Znajdź zawartość

Celuloza z osłonic, morskich strunowców, może oddziaływać na zachowanie komórek mięśni szkieletowych. Naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze twierdzą, że to dobry sposób na uzyskanie działającej tkanki mięśniowej. Polisacharyd w formie miniwąsów jest kilkakrotnie mniejszy od komórek mięśniowych, mimo to wpływa na ich porządkowanie. To niezwykle ważne, ponieważ wiele tkanek ciała, w tym mięśnie, zawiera uporządkowane włókna, które zapewniają im wytrzymałość i sztywność. Celuloza już teraz znajduje różne zastosowania medyczne, np. w opatrunkach, ale po raz pierwszy zaproponowano, by wykorzystać ją do utworzenia mięśni szkieletowych. Celuloza z osłonic jest szczególnie dobra do "produkcji" tkanki mięśniowej, ma bowiem pewne charakterystyczne właściwości. Doktorzy Stephen Eichhorn i Julie Gough oraz doktorant James Dugan wyekstrahowali polisacharyd z miniaturowych wąsów o średnicy zaledwie kilkudziesięciu nanometrów. Kiedy wąsy ułożono równolegle do siebie, powodowały one szybkie porządkowanie i fuzję miocytów. Tworzenie sztucznych mięśni, które można by wykorzystać do zastępowania uszkodzonych lub chorych naturalnych, to wielka szansa dla całych rzesz pacjentów. Choć mamy do czynienia ze złożonym procesem [ekstrakcji], potencjalne zastosowania są bardzo interesujące – przekonuje dr Eichhorn. Celulozą interesują się naukowcy z całego świata. Dzieje się tak z powodu jej unikatowych właściwości, poza tym jest ona surowcem odnawialnym. Jak widać, przyda się przy precyzyjnej inżynierii mięśniowej, niewykluczone też, że podczas odtwarzania innych uporządkowanych struktur, np. nerwów i więzadeł.

O tym, że do prawidłowego rozwoju połączeń nerwowych konieczna jest zarówno stymulacja w ciągu dnia, jak i regeneracja w czasie snu, nie trzeba przekonywać chyba nikogo. Nigdy dotąd nie opisano jednak zbyt dokładnie mechanizmu stojącego za tym zjawiskiem. Przełomu dokonali badacze z Uniwersytetu Wisconsin. Jak twierdzą autorzy studium, cykliczny charakter procesu wykształcania synaps, czyli połączeń pomiędzy neuronami, wynika z przyrostu ilości białek w ciągu dnia i ich degradacji, zachodzącej w czasie snu. Wiele wskazuje na to, że wielokrotne powtarzanie tego procesu pozwala na "zoptymalizowanie" pracy synaps. W swoich badaniach specjaliści z Wisconsin próbowali udowodnić tzw. teorię homeostazy synaptycznej. Głosi ona, że za dnia synapsy rozwijają się najszybciej dzięki bodźcom docierającym ze świata wewnętrznego, lecz w nocy dochodzi do ich "odświeżenia" drogą degradacji niektórych elementów wchodzących w ich skład. Miałoby to służyć optymalizacji zużycia energii, gdyż zbyt rozbudowane połączenia byłyby niezwykle energochłonne. Eksperyment przeprowadzono na muszkach owocowych (Drosophila melanogaster). Za pomocą specjalnej wytrząsarki badacze pozbawiali je snu, a następnie badali ich mózgi pod względem zawartości pięciu białek biorących udział w komunikacji synaptycznej. Uniemożliwianie muszkom zaśnięcia powodowało zwiększenie zawartości badanych protein. W grupie kontrolnej, złożonej z przedstawicieli D. melanogaster którym nie zaburzano snu, poziom tych samych białek był obniżony aż o 30-40%. Jak szacują autorzy studium, miało to na celu "uporządkowanie" połączenia i umożliwienie mózgowi zbierania nowych informacji po przebudzeniu. Owady pozbawione snu nie miały możliwości reorganizacji synaps. Wszyscy wiemy, że sen jest konieczny dla prawidłowego funkcjonowania naszych mózgów, uczenia się każdego dnia nowych rzeczy, a także, w niektórych przypadkach, do utrwalania wspomnień zebranych w ciągu dnia, podsumowuje rezultaty doświadczenia jego współautorka, dr Chiara Cirelli. Podczas snu, jak sądzimy, większość synaps, lub nawet wszystkie z nich, zostaje zredukowanych - pod koniec snu najsilniejsze synapsy zmniejszają się, zaś te najmniejsze mogą nawet zaniknąć. Wiele wskazuje na to, że wyniki eksperymentu potwierdzają prawdziwość teorii homeostazy synaptycznej. Jak tłumaczy dr Cirelli, nasze mózgi przyjmują każdego dnia wiele nieistotnych informacji, które nie mają żadnego praktycznego zastosowania. Jedną z funkcji snu jest w związku z tym "uporządkowanie" synaps z niepotrzebnych danych, dzięki czemu możliwe jest przechowanie nowych, bardziej przydatnych wiadomości. Cykliczne następowanie po sobie okresów uczenia się oraz snu służy więc optymalizacji budowy i "zawartości" synaps.