Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Świadomość międzyjajowa przyspiesza metabolizm
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowe badania sugerują, że ssaki – a przynajmniej myszy i świnie – mogą oddychać za pomocą... jelit. Okazało się bowiem, że u zwierząt mających problemy z oddychaniem, podawanie tlenu przez odbyt pomaga je ustabilizować. Tlen jest wchłaniany przez tkankę jelit. Odkrycie może pewnego dnia prowadzić do opracowania ratującej życie metody przezodbytniczej wentylacji ludzi, u których nie można podać tlenu w tradycyjny sposób.
Wygląda to na szalony pomysł. Jednak dane są przekonujące, mówi Sean Colgan, gastroenterolog z University of Colorado, który nie był zaangażowany we wspomniane badania.
Ssaki oddychają przez usta i nos, a tlen jest rozprowadzany w organizmie za pośrednictwem płuc. Wiemy jednak, że istnieją zwierzęta wodne, jak ogórki morskie czy ryby sumokształtne, które do oddychania używają jelit. Wiemy też, że ludzkie jelita łatwo wchłaniają lekarstwa. Nie wiadomo było jednak, czy tlen może przenikać z jelit ssaków do ich krwi.
Takanori Takebe, gastroenterolog z Cincinnati Children's Hospital i jego zespół prowadzili badania na myszach i świniach, u których wywołano hipoksję (niedobór tlenu w tkankach). W jednej z grup znajdowało się 11 myszy. Czterem z nim jelita oskrobano, by zmniejszyć grubość wyściółki i poprawić absorpcję tlenu. Następnie 4 zwierzętom z oskrobanymi jelitami i 4 z nieoskrobanymi wprowadzono przez odbyt czysty tlen. Wszystkie 11 myszy nie miały dostępu do tlenu, którym mogły oddychać w sposób tradycyjny.
Trzy myszy, które nie otrzymały w ogóle tlenu przeżyły średnio 11 minut. Myszy, którym nie oskrobano jelit i podawano tlen przez odbyt, przeżyły średnio 18 minut. Z kolei 75% myszy, kórym oskrobano jelita i podawano tlen przez odbyt, przeżyło cały trwający godzinę eksperyment.
Takebe i jego zespół chcieli jednak zrezygnować z trudnego i niebezpiecznego procesu skrobania jelit. Zastąpili więc tlen związkami perfluorokarbonowymi (PFC), które zawierają dużo tlenu i są używane podczas operacji jako środki krwiozastępcze. Jako, że perfluorokarbony są gęste, mogą też pomóc w wypłukaniu śluzu z jelit.
Naukowcy wprowadzili perfluorokarbony do odbytów trzech myszy i siedmiu świń z hipoksją. Jako grupę kontrolną wykorzystano dwie myszy i pięć świń, którym wprowadzono sól fizjologiczną.
W grupie kontrolnej saturacja spadła. Tymczasem u myszy, którym wprowadzono PFC powróciła do normy. Z kolei u świń saturacja zwiększyła się o około 15%, hipoksja minęła, a temperatura oraz kolor skóry i kończyn powróciły do normy w ciągu kilku minut.
Badania dowodzą, że ssaki mogą wchłaniać tlen przez odbyt i że nowa metoda jest bezpieczna. Jej bezpieczeństwo musi jeszcze zostać przetestowane na ludziach. Takebe uważa, że metoda ta przyda się tam, gdzie zawodzą tradycyjne metody podawania tlenu. Z takimi przypadkami mieliśmy do czynienia np. podczas pandemii COVID-19.
Markus Bosmann, pulmonolog z Boston University, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że nawet jeśli nowa metoda jest bezpieczna, będzie ona zdecydowanie mniej efektywna od tradycyjnych metod. Ponadto, jeśli kiedykolwiek będzie używana na ludziach, prawdopodobnie jej stosowanie będzie ograniczone czasowo. Wprowadzanie tlenu do jelit prawdopodobnie zabije mikrobiom, niezbędny do trawienia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ironman, ultramaraton w Dolinie Śmierci czy wyścig Tour de France testują granice ludzkiej wytrzymałości. Niektórzy twierdzą, że granice te istnieją jedynie w głowie, jednak naukowcy właśnie określili, gdzie się one znajdują.
Uczeni z Duke University, badając wydatki energetyczne osób biorących udział w najbardziej wymagających wydarzeniach sportowych, stwierdzili, że u każdego człowieka występuje ten sam limit metaboliczny, czyli maksymalny poziom wysiłku, jaki może on długoterminowo wytrzymać. Okazuje się, że w przypadku wysiłku fizycznego trwającego całymi dniami, tygodniami i miesiącami, człowiek może spalać kalorie w tempie nie przekraczającym 2,5-krotności tempa spalania kalorii w czasie spoczynku.
Uczeni zauważyli, że nawet najlepiej wytrenowany ultramaratończyk nie jest w stanie przekroczyć tej granicy.
To definiuje możliwości fizyczne człowieka, mówi współautor badań, profesor antropologii ewolucyjnej Herman Pontzer.
Gdy przekraczamy wspomnianą granicę 2,5-krotności zużycia kalorii w spoczynku, organizm zaczyna rozkładać własne tkanki, by uzupełnić deficyt energii.
Naukowcy uważają, że granica wydolności jest określana przez zdolność jelit to przyswajania pokarmu. To zaś oznacza, że nawet jeślibyśmy więcej jedli podczas wzmożonego wysiłku, nie jesteśmy w stanie przesunąć tej magicznej granicy. Po prostu istnieje górny pułap kalorii, jakie może przyswoić nasz układ pokarmowy, mówi Pontzer.
W ramach swoich badań naukowcy przyjrzeli się grupie biegaczy biorących udział w 2015 Race Across the USA. To liczący niemal 5000 kilometrów bieg z Kalifornii do Waszyngtonu. Uczestnicy biegną przez 5 miesięcy pokonując co tydzień trasę 6 maratonów. Pod uwagę wzięto też inne wymagające energetycznie przedsięwzięcia, jak np. 100-milowe ultramaratony górskie czy ciążę.
Gdy przeanalizowano dane na temat wydatków energetycznych w czasie okazało się, że początkowy wysiłek metaboliczny był wysoki, jednak z czasem nieuchronnie spadał do poziomu 2,5-krotności wysiłku metabolicznego w czasie spoczynku i pozostawał na tym poziomie do końca. Naukowcy analizowali też próbki moczu pobrane od zawodników na początku i na końcu Race Across the USA. Okazało się,że po 20 tygodniach biegu sportowcy spalali dziennie o 600 kalorii mniej niż można się było tego spodziewać po długości przebytej trasy. To sugeruje, że organizm celowo ogranicza metabolizm, by utrzymać go na poziomie koniecznym do przetrwania.
To wspaniały przykład ograniczenia wydatkowania energii, gdzie organizm ma ograniczone możliwości odnośnie maksymalnych poziomów wysiłku przez dłuższy czas, mówi współautorka badań, Caitlin Thurber. Możemy biec sprintem przez 100 metrów, ale spokojnym tempem przebiegniemy wiele kilometrów, prawda? Ta zasada działa również tutaj, dodaje profesor Pontzer.
Analiza wydatków energetycznych we wszystkich przypadkach długotrwałego wysiłku dawała taki sam wykres w kształcie litery L. Niezależnie od tego czy analizowano podróż po mroźnej Antarktydzie, gdzie uczestnicy całymi dniami ciągnęli ważące setki kilogramów sanie, czy też odbywający się w upale Tour de France. Takie wyniki zaś stawiają pod znakiem zapytania pojawiające się wcześniej tezy, których autorzy wiązali wytrzymałość człowieka ze zdolnością do regulowania temperatury organizmu.
Co interesujące, maksymalne możliwe wydatki energetyczne wytrenowanych ultramaratończyków były jedynie nieco wyższe niż maksymalne poziomy metaboliczne kobiet w ciąży. To zaś sugeruje, że ten sam mechanizm, który ogranicza wydolność sportowców może wpływać na inne aspekty życia, jak na przykład na maksymalne rozmiary dziecka w łonie matki.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Sposób, w jaki oddychamy, może wpłynąć na to, jak dobrze nasze wspomnienia się skonsolidują (wzmocnią i ustabilizują). Jeśli po zapoznaniu się z zestawem zapachów oddychamy przez nos, a nie przez usta, lepiej zapamiętamy wonie.
Nasze badanie pokazuje, że kiedy w okresie konsolidowania wspomnień [podczas transferu doświadczenia do pamięci długotrwałej] oddychamy przez nos, lepiej zapamiętujemy zapachy - podkreśla dr Artin Arshamian z Karolinska Institutet. Nikt tego wcześniej nie zademonstrował.
Podczas eksperymentu przy 2 okazjach ochotnicy uczyli się 12 zapachów. Później proszono ich, by przez godzinę oddychali nosem (z zaklejonymi ustami) bądź przez usta (z nosem zaciśniętym klamerką). Następnie naukowcy prezentowali im stare i nowe (12) zapachy i pytali, które pochodziły z poprzedniej sesji. Okazało się, że osoby, które między sesjami uczenia i rozpoznawania oddychały przez nos, pamiętały wonie lepiej.
Następnym krokiem jest zmierzenie, co dzieje się w mózgu podczas oddychania i jak wiąże się to z pamięcią. Wcześniej było to praktycznie niemożliwe, bo elektrody trzeba by wprowadzić bezpośrednio do mózgu. Obeszliśmy jednak ten problem i wspólnie z Johanem Lundströmem pracujemy nad nowymi sposobami pomiaru aktywności opuszki węchowej bez wprowadzania elektrod.
Wcześniejsze badania wykazały, że receptory w opuszce węchowej nie tylko wykrywają zapachy, ale i zmiany w samym przepływie powietrza. W poszczególnych fazach wdechu i wydechu aktywują się różne części mózgu. Nie wiadomo jednak, na jakiej zasadzie zachodzi synchronizacja oddychania i aktywności mózgu i jak to oddziałuje na mózg, a więc i na nasze zachowanie.
Idea, że oddychanie wpływa na zachowanie, nie jest nowa. Wiedza na ten temat towarzyszy nam od tysięcy lat w takich dziedzinach, jak np. medytacja. Dotąd nikt jednak nie wykazał naukowo, co dokładnie dzieje się w mózgu. Teraz mamy narzędzia, które [miejmy nadzieję] ujawnią nowe kliniczne fakty.
Naukowcy sądzą, że gdy wspomnienia są odtwarzane i wzmacnianie podczas konsolidacji, oddychanie przez nos ułatwia komunikację między sieciami sensorycznymi i pamięciowymi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Lenistwo może być, przynajmniej w przypadku małży i ślimaków, pomocne w przetrwaniu. Takie wnioski płyną z badań przeprowadzonych na University of Kansas, w czasie których przeanalizowano dane dotyczące metabolizmu 299 gatunków żyjących od pliocenu (ok. 5 milionów lat temu) do dzisiaj. Okazało się, że szybszy metabolizm wiązał się z większym ryzykiem wyginięcia gatunku.
Zastanawialiśmy się, czy można wyliczyć prawdopodobieństwo wyginięcia gatunku na podstawie ilości energii, jakie pobierają jego przedstawiciele. Okazało się, że istnieją różnice pomiędzy gatunkami mięczaków, które wyginęły w ciągu ostatnich 5 milionów lat, a tymi, które do dzisiaj przetrwały. Te gatunki, które wyginęły, miały zwykle wyższy metabolizm niż te, które przetrwały. Te organizmy, które mają mniejsze potrzeby energetyczne wydają się mieć większe szanse na przetrwanie, mówi główny autor badań, Luke Stortz z Instytutu Bioróżnorodności i Muzeum Historii Naturalnej University of Kansas.
Może najlepsza długoterminowa strategia dla zwierząt, to jak największe lenistwo. Im wolniejszy metabolizm, tym większe prawdopodobieństwo, że gatunek przetrwa. Może zamiast „przetrwaniu najsprawniejszych” najlepszą metaforą ewolucji jest „przetrwanie najbardziej leniwych” lub przynajmniej „przetrwanie powolnych”, zastanawia się inny autor badań, profesor Bruce Liebermann.
Uczeni podkreślają, że ich praca może pomóc w przewidywaniu, które gatunki mogą wyginąć w obliczu zmian klimatycznych. Mamy tutaj do czynienia z potencjalnym czynnikiem pozwalającym przewidzieć szanse przetrwania gatunku. [...] Gatunki o szybszym metabolizmie są bardziej narażone na wyginięcie. To kolejne narzędzie w pracy naukowca. Zwiększa ono nasze rozumienie mechanizmów stojących za wyginięciami i pozwala lepiej przewidzieć ryzyko dla poszczególnych gatunków, dodaje Stortz.
Wyższy metabolizm tym bardziej narażał gatunek na wyginięcie, im mniejszy habitat gatunek zajmował. Jeśli gatunek był rozprzestrzeniony po większym obszarze, tempo metabolizmu odgrywało mniejszą rolę. U szeroko rozpowszechnionych gatunków nie było widać tej samej zależności pomiędzy tempem metabolizmu a ryzykiem wyginięcia, co u gatunków zajmujących mniejsze obszary. Dystrybucja gatunku jest ważnym elementem ryzyka wyginięcia. Jeśli należysz do gatunku występującego na małym terenie i mającego szybki metabolizm, ryzyko wyginięcia jest bardzo duże, stwierdza uczony.
Naukowcy odkryli też, że łączne tempo metabolizmu dla grup gatunków pozostaje stałe, nawet gdy jedne gatunki znikają, a inne się pojawiają. Jeśli popatrzymy na wszystkie grupy gatunków i na wszystkie gatunki w danej grupie, to średnie tempo metabolizmu pozostaje niezmienne. [...] To była niespodzianka. Można było się spodziewać, że w miarę upływu czasu średni poziom metabolizmu gatunków będzie się zmieniał. Tymczasem na przestrzeni milionów lat pozostaje on taki sam, pomimo tego, że wiele gatunków wyginęło.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.