażliwymi przeciwciałami, które za silnie reagują na niegroźne substancje, takie jak pyłki czy orzeszki ziemne. Skutkiem są zagrażające niekiedy życiu choroby alergiczne. W niedalekiej przyszłości biochemicy zamierzają sprawdzić, w jaki sposób przeciwciała wiążą się z powierzchnią białych krwinek. Zmieniając naturę tych interakcji, powinno się udać stworzyć lepsze leki przeciwalergiczne.
-
Chemicy z dwóch amerykańskich uniwersytetów, ulokowanych w Los Angeles oraz Waszyngtonie, po raz pierwszy w historii zaprojektowali i zsyntetyzowali funkcjonalne, całkowicie sztuczne enzymy. Jest to ważny krok naprzód w dziedzinie bioinformatyki, jak i potwierdzenie znaczącego rozwoju wiedzy na temat działania tych biologicznych katalizatorów. Zespół, prowadzony przez prof. Kendalla Houka, doniósł o swoim najnowszym dokonaniu w ostatnim numerze czasopisma Nature. Umiejętność projektowania enzymów zdolnych do przeprowadzania oczekiwanych reakcji niewątpliwie znajdzie ogromne zastosowanie. Ochrona przed bronią biologiczną, neutralizacja toksyn, udoskonalanie leków - to tylko kilka przykładów potencjalnych korzyści, jakie możemy już niedługo osiągnąć dzięki dalszym badaniom w tej dziedzinie. Prof. Houk komentuje dokonane przez jego zespół odkrycie: Nareszcie jesteśmy w stanie projektować i syntetyzować enzymy zdolne do przeprowadzania reakcji, których żaden znany z natury enzym nie potrafi katalizować. Naczelnym celem naszych badań jest używanie komputerowych metod obliczeniowych w celu takiego rozplanowania ułożenia przestrzennego aminokwasów w strukturze białka, by było ono w stanie przeprowadzić zaplanowaną przez nas reakcję. Kolejny autor badań, doktorant Jason DeChancie, tłumaczy korzyści płynące ze stosowania enzymów: Enzymy są niezwykle aktywnymi katalizatorami. Pracujemy nad tym, by ujarzmić ich unikalne zdolności i wykorzystać do własnych celów. Chcemy nauczyć się przeprowadzać reakcje, których żaden enzym w naturze nie potrafi katalizować. Te występujące w naturze mają swoje granice funkcjonalności, my zaś chcemy je rozszerzyć. Połączenie osiągnięć chemii, matematyki oraz fizyki umożliwiło naukowcom zsyntetyzowanie enzymu zdolnego do przeprowadzenia tzw. eliminacji Kempa, zachodzącej pomiędzy zasadami i związkiem organicznym zwanym benzoizooksazolem. Zaledwie dwa tygodnie wcześniej ta sama grupa opublikowała wyniki eksperymentu, w którym udało się przeprowadzić w podobny sposób reakcję aldolową, wchodzącą w skład metabolizmu cukrów. Obecne badania są ogromnym krokiem naprzód. Jeszcze bowiem kilka lat temu zastosowanie technik obliczeniowych nie przynosiło oczekiwanych rezultatów. Zarówno moc obliczeniowa komputerów, jak i dokładność programów komputerowych symulujących kształt cząsteczek były zbyt niskie. Można jednak wierzyć, że kolejne lata udoskonalania wspomnianej technologii mogą przynieść jeszcze wiele ekscytujących wyników. Praca nad projektowaniem enzymów jest niezwykle złożonym procesem. Najcięższym jego fragmentem jest wirtualne stworzenie tzw. centrum aktywnego, czyli miejsca w cząsteczce białka, w którym przyłączane są reagujące związki i przeprowadzana jest reakcja. W przypadku przytoczonej wcześniej reakcji aldolowej zadanie było wyjątkowo ciężkie, gdyż na reakcję tę składa się aż sześć kolejnych etapów. Dodatkową trudnością jest potrzeba przeprowadzenia obliczeń o niesamowitej wręcz dokładności, sięgającej jednej setnej nanometra. Cały projekt, sponsorowany przez amerykańską Agencję Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych (DARPA, od ang. Defense Advanced Research Projects Agency), trwał aż trzy lata. Zespół badaczy był podzielony na dwie grupy: jedna z nich przewidywała optymalny kształt miejsca aktywnego, a zadaniem drugiej było takie dobranie sekwencji aminokwasów w białku, by tę strukturę wytworzyć. Następnie syntetyzowano gotowy związek chemiczny według wskazań komputera i szukano odpowiedzi na pytanie, czy komputerowy algorytm rzeczywiście doprowadził do produkcji enzymu o oczekiwanej aktywności. Technologia opracowana przez Amerykanów znajdzie z pewnością wiele zastosowań. Wszystko wskazuje na to, że umożliwi przeprowadzanie licznych reakcji, które dziś są niemożliwe. Pozwoli także obniżyć koszty wielu innych, których wdrożenie na skalę przemysłową jest dziś nieopłacalne. Jak daleko jesteśmy na drodze do zrealizowania tego planu? Jason DeChancie odpowiada: Myślę, że właśnie do tego doszliśmy. Nasze publikacje dowodzą, że naprawdę stało się to możliwe.
-
Dlaczego płaczemy przy krojeniu cebuli? Tego tak naprawdę nie wie nikt. Wygląda jednak na to, że dzięki naukowcom ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Colorado i Uniwersytetu Maryland uczyniliśmy krok naprzód w kierunku zrozumienia tego zagadnienia. Wyniki swoich badań opublikowali w czasopiśmie Journal of Neurophysiology. Dzięki ich badaniom odkryto specjalne komórki, nazwane "pojedynczymi komórkami chemosensorycznymi". Są one ulokowane w przedsionku nosa, drogach oddechowych oraz przewodzie pokarmowym przedstawicieli wszystkich gromad kręgowców, w tym prawdopodobnie także u człowieka. Ich dokładna funkcja nie jest jeszcze dokładnie poznana, lecz najprawdopodobniej wykrywają one "zapachy zagrożenia", czyli substancje drażniące lub potencjalnie niebezpieczne, a następnie uruchamiają mechanizmy obrony przed tymi cząsteczkami. Nieco wcześniej odkryto, że impulsy nerwowe generowane przez substancje drażniące (a także przez niektóre zapachy gorzkie) stymulują bezpośrednio nerw trójdzielny. Jest to nerw odpowiedzialny m.in. za odbiór wrażeń dotykowych, temperatury i bólu w rejonie głowy. Było to nieoczekiwane odkrycie - wcześniej sądzono, że wszystkie informacje o zapachu są przewodzone przez nerw węchowy. Odkrycie to zachęciło badaczy do poszukiwania specyficznych komórek, reagujących właśnie na zapach drażniących substancji. W oparciu o serię eksperymentów naukowcy ustalili prawdopodobny mechanizm przewodzenia informacji o drażniących substancjach przez nerwy. Postulują oni, że po związaniu odpowiedniej liczby cząsteczek zapachowych z receptorami na samodzielnej komórce chemosensorycznej dochodzi w niej do zmian w stężeniu jonów wapnia. Zmiana ta prowadzi do zachwiania poziomu ładunków elektrycznych wewnątrz komórki i poza nią, co jest równoznaczne z przepływem prądu elektrycznego. Sygnał ten jest prawdopodobnie odbierany przez zakończenia włókien nerwu trójdzielnego. W odpowiedzi na bodziec związany z potencjalnym zagrożeniem organizm reaguje w dobrze znany sposób: błony śluzowe wydzielają zwiększone ilości płynu, a w niektórych przypadkach dochodzi także do kaszlu, kichania i innych reakcji obronnych. Potwierdzenie tej tezy wymaga jednak dalszych badań, gdyż nie jest znany m.in. dokładny mechanizm przekazywania informacji z komórek chemosensorycznych do neuronów. Wyniki badań amerykańskich naukowców wydają się potwierdzać koncepcję stworzoną jeszcze w XIX wieku przez Johannesa Petera Mullera. Twierdził on, że reakcja na bodziec zależy nie od natury samego bodźca, lecz głównie od sposobu przewodzenia informacji o nim wewnątrz organizmu. Odkrycie samodzielnych komórek chemosensorycznych potwierdza, że lotne substancje zapachowe mogą być wykrywane przez mózg albo jako zapach (gdy informacja dociera do mózgu przez nerw węchowy), albo jako wrażenie bólowe (w przypadku impulsów przewodzonych przez nerw trójdzielny). Badacze sugerują także, że dalsze badania mogą pomóc w zrozumieniu, dlaczego niektóre osoby reagują szczególnie intensywnie na drażniące zapachy. Do tego czasu jednak musimy zadowolić się prostym zatkaniem nosa...
-
Wielu z nas słyszało wielokrotnie o sytuacji, gdy określony wariant genu (zwany allelem) może zwiększać lub zmniejszać ryzyko wystąpienia danej choroby. Wybitne osiągnięcia na tym polu ma m.in. polski naukowiec, prof. Jan Lubiński z Pomorskiej Akademii Medycznej, światowy autorytet w dziedzinie genetyki nowotworów. Okazuje się jednak, że są sytuacje, w których samo stwierdzenie obecności danego allelu nie wystarcza, by dokładnie przewidzieć reakcję organizmu na określone warunki. Naukowcy z Uniwersytetu Chicago oraz firmy Affymetrix odkryli, że nawet posiadacze identycznych alleli mogą wykazywać różną reakcję m.in. na podawanie niektórych leków oraz na pewne rodzaje infekcji. W badaniu wzięło udział 180 zdrowych osób. Grupa ta składała się z 60 trzyosobowych rodzin (rodzice plus dziecko). Połowa badanych rodzin należała do populacji kaukaskiej zamieszkującej stan Utah, a druga pochodziła z miasta Ibadan w Nigerii. Celem analiz było zmierzenie intensywności ekspresji genów, tzn. liczby cząsteczek białka, które powstaje w komórce na matrycy jednego genu. Pod lupę wzięto niemal połowę wszystkich genów, które posiadamy. Okazuje się, że aż pięć procent z nich wykazuje wyraźne różnice w stopniu ekspresji pomiędzy populacją kaukaską (do której należą m.in. Europejczycy) i afrykańską. Znaczącą liczbę różnic odkryto przede wszystkim w genach odpowiedzialnych za produkcję przeciwciał - cząsteczek niezwykle istotnych dla skuteczności naszej obrony przed mikroorganizmami. Profesor Eileen Dolan, specjalistka w dziedzinie genetyki nowotworów i główna autorka badań, tłumaczy: Naszym głównym obiektem zainteresowań był sposób, w jaki geny regulują skuteczność odpowiedzi na lekarstwa, przede wszystkim na chemioterapię nowotworów. Chcemy zrozumieć, dlaczego różne populacje wykazują odmienną intensywność efektów ubocznych przy przyjmowaniu leków. Chcielibyśmy także umieć przewidzieć, czy dany pacjent jest zagrożony wystąpieniem niepożądanej reakcji na określony lek. Jeszcze przed rozpoczęciem analiz badacze spodziewali się kilku różnic. Wiedziano już na przykład, że Afrykanie znacznie słabiej reagują na bakterie powodujące zapalenie przyzębia i potwierdzono to odkrycie dzięki badaniom genetycznym. W trakcie analiz odkryto jednak także kilka innych różnic pomiędzy populacjami. Okazało się na przykład, że liczne geny odpowiedzialne za wiele procesów związanych z podstawowymi funkcjami komórek również różnią się znacząco stopniem ekspresji. Jednak najwięcej istotnych różnic znaleziono wśród genów regulujących funkcje układu odpornościowego. Może to mieć ogromny wpływ na liczne procesy, od odporności na infekcje po rozwój takich chorób, jak stwardnienie rozsiane czy jeden z rodzajów cukrzycy. Dopiero zaczynamy badać różnice pomiędzy populacjami obejmujące pomiar ekspresji genów. Wierzymy jednak, że mogą one być fundamentalne dla podatności poszczególnych osób na określone choroby oraz sposobu reakcji na podanie określonych leków. W następnym etapie badań skupimy się na tym, jakie geny i w jaki sposób regulują reakcję człowieka na chemioterapię stosowaną w leczeniu nowotworów - tłumaczy prof. Dolan. Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Chicago i firmy Affymetrix potwierdza, że "geny to za mało". Okazuje się bowiem, że nawet korzystne dla człowieka allele mogą nie dawać korzyści, gdy są mało aktywne, tzn. gdy ich ekspresja jest mała. Działa to także odwrotnie: niekorzystne allele można by hipotetycznie "uśpić" i w ten sposób zmniejszyć ich negatywny wpływ na organizm. Do tego jednak daleko, choć naukowcy pracują intensywnie, by poszerzyć wiedzę w tej dziedzinie. Dogłębniejsze zrozumienie wspomnianych mechanizmów pozwoli także dobrać optymalny rodzaj leczenia wielu chorób, przewidzieć przebieg terapii oraz poprawić jej jakość i skuteczność.
-
Kobiety prowadzące stresujący tryb życia wykazują słabszą reakcję układu odpornościowego na wirusa brodawczka ludzkiego (HPV16), który wywołuje nowotwory szyjki macicy. Oznacza to, że kobiety, które wspominają o odczuwaniu silniejszego stresu, mogą być w większym stopniu zagrożone nowotworem szyjki macicy, ponieważ ich układ odpornościowy nie będzie w stanie zwalczyć wywołującego go wirusa – mówi dr Carolyn Fang. Badacze z Fox Chase Cancer Centre w Filadelfii poprosili 78 pań o wypełnienie kwestionariusza dotyczącego stresu odczuwanego każdego dnia ubiegłego miesiąca. Pytano także o traumatyczne wydarzenia z nieco odleglejszej przeszłości, np. rozwód czy śmierć kogoś bliskiego. Wszystkie ochotniczki miały nieprawidłowe wyniki cytologii. By uzyskać jak najwięcej danych, mierzono reakcję ich układu immunologicznego na HPV16. Wyniki porównano z informacjami uzyskanymi od 28 kobiet z prawidłowymi wynikami wymazu. U silniej zestresowanych wolontariuszek wystąpiła słabsza reakcja układu odpornościowego. Naukowcy podkreślają jednak, że schemat prowadzenia eksperymentu nie pozwala stwierdzić, czy stres upośledzał działanie obrony organizmu (związek przyczynowo-skutkowy), czy też raczej zjawiska te po prostu współwystępowały w czasie (Annals of Behavioural Medicine).
-
Mózg to niezwykle skomplikowana konstrukcja, składająca się (w wypadku człowieka) z około 100 milardów neuronów oraz biliarda (1015) połączeń między nimi. Zrozumiałe są zatem poglądy, że za zachowania posiadaczy mózgu odpowiadają zbiorowe reakcje dużej liczby neuronów. Tymczasem okazuje się, że wpływ na złożone czynności, takie jak uczenie się czy ogólne zachowanie, mogą mieć już pojedyncze neurony. Wyniki najnowszych badań umacniają kontrowersyjną hipotezę "rzadkiego kodowania" (ang. sparse coding) sieci neuronalnych, według której do uzyskania odpowiedzi sieci wystarczy pobudzenie niewielkiej liczby neuronów. Wyniki uzyskane przez naukowców z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie pochodzą z badań nad korą baryłkową – obszarem mózgu gryzoni, który m.in. odpowiada za uczenie się oraz odbiera sygnały z wąsów tych zwierząt. Kora ta jest tak czuła, że umożliwia swobodne poruszanie się szczurom pozbawionym wzroku lub umieszczonym w całkowitych ciemnościach. Po wszczepieniu szczurom elektrod, naukowcy byli w stanie stymulować pojedyncze neurony tej części mózgu. Ponadto zwierzęta wytresowano tak, aby łatwo można było rozpoznać ich reakcję na sztuczne pobudzanie. W trakcie eksperymentów okazało się, że zależnie od tego, który neuron był poddawany zewnętrznym impulsom, uzyskiwano reakcję na 5 do nawet 50% bodźców. Choć podobne wyniki uzyskano także w eksperymentach prowadzonych przez inny ośrodek badawczy, raczej nie zakończy się dyskusja nad sposobem działania mózgu. Nawet naukowcy, którzy dostarczyli nowych, bardzo cennych danych uważają, że co prawda dowiedli możliwości reakcji zwierząt na bardzo słabe sygnały, ale nadal nie wiadomo czy takie reakcje są powszechne, czy też zaledwie odstępstwem od reguły.
-
Japońska firma ForicaFoods produkuje tzw. żywność ratunkową, która przyda się zarówno podczas katastrof naturalnych, jak i zwykłego wyjazdu pod namiot. Rescue Foods zaopatrzono w dodatkowe opakowanie (przypomina zamykane na zatrzask plastikowe woreczki z mydłem w płynie czy szamponem), umożliwiające podgrzanie posiłku, gdy nie ma dostępu do wody ani prądu. Ciepło powstaje w wyniku reakcji między wodą a sproszkowanym glinem. W ten sposób udaje się osiągnąć temperaturę 98 stopni Celsjusza. Danie jest gotowe po 20-30 minutach. W skład każdego zestawu wchodzi zupa, np. miso, ryż i danie główne. Nie zapominano też o sztućcach. Gdy przechowuje się go w temperaturze pokojowej, nadaje się do użytku przez ok. 2,5 roku.
-
Czuły węch psów jest przez ludzi wykorzystywany do różnych celów, także naukowych. Podejrzewa się, że czworonogi te potrafią wyczuć w moczu nowotwory oraz stwierdzić, że u człowieka, którym się opiekują, wystąpi za chwilę atak padaczki. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Belfaście sprawdzają, czy psy potrafią wywęszyć cukrzycę. Dr Deborah Wells wspomina o anegdotycznych jak dotąd opowieściach o psach będących w stanie wyczuć spadek cukru we krwi właściciela. Wells i dr Shaun Lawson z Uniwersytetu Lincolna otrzymali z Diabetes UK grant w wysokości 10 tysięcy funtów na sfinansowanie rocznych badań nad psią detekcją cukrzycy. Naukowcy czekają na 100 ankiet wypełnionych przez chorych na cukrzycę typu 1. Sondaż jest prowadzony za pośrednictwem Internetu. Gromadzą też nagrania psów reagujących na hipoglikemię (niedocukrzenie) opiekuna. Będą one szczegółowo analizowane pod kątem zmian w zachowaniu psa i ewentualnego wzrostu czujności. Obecnie w Wielkiej Brytanii jest parę osób próbujących trenować psy do wykrywania hipoglikemii, brakuje jednak dowodów naukowych, które by potwierdziły, że jest to możliwe. Dr Wells twierdzi, że badania jej zespołu pomogą w skonstruowaniu sztucznego nosa, który reagowałby zarówno na wzrost, jak i spadek cukru we krwi.
-
Test imienny dla rocznych dzieci pozwala wykryć autyzm
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Psychologia
Eksperci z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis uważają, że rutynowe sprawdzanie, czy roczne dziecko reaguje na swoje imię, pozwoli wykrywać autyzm wcześniej niż inne testy. Zaburzenie nie jest zazwyczaj diagnozowane wcześniej niż w 3.-4. roku życia, ponieważ wcześniej objawy są zmienne (Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine). Naukowcy badali dwie grupy niemowląt: 1) zdrową grupę kontrolną i 2) dzieci z grupy ryzyka (jedno z rodzeństwa chore na autyzm). W wieku 12 miesięcy wszystkie maluchy z pierwszej grupy (46) zaliczyły próbę, gdyż zareagowały na pierwsze lub drugie przywołanie swojego imienia. W grupie zagrożonej (101) udało się to 86% dzieci. Amerykanie śledzili losy dzieci, 46 z rodzin z autyzmem i 25 z grupy kontrolnej, do ukończenia drugiego roku życia. Odkryto, że ¾ maluchów z oblanym testem imiennym przejawiało w wieku 2 lat zaburzenia rozwojowe. Wśród dzieci, u których zdiagnozowano potem autyzm, połowa nie zaliczyła próby z imieniem. W grupie maluchów z opóźnieniami w rozwoju podobne niepowodzenie odnotowano u 39%. Zespół Aparny Nadig próbował powtórzyć badania z udziałem półrocznych niemowląt. Okazały się jednak zbyt małe, aby móc wyciągnąć jakiekolwiek wnioski. Akademicy podkreślają, że test imienny sam w sobie nie może być podstawą do zdiagnozowania autyzmu, stanowi tylko pewnego rodzaju wskazówkę, rodzaj badania przesiewowego. Dziecko, które nie zaliczy próby, wcale nie musi cierpieć na autyzm. Jeśli jednak maluch nie będzie reagował na swoje imię w powtarzanych co jakiś czas próbach, warto na to zwrócić uwagę. -
Chemicy z krajów rozwijających się będą wkrótce mogli zastąpić kosztowne reagenty dużo tańszymi substratami roślinnymi. W marcowym wydaniu miesięcznika Journal of Natural Products Geoffrey A. Cordell z University of Illinois w Chicago i współpracownicy z Brazylii (Telma L.G. Lemos, Francisco J.Q. Monte i Marcos C. de Mattos) przeanalizowali ponad 7 tysięcy roślin z całego świata, którymi akademicy, przemysł chemiczny i laboratoria farmaceutyczne mogą ewentualnie zastąpić drogie odczynniki. Wśród nich znalazły się zarówno kolendra, jabłka, dynia, jak i korzeń lotosu czy maniok. Naukowcy przeprowadzili ocenę dostępnych lokalnie warzyw, owoców, pospolitych roślin oraz odpadów roślinnych pod kątem przydatności do przeprowadzenia standardowych reakcji organicznych. Stwierdzili, że jest to wielce obiecujące ekonomicznie rozwiązanie. Wykorzystanie całych fragmentów tkanki roślinnej jest o tyle wygodne, że nie trzeba się przejmować dostarczaniem związków potrzebnych do przebiegu reakcji, np. biokatalizatorów. W dodatku każdorazowo dostępne są np. oba enancjomery, czyli cząsteczki stanowiące swoje lustrzane odbicie. Ułatwia to opracowywanie leków czy ocenę aktywności biologicznej.