Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Krótkie życie otyłego psa
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wszystkie organizmy żywe wykorzystują metale w czasie podstawowych funkcji życiowych, od oddychania po transkrypcję DNA. Już najwcześniejsze organizmy jednokomórkowe korzystały z metali, a metale znajdziemy w niemal połowie enzymów. Często są to metale przejściowe. Naukowcy z University of Michigan, California Institute of Technology oraz University of California, Los Angeles, twierdzą, że żelazo było tym metalem przejściowym, który umożliwił powstanie życia.
Wysunęliśmy radykalną hipotezę – żelazo było pierwszym i jedynym metalem przejściowym wykorzystywanym przez organizmy żywe. Naszym zdaniem życie oparło się na tych metalach, z którymi mogło wchodzić w interakcje. Obfitość żelaza w pierwotnych oceanach sprawiła, że inne metale przejściowe były praktycznie niewidoczne dla życia, mówi Jena Johnson z University of Michigan.
Johnson połączyła siły z profesor Joan valentine z UCLA i Tedem Presentem z Caltechu. Profesor Valentine od dawna bada, jakie metale wchodziły w skład enzymów u wczesnych form życia, umożliwiając im przeprowadzanie niezbędnych procesów życiowych. Od innych badaczy wielokrotnie słyszała, że przez połowę historii Ziemi oceany były pełne żelaza. W mojej specjalizacji, biochemii i biochemii nieorganicznej, w medycynie i w procesach życiowych, żelazo jest pierwiastkiem śladowym. Gdy oni mi powiedzieli, że kiedyś nie było pierwiastkiem śladowym, dało mi to do myślenia, mówi uczona.
Naukowcy postanowili więc sprawdzić, jak ta obfitość żelaza w przeszłości mogła wpłynąć na rozwój życia. Ted Present stworzył model, który pozwolił na sprecyzowanie szacunków dotyczących koncentracji różnych metali w ziemskich oceanach w czasach, gdy rozpoczynało się życie. Najbardziej dramatyczną zmianą, jaka zaszła podczas katastrofy tlenowej, nie była zmiana koncentracji innych metali, a gwałtowny spadek koncentracji żelaza rozpuszczonego w wodzie. Nikt dotychczas nie badał dokładnie, jaki miało to wpływ na życie, stwierdza uczona.
Badacze postanowili więc sprawdzić, jak przed katastrofą tlenową biomolekuły mogły korzystać z metali. Okazało się, że żelazo spełniało właściwie każdą niezbędną rolę. Ich zdaniem zdaniem, ewolucja może korzystać na interakcjach pomiędzy jonami metali a związkami organicznymi tylko wówczas, gdy do interakcji takich dochodzi odpowiednio często. Obliczyli maksymalną koncentrację jonów metali w dawnym oceanie i stwierdzili, że ilość jonów innych biologiczne istotnych metali była o całe rzędy wielkości mniejsza nią ilość jonów żelaza. I o ile interakcje z innymi metalami w pewnych okolicznościach mogły zapewniać ewolucyjne korzyści, to - ich zdaniem - prymitywne organizmy mogły korzystać wyłącznie z Fe(II) w celu zapewnienia sobie niezbędnych funkcji spełnianych przez metale przejściowe.
Valentine i Johnson chciały sprawdzić, czy żelazo może spełniać w organizmach żywych te funkcje, które obecnie spełniają inne metale. W tym celu przejrzały literaturę specjalistyczną i stwierdziły, że o ile obecnie życie korzysta z innych metali przejściowych, jak cynk, to nie jest to jedyny metal, który może zostać do tych funkcji wykorzystany. Przykład cynku i żelaza jest naprawdę znaczący, gdyż obecnie cynk jest niezbędny do istnienia życia. Pomysł życia bez cynku był dla mnie trudny do przyjęcia do czasu, aż przekopałyśmy się przez literaturę i zdałyśmy sobie sprawę, że gdy nie ma tlenu, który utleniłby Fe(II) do Fe(III) żelazo często lepiej spełnia swoją rolę w enzymach niż cynk, mówi Valentine. Dopiero po katastrofie tlenowej, gdy żelazo zostało utlenione i nie było tak łatwo biologicznie dostępne, życie musiało znaleźć inne metale, które wykorzystało w enzymach.
Zdaniem badaczy, życie w sytuacji powszechnej dostępności żelaza korzystało wyłącznie z niego, nie pojawiła się potrzeba ewolucji w kierunku korzystania w innych metali. Dopiero katastrofa tlenowa, która dramatycznie ograniczyła ilość dostępnego żelaza, wymusiła ewolucję. Organizmy żywe, by przetrwać, musiały zacząć korzystać z innych metali. Dzięki temu pojawiły się nowe funkcje, które doprowadziły do znanej nam dzisiaj różnorodności organizmów żywych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedno z ważnych pytań o początki życia brzmi: w jaki sposób cząstki RNA swobodnie przemieszczające się w pierwotnej zupie zostały opakowane w chronione błoną komórki. Odpowiedź na to pytanie zaproponowali właśnie na łamach Science Advances inżynierowie i chemicy z Uniwersytetów w Chicago i w Houston oraz Jack Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W swoim artykule pokazują, jak przed 3,8 miliardami lat krople deszczu mogły ochronić pierwsze protokomórki i umożliwić powstanie złożonych organizmów żywych.
Uczeni przyjrzeli się koacerwatom, dużym grupom cząstek, samoistnie tworzącym się w układach koloidalnych (niejednorodnych mieszaninach). Zachowanie koacerwatów można porównać do zachowania kropli oleju w wodzie.
Już dawno pojawiła się hipoteza, że nie posiadające błon mikrokrople koacerwatów mogły być modelowymi protokomórkami, gdyż mogą rosnąć, dzielić się i gromadzić wewnątrz RNA. Jednak błyskawiczna wymiana RNA pomiędzy koacerwatami, ich szybkie łączenie się, zachodzące w ciągu minut oznaczają, że poszczególne krople nie są w stanie utrzymać swojej odrębności genetycznej. To zaś oznacza, że ewolucja darwinowska nie jest możliwa, a populacja takich protokomórek byłaby narażona na błyskawiczne załamanie w wyniku rozprzestrzeniania się pasożytniczego RNA, czytamy w artykule. Innymi słowy każda kropla, która zawierałaby mutację potencjalnie użyteczną na drodze do powstania życia, błyskawicznie wymieniałaby swoje RNA z innymi RNA, nie posiadającymi takich pożytecznych mutacji. W bardzo szybkim tempie wszystkie krople stałyby się takie same. Nie byłoby różnicowania, konkurencji, a zatem nie byłoby ewolucji i nie mogłoby powstać życie.
Jeśli dochodzi do ciągłej wymiany molekuł czy to między kroplami czy między komórkami i po krótkim czasie wszystkie one wyglądają tak samo, to nie pojawi się ewolucja. Będziemy mieli grupę klonów, wyjaśnia Aman Agrawal z Pritzker School of Molecular Engineering na University of Chicago.
Nauka od dawna zastanawia się, co było pierwszą molekułą biologiczną. To problem kury i jajka. DNA koduje informacje, ale nie przeprowadza żadnych działań. Białka przeprowadzają działania, ale nie przenoszą informacji. Badacze tacy jak Szostak wysunęli hipotezę, że pierwsze było RNA. To molekuła jak DNA, zdolna do kodowania informacji, ale zawija się jak białko.
RNA było więc kandydatem na pierwszy materiał biologiczny, a koacerwaty kandydatami na pierwsze protokomórki. Wszystko wydawało się dobrze układać, aż w 2014 roku Szostak opublikował artykuł, w którym informował, że wymiana materiału pomiędzy kroplami koacerwatów zachodzi zbyt szybko. Możesz stworzyć różnego rodzaju krople koacerwatów, ale nie zachowają one swojej unikatowej odrębności. Zbyt szybko będą wymieniały RNA. To był problem z którym przez długi czas nie potrafiono sobie poradzić, mówi Szostak.
W naszym ostatnim artykule wykazaliśmy, że problem ten można przynajmniej częściowo przezwyciężyć, jeśli koacerwaty zamkniemy w wodzie destylowanej – na przykład wodzie deszczowej czy jakiejś innej słodkiej wodzie. W kroplach takich pojawia się rodzaj wytrzymałej błony, która ogranicza wymianę zawartości, dodaje uczony.
Na trop tego zjawiska naukowcy wpadli, gdy Aman Agrawal był na studiach doktoranckich. Badał zachowanie koacerwatów poddanych działaniu pola elektrycznego w destylowanej wodzie. Jego badania nie miały nic wspólnego z początkami życia. Interesował go fascynujący materiał z inżynieryjnego punktu widzenia. Manipulował napięciem powierzchniowym, wymianą soli, molekuł itp. Chciał w swojej pracy doktorskiej badać podstawowe właściwości koacerwatów.
Pewnego dnia Agrawal jadł obiad z promotorem swojej pracy magisterskiej, profesorem Alamgirem Karimem oraz jego starym znajomym, jednym ze światowych ekspertów inżynierii molekularnej, Matthew Tirrellem. Tirrell zaczął się zastanawiać, jak badania Agrawala nad wpływem wody destylowanej na koacerwaty mogą się mieć do początków życia na Ziemi. Zadał swoim rozmówcom pytanie, czy 3,8 miliarda lat temu na naszej planecie mogła istnieć woda destylowana. Spontanicznie odpowiedziałem „deszczówka”! Oczy mu się zaświeciły i od razu było widać, że jest podekscytowany tym pomysłem. Tak połączyły się nasze pomysły, wspomina profesor Karim.
Tirrell skontaktował Agrawla z Szostakiem, który niedawno rozpoczął na Uniwersytecie Chicagowskim nowy projekt badawczy, nazwany z czasem Origins of Life Initiative. Profesor Tirrel zadał Szostakowi pytanie: Jak sądzisz, skąd na Ziemi przed powstaniem życia mogła wziąć się woda destylowana. I Jack odpowiedział dokładnie to, co już usłyszałem. Że z deszczu.
Szostak dostarczył Agrawalowi próbki DNA do badań, a ten odkrył, że dzięki wodzie destylowanej transfer RNA pomiędzy kroplami koacerwatów znacząco się wydłużył, z minut do dni. To wystarczająco długo, że mogło dochodzić do mutacji, konkurencji i ewolucji. Gdy mamy populację niestabilnych protokomórek, będą wymieniały materiał genetyczny i staną się klonami. Nie ma tutaj miejsca na ewolucję w rozumieniu Darwina. Jeśli jednak ustabilizujemy te protokomórki tak, by przechowywały swoją unikatową informację wystarczająco długo, co najmniej przez kilka dni, może dojść do mutacji i cała populacja będzie ewoluowała, stwierdza Agrawal.
Początkowo Agrawal prowadził swoje badania z komercyjnie dostępną laboratoryjną wodą destylowaną. Jest ona wolna od zanieczyszczeń, ma neutralne pH. Jest bardzo odległa od tego, co występuje w naturze. Dlatego recenzenci pisma naukowego, do którego miał trafić artykuł, zapytali Agrawala, co się stanie, jeśli woda będzie miała odczyn kwasowy, będzie bardziej podobna do tego, co w naturze.
Naukowcy zebrali więc w Houston deszczówkę i zaczęli z nią eksperymentować. Gdy porównali wyniki badań z wykorzystaniem naturalnej deszczówki oraz wody destylowanej laboratoryjnie, okazało się, że są one identyczne. W obu rodzajach wody panowały warunki, które pozwalałyby na ewolucję RNA wewnątrz koacerwatów.
Oczywiście skład chemiczny deszczu, który pada obecnie w Houston, jest inny, niż deszczu, który padał na Ziemi przed 3,8 miliardami lat. To samo zresztą można powiedzieć o modelowych protokomórkach. Autorzy badań dowiedli jedynie, że taki scenariusz rozwoju życia jest możliwy, ale nie, że miał miejsce.
Molekuły, których użyliśmy do stworzenia naszych protokomórek to tylko modele do czasu, aż znajdziemy bardziej odpowiednie molekuły. Środowisko chemiczne mogło się nieco różnić, ale zjawiska fizyczne były takie same, mówi Agrawal.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kobiety, które mieszkają w miejscach zachęcających do spacerów, są mniej narażone na nowotwory związane z otyłością, a szczególnie na postmenopauzalne nowotwory piersi, nowotwory jajników, endometrium oraz szpiczaka mnogiego, informują naukowcy z Columbia University Mailman School of Public Health i NYU Grossman School of Medicine. Otyłość powiązana jest z 13 rodzajami nowotworów, a aktywność fizyczna zmniejsza ryzyko wystąpienia niektórych z nich. Dotychczas jednak brakowało badań nad architekturą miejsca zamieszkania, a występowaniem nowotworów powiązanych z otyłością.
Amerykańscy naukowcy przez 24 lata przyglądali się 14 274 kobietom w wieku 34–65 lat, które w latach 1985–1991 wzięły udział w programie badań mammograficznych w Nowym Jorku. Naukowcy przeanalizowali okolicę, w jakiej każda z nich mieszkała, skupiając się przede wszystkim na tym, na ile zachęcała ona do spacerowania czy załatwiania codziennych rzeczy na piechotę. Ważna więc była nie tylko infrastruktura drogowa czy otoczenie przyrodnicze, ale też dostępność sklepów, kawiarni czy różnego typu usług w takiej odległości, by mieszkańcy chcieli przemieszczać się na własnych nogach. Okazało się, że tam, gdzie sąsiedztwo bardziej sprzyjało spacerom, panie rzadziej zapadały na nowotwory.
Do końca roku 2016 na nowotwór powiązany z otyłością zapadło 18% badanych pań. Z tego 53% zachorowało na postmenopauzalny nowotwór piersi, 14% na raka jelita grubego, a 12% na nowotwór endometrium. To unikatowe długoterminowe badania, które pozwoliły nam określić związek pomiędzy otoczeniem sprzyjającym spacerom, a nowotworami, mówi doktor Yu Chen z NYU Grossman School of Medicine. Naukowcy zauważyli, że kobiety mieszkające w otoczeniu, które sprzyja spacerom, były narażone na o 26% mniejsze ryzyko rozwoju nowotworu powiązanego z otyłością. To kolejny dowód na to, jak architektura miejska wpływa na zdrowie coraz bardziej starzejących się społeczeństw, stwierdza profesor epidemiologii Andrew Rundle z Columbia Mailman School.
Naukowcy zauważają, że zachęcanie ludzi do większej aktywności fizycznej jest często mało skuteczne. Wiele osób postanawia więcej się ruszać, jednak ich zapał trwa bardzo krótko i szybko wracają do starych zwyczajów. Zupełnie inaczej jest w sytuacji, gdy otoczenie sprzyja ruchowi. Wówczas bez zachęt, w sposób naturalny, wolą się przejść do sklepu, fryzjera czy kina, niż jechać samochodem, stać w korkach oraz szukać miejsca do zaparkowania.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedną z cech współczesnego „śmieciowego jedzenia” jest fakt, że trudno mu się oprzeć i przestać jeść. Produkty tego typu zawierają starannie dobraną ilość soli, słodyczy i tłuszczu. Naukowcy ukuli na ich określenie termin „hipersmaczne”. Uczeni z University of Kansas przeprowadzili badania, z których wynika, że te marki żywności, które należały do przemysłu tytoniowego – a w latach 80. intensywnie inwestował on w amerykański przemysł spożywcy – celowo rozpowszechniały na rynku „hipersmaczne” produkty.
Hipersmacznej żywności trudno się oprzeć. Zawiera ona składniki powiązane ze smakiem, takie jak tłuszcze, cukry, sód lub inne węglowodory, które są dobrane w odpowiednich proporcjach, mówi główna autorka badań, profesor psychologii Terra Fazzino, która specjalizuje się w badaniach nad uzależnieniami. Już wcześniej wykazała ona, że 68% żywności oferowanej na rynku USA jest „hipersmaczna”. To takie połączenie składników, by zwiększyć przyjemność z jedzenia i by trudno było przestać jeść. Odczucia związane ze spożywaniem takich pokarmów są inne niż wówczas, gdy jemy coś zawierającego dużo tłuszczu, ale nie zawierającego cukru, soli czy innych rafinowanych węglowodanów.
Trudno jest obecnie znaleźć pokarmy, które nie są „hipersmaczne”. Jestesmy otoczeni żywnością, a większość z niej jest „hipersmaczna”. Z kolei pokarmy, które takie nie są – jak świeże owoce czy warzywa – są mniej dostępne i droższe. Tak naprawdę nie mamy zbyt dużego wyboru jeśli chcielibyśmy uniknąć żywności „hipersmacznej”, dodaje Fazzino.
Żywność „hipersmaczna” zawiera taką kombinację składników, która zapewnia wrażenia, jakich nie uzyskamy, spożywając te składniki osobno. Problem w tym, że takie kombinacje składników nie występują w naturze, więc nasze organizmy nie są na nie przygotowanie. Składniki te bez przerwy pobudzają centra nagrody w mózgu i zakłócają sygnały świadczące o najedzeniu. Dlatego tak trudno im się oprzeć, wyjaśnia uczona. Skutki takiego postępowania są widoczne w postaci epidemii otyłości. Żywność można tak przygotować, by człowiek zjadł więcej, niż planował. To nie do końca jest kwestia świadomego wyboru i uważania na to, co się je. Ta żywność oszukuje nasz organizm i powoduje, że jemy więcej niż chcemy.
Teraz uczona wraz ze swoim zespołem postanowiła odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób przemysł tytoniowy promował i rozpowszechniał żywność „hipersmaczną”. Naukowcy wykorzystali publicznie dostępne informacje dotyczące struktur własnościowych w przemyśle spożywczym oraz dane Departamentu Rolnictwa dotyczące składu żywności. W ten sposób przyjrzeli się, jak wiele żywności oferowanej przez przemysł tytoniowy zostało przygotowane tak, by było „hipersmaczne”.
Okazało się, że w latach 1988–2001 żywność produkowana przez firmy należące do przemysłu tytoniowego była klasyfikowana jako hipersmaczna z 29% większym prawdopodobieństwem z powodu odpowiedniego stosunku tłuszczu i sodu oraz z 80% większym prawdopodobieństwem z powodu stosunku węglowodanów i sodu niż żywność produkowana przez firmy nienależące do przemysłu tytoniowego.
Na podstawie naszych danych nie możemy określić intencji przemysłu tytoniowego. Jednak możemy stwierdzić, że przemysł tytoniowy konsekwentnie rozwijał „hipersmaczną” żywność w czasach, gdy był wiodąca siłą na rynku spożywczym. Było to działanie celowe i inne od działań marek, które nie należały do przemysłu tytoniowego, stwierdza Fazzino.
Inspiracją do przeprowadzonych przez niż badań były wcześniejsze prace uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Przed 4 laty wykazali oni, że firmy RJ Reynolds i Philip Morris – wiodący producenci papierosów – wykorzystywały podczas przygotowywania i promowania dzieciom słodzonych napojów gazowanych takie same strategie, których wcześniej używały przy wyrobach tytoniowych. Używano nawet tych samych kolorów i dodatków, które zostały opracowane na potrzeby produkcji i marketingu papierosów.
Koncerny tytoniowe wycofały się z amerykańskiego rynku żywności w pierwszych latach XXI wieku. Jednak ich dziedzictwo przetrwało. Wiele stworzonych przez nie linii produktów oraz technik marketingowych nakierowanych na dzieci jest wciąż używanych. W roku 2018, jak zauważa Fazzino, wciąż ponad 57% żywności jest klasyfikowana jako „hipersmaczna” ze względu na stosunek tłuszczu i sodu, a ponad 17% ze względu na stosunek węglowodanów i sodu. To oznacza, że – niezależnie od wcześniejszej struktury własnościowej firm spożywczych – żywność „hipersmaczna” jest bardzo ważnym składnikiem amerykańskiej diety.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Psy są stworzeniami społecznymi. Potrzebują towarzystwa, najlepiej przedstawicieli własnego gatunku. Badania przeprowadzone przez naukowców z Arizona State University (ASU) dowodzą, że najważniejszym czynnikiem wpływającym na zdrowie i długie życie naszych pupili jest towarzystwo. Miłość i troska, którą otaczamy psy, w połączeniu z ich krótszym od ludzkiego czasem życia, czynią psy domowe świetnym modelem do badań nad tymi aspektami środowiska społecznego i fizycznego, które wpływają na sposób starzenia się, zdrowie i długość życia, mówi główny autor badań profesor Noah Snyder-Mackler.
Uczeni z Arizony przeprowadzili badania ankietowe wśród ponad 21 000 właścicieli psów, by sprawdzić i ocenić czynniki, które mogą mieć wpływ na zdrowie zwierząt. Okazało się, że sieć społeczna zwierzęcia jest tutaj czynnikiem najważniejszym. Ma ona 5-krotnie większy wpływ niż kwestie finansowe, stabilność gospodarstwa domowego czy wiek właściciela.
Osoby, które wypełniały ankiety, posiadały w sumie 21 140 psów. Badania prowadzone były w ramach Dog Aging Project, nad którego czele stoją naukowcy z Wydziałów Medycyny University of Washington i Texas A&M University, z który skupia kilkanaście instytucji badawczych. Celem projektu jest zbadanie, jak geny, styl życia oraz środowisko wpływają na starzenie się i choroby najlepszych przyjaciół człowieka.
Naukowcy z ASU przygotowali rozległą ankietę, w której pytali zarówno o kwestie związane z aktywnością fizyczną psa, środowiskiem, jego zachowaniem, dietą, przyjmowanymi lekami i suplementami, zdrowiem czy o demografię domu, w którym pies się znajduje. Na podstawie ankiet zidentyfikowali pięć kluczowych elementów, które wspólnie tworzyły środowisko życia psa oraz wpływały na jego dobrostan. Elementy te to stabilność otoczenia, przychody gospodarstwa domowego, czas spędzany z dziećmi, czas spędzany ze zwierzętami oraz wiek właściciela. Czynniki te miały wpływ na zdrowie i długość życia psa nawet po uwzględnieniu takich czynników jak jego wiek czy waga.
Okazało się na przykład, że problemy finansowe i domowe właścicieli były powiązane z gorszym stanem zdrowia i mniejszą aktywnością fizyczną psa, podczas gdy więcej interakcji społecznych, takich jaki mieszkanie z innymi psami, powiązane było z jego lepszym stanem zdrowia. Wpływ tych czynników nie był jednak równy. Kwestie społeczne wywierały 5-krotnie silniejszy wpływ niż np. czynniki finansowe. To pokazuje, że jak i u innych zwierząt społecznych, w tym ludzi, więcej towarzystwa jest naprawdę ważne dla zdrowia, mówi doktorantka Bri McCoy.
Najbardziej zaskakującymi odkryciami były spostrzeżenia, że im większa liczba dzieci w domu, tym gorszy stan zdrowia psa oraz, że psów z domów o wyższych dochodach diagnozuje się więcej chorób. Naukowcy przypuszczają, że w pierwszym z przypadków nie chodzi tutaj o to, że same dzieci wpływają źle na psa, ale o to, że im więcej dzieci, tym mniej uwagi właściciel poświęca psu, co źle wpływa na jego zdrowie. Co do drugiego spostrzeżenia, wyjaśnienie jest jeszcze prostsze. Bogatsi właściciele psów mogą finansować im lepsza opiekę zdrowotną, częściej pojawiać się u weterynarza i częściej wykonywać różne badania, co skutkuje lepszą diagnostyką i większą liczbą zidentyfikowanych chorób.
Autorzy badań zdają sobie sprawę z faktu, że badania opierające się na ankietach wśród właścicieli mogą zawierać błędy. Dlatego też w przyszłości przyjrzą się zarówno danym z klinik weterynaryjnych, jak i przeprowadzą badania w domach właścicieli.
Jednak już w tej chwili wniosek z badań jest jasny. Dobra i rozbudowana sieć powiązań społecznych jest niezwykle ważna dla naszych psów. Ich właściciele powinni zadbać, by domowi pupile mieli zarówno dobre i rozbudowane kontakty z nimi, jak i z innymi psami.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.