Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Niektóre szympansy mają w szkielecie serca kość - os cordis
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Northwestern University powstał rozrusznik serca tak mały, że zmieści się wewnątrz strzykawki i można go łatwo wszczepić do organizmu. Miniaturowy rozrusznik może pracować z każdym sercem, jednak szczególnie nadaje się dla noworodków. Co więcej, wszystkie jego elementy są biokompatybilne i rozrusznik – przeznaczony dla pacjentów, którzy potrzebują go tymczasowo – rozpuszcza się w organizmie, nie ma więc potrzeby przeprowadzania zabiegu jego usunięcia.
Rozrusznik mniejszy od ziarenka ryżu współpracuje z niewielkim, elastycznym, bezprzewodowym urządzeniem, które przyczepia się do klatki piersiowej pacjenta. Gdy urządzenie wykryje nieregularny rytm serca, wysyła krótki impuls świetlny, który pobudza rozrusznik.
Kardiologia pediatryczna pilnie potrzebuje tymczasowych rozruszników serca. Tutaj miniaturyzacja jest niezwykle ważna, im urządzenie mniejsze, tym lepiej, wyjaśnia John A. Rogers, który kierował pracami. Motywowała nas chęć opracowania rozrusznika dla dzieci. Około 1% dzieci rodzi się z wadami serca. Dobra wiadomość jest taka, że po zabiegu chirurgicznym potrzebują one rozrusznika jedynie przez jakiś czas. Po około 7 dniach ich serca działają poprawnie. Ale tych 7 dni jest absolutnie kluczowych. Teraz możemy umieścić rozrusznik na sercu dziecka i pobudzać go za pomocą miękkiego, delikatnego urządzenia. I nie potrzebujemy kolejnego zabiegu, by rozrusznik usunąć, dodaje kardiolog eksperymentalny Igor Efimov.
Wielu pacjentów wymaga rozrusznika po operacji serca. Albo oczekują w ten sposób na docelowy stały rozrusznik, albo potrzebują go tymczasowo w okresie rehabilitacji. Obecnie podczas operacji do serca podłącza się elektrody, a wyprowadzone na zewnątrz kable łączone są z rozrusznikiem. Gdy taki czasowy rozrusznik nie jest już potrzebny, lekarze wyciągają elektrody. Kable wystają z ciała, a lekarz je wyciąga. Jednak mogą one zostać otoczone tkanką bliznowatą, więc podczas wyciągania może dojść do uszkodzenia mięśnia sercowego. Tak właśnie zmarł Neil Armstrong. Miał tymczasowy rozrusznik po operacji bypassów. Gdy usunięto elektrody, doszło u niego do krwotoku wewnętrznego, wyjaśnia Efimow.
Dlatego właśnie naukowcy z Northwestern stworzyli rozpuszczalny rozrusznik, który został opisany w 2021 roku na łamach Nature Biotechnology. Kardiolodzy chcieli mieć jednak mniejsze urządzenie, które można by łatwiej implementować i które lepiej nadawałoby się do użycia u małych pacjentów. Nasz oryginalny rozpuszczalny rozrusznik działał dobrze. Był cienki, elastyczny i w pełni się wchłaniał w organizmie. Jednak rozmiar jego anteny odbiorczej ograniczał możliwości miniaturyzacji. Dlatego też pracując przy nowym rozruszniku zrezygnowaliśmy z częstotliwości radiowej do bezprzewodowego sterowania urządzeniem, a użyliśmy światła. To pozwoliło na znaczące zmniejszenie rozmiarów urządzenia, mówi Rogers.
Kolejnym elementem, który pozwolił na dalszą miniaturyzację, było zastosowanie innego źródła zasilania. W miejsce NFC (near-field communications) użyto ogniwa galwanicznego. To prosta bateria zamieniająca energię chemiczną w elektryczną. Rozrusznik korzysta z dwóch elektrod zbudowanych z różnych metali. To one przekazują impuls elektryczny do serca. A energię czerpią z płynów ustrojowych, które je otaczają. Gdy rozrusznik jest wszczepiany, otaczające go płyny ustrojowe pełnią rolę elektrolitu. Na drugiej stronie rozrusznika znajduje się bardzo mały przełącznik, aktywowany za pomocą światła. Gdy do przełącznika dociera impuls świetlny wysłany przez skórę pacjenta, przeskakuje on z pozycji „wyłączony” na „włączony” i serce pobudzane jest za pomocą impulsu elektrycznego generowanego przez elektrody, wyjaśnia Rogers.
System korzysta z podczerwieni, która w sposób bezpieczny penetruje organizm. Gdy przyczepione do piersi pacjenta urządzenie wykryje nieprawidłowy rytm, uruchamia diodę, która błyska w rytm prawidłowej pracy serca. Mimo, że nowatorski rozrusznik jest bardzo mały, ma 1,8 mm szerokości, 3,5 mm długości i 1 mm grubości, dostarcza taki sam impuls jak pełnowymiarowe rozruszniki. Serce wymaga jedynie niewielkiej stymulacji elektrycznej. Minimalizując rozrusznik, znakomicie uprościliśmy procedurę jego wszczepienia, zmniejszamy obciążenia i ryzyko dla pacjenta, a dzięki temu, że rozrusznik rozpuszcza się organizmie, nie istnieje konieczność jego usuwania i ryzyko z tym związane, stwierdza Rogers.
Na tym jednak nie koniec zalet minirozrusznika. Jako że urządzenie jest tak małe, można wszczepić kilka rozruszników w różne regiony serca i każdym z nich sterować za pomocą światła o innej długości fali. To zaś pozwala na uzyskanie bardzo skomplikowanej synchronizacji. W szczególnych przypadkach można w różnym rytmie pobudzać różne regiony serca i radzić sobie w ten sposób z arytmiami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania nad szympansami pomogą zrozumieć nam, jak u człowieka rozwinęły się zdolności inżynieryjne. Pierwsze narzędzia, jakimi posługiwali się ludzie, zostały wykonane z nietrwałych materiałów, nie zachowały się, więc nie możemy ich badać. Na szczęście możemy przyglądać się, w jaki sposób narzędzi używają zwierzęta. Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Portugalii, Mozambiku, Tanzanii i Niemiec zauważyli, że szympansy przygotowujące patyki, by łowić nimi termity z gniazd, wykazują się pewną wiedzą inżynieryjną, celowo wybierając odpowiednio elastyczne gałęzie.
Termity są dobrym źródłem energii, tłuszczu, witamin, minerałów i białka. Owady żyją w kopcach, wewnątrz których znajdują się kręte tunele. Badacze wysunęli więc hipotezę, że podczas ich łowienia, lepiej sprawdzają się odpowiednio elastyczne gałęzie niż sztywne patyki. Chcąc przetestować narzędzia używane przez szympansy, uczeni zabrali specjalistycznych sprzęt do Parku Narodowego Gombe i na miejscu badali elastyczność gałęzi, które wykorzystywały szympansy, porównując je z gałęziami, które były dostępne, ale nieużywane przez zwierzęta.
Stwierdzili, że gatunki roślin, z których małpy nigdy nie korzystały do łowienia termitów, miały gałęzie o 175% bardziej sztywne, niż rośliny preferowane przez szympansy. Nawet porównanie roślin znajdujących się w bezpośrednim pobliżu gniazda termitów pokazało wyraźne różnice między materiałem używanym i nigdy nie używanym przez szympansy.
To pierwszy wyczerpujący dowód, że dziko żyjący szympansy kierują się właściwościami mechanicznymi materiału, wybierając gałęzie do łowienia termitów, mówi doktor Alejandra Pascual-Garrido z University of Oxford, która od dekady bada materiały używane przez szympansy z Gombe.
Co więcej, niektóre gatunki roślin, jak te z rodzaju Grewia, są preferowane też na przykład przez szympansy żyjące 5000 kilometrów od Gombe. Sugeruje to, że dzikie szympansy rozumieją właściwości materiałów, dzięki czemu mogą wybierać najlepsze narzędzia do wykonania konkretnego zadania. Łowiąc termity nie wybierają jakiegokolwiek dostępnego patyka. Szukają takiego, który uczyni ich wysiłki najbardziej efektywnymi. To odkrycie, łączące biomechanikę z zachowaniami zwierząt, pomaga nam lepiej zrozumieć procesy poznawcze stojące za wytwarzaniem narzędzi przez szympansy, dokonywaniem ich oceny i wyboru, dodaje Pascual-Garrido.
Jak z każdym odkryciem, tak i tutaj rodzą się pytania o to, w jaki sposób szympansy nabywają tę wiedzę, utrzymują ją i przekazują pomiędzy pokoleniami oraz czy podobne procesy mają miejsce w wyborze narzędzi do innych zadań, na przykład podczas łowienia mrówek czy pozyskiwania miodu. To z kolei prowadzi nas do pytania o to, w jaki sposób ludzie nabyli podobnych umiejętności i jak przebiegała ich ewolucja. Badając, w jaki sposób szympansy wybierają materiał na swoje narzędzia, możemy lepiej zrozumieć, jak robili to nasi przodkowie. Ich narzędzia z nietrwałych materiałów nie przetrwały próby czasu, więc nie jesteśmy w stanie ich zbadać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu w Johannesburgu, Justin Bradfield, Ian A. Dubery i Paul A. Steenkamp, informują o zidentyfikowaniu najstarszej wieloskładnikowej trucizny używanej podczas polowania. Znajdowała się ona na grotach strzał sprzed 7000 lat odkrytych przed dziesięcioleciami w Jaskini Krugera w górach Magaliesberg.
W 1983 roku archeolodzy znaleźli niezwykłą kość udową niezidentyfikowanego gatunku antylopy. Wewnątrz kości znajdowały się trzy groty kościanych strzał, co sugerowało, że służyła ona jako kołczan. Kość trafiła do magazynu Wydziału Archeologii Uniwersytetu Witwatersrand.
W 2022 roku grupa archeologów rozpoczęła ponowne badania w Jaskini Krugera, gdzie kość znaleziono. Postanowili więc przyjrzeć się ponownie temu, co odkryli ich poprzednicy. Wśród badaczy był Justin Bradfield, którego szczególnie interesują dawne materiały organiczne. Wykonana przez niego analiza wykazała, że wewnątrz kości znajduje się niezidentyfikowana substancja, w skład której wchodzi digitoksyna i strofantydyna. To glikozydy nasercowe, silne trucizny występujące w roślinach. Jednak nie występują razem, a to oznacza, że mamy tutaj do czynienia z najstarszym pewnym użyciem wieloskładnikowej celowo przygotowanej trucizny. Co więcej, w kości zidentyfikowano też kwas rycynolowy, którego obecność może świadczyć o użyciu jeszcze jednego toksycznego składnika, rycyny. Wytworzenie trucizny ze składników pochodzących z kilku źródeł świadczy zarówno o zdolnościach poznawczych producenta, jak i o jego dogłębnej znajomości botaniki. Oczywiście nie jest to najstarszy przypadek użycia trucizny podczas polowania, ale najstarszy przykład użycia trucizny wieloskładnikowej.
Niewykluczone, że truciznę podczas polowań używano już 60–70 tysięcy lat temu. Znajdowane w Afryce groty strzał z tego okresu noszą ślady substancji, którymi były mocowane do promienia. Jednocześnie jednak ich przekrój jest tak mały, że prawdopodobnie strzały nie mogły zranić dużego zwierzęcia na tyle poważnie, by poniosło ono śmierć. Stąd też przypuszczenie, że pomocna w polowaniu była trucizna. Natomiast najstarsze molekularne dowody na prawdopodobne stosowanie trucizny pochodzą sprzed 24 tysięcy lat. W Jaskini Border w RPA znaleziono drewnianą szpatułkę z kwasem rycynolowym. Dowód ten jest jednak kwestionowany, gdyż kwas rycynolowy występuje też w oleju rycynowym, który nie jest toksyczny i jest szeroko stosowany w medycynie oraz do pielęgnacji skórzanej odzieży. Jeśli nawet mamy tutaj dowód na użycie trucizny – a obecność kwasu rycynolowego w kości z Jaskini Krugera prawdopodobnie wspiera taką interpretację – to była to trucizna jednoskładnikowa.
Dotychczas najstarszymi dowodami na używanie złożonych trucizn podczas polowania były strzały z Naga ed Der w Egipcie, datowane na lata 2481–2005 p.n.e. Strzały z Jaskini Krugera są o około 3000 lat starsze. Datowanie radiowęglowe węgla drzewnego z warstwy, w której znaleziono kość wykazało, że pochodzą one z lat 5659–5480 p.n.e.
Łączenie różnych składników, czy to w celu wytworzenia lepiszczy do strzał, leków czy trucizn, wiele mówi o zdolnościach poznawczych ich wytwórców oraz ich wiedzy. Neandertalczycy już 200 tysięcy lat temu potrafili destylować lepiszcze z kory brzozowej. W południowej Afryce już co najmniej 60 000 lat temu produkowano substancje klejące łącząc żywicę, ochrę i tłuszcz.
Zastosowanie takich technologii wymagało również wiedzy o składnikach. Ich wytwórcy musieli niejednokrotnie wędrować dziesiątki kilometrów, by znaleźć odpowiednie ingrediencje. Nic dziwnego, że tak cenna wiedza była przekazywana z pokolenia na pokolenie i do dzisiaj istnieją społeczności, które podczas polowania wykorzystują te same trucizny, których używano przed tysiącami lat.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Siedzący tryb życia zwiększa ryzyko wielu chorób serca, nawet gdy nasza aktywność fizyczna odpowiada zalecanym normom. Badacze z Mass General Brigham zauważyli, że ryzyko wystąpienia migotania przedsionków, zawału, niewydolności serca oraz zgonu z powodu chorób układu krążenia jest wyższe, a ryzyko wystąpienia niewydolności serca i zgonu, jest aż o 40–60 procent wyższe, jeśli prowadzimy siedzący tryb życia dłużej niż 10,6 godziny na dobę. I nie ma tutaj znaczenia, ile jak bardzo poza tym jesteśmy aktywni fizycznie.
Siedzący tryb życia jest tutaj definiowany, jako prowadzona po przebudzeniu aktywność o niskim wydatkowaniu energii, taka jak siedzenie czy leżenie. W czas siedzącego trybu życia nie wlicza się snu. Jeśli przekraczamy te 10,6 godziny, to później nawet zalecana dawka aktywności fizycznej może nie redukować tego ryzyka.
Wielu z nas spędza większość dnia siedząc. I o ile mamy wiele badań pokazujących, jak ważna jest aktywność fizyczna, to niewiele wiemy o konsekwencjach zbyt długiego siedzenia, poza ogólnym stwierdzeniem, że może być ono szkodliwe, mówi główna autorka badań, Ezimamaka Ajufo.
Siedzący tryb życia prowadzą nawet osoby aktywne fizycznie. To bardzo ważna uwaga, gdyż zwykle sądzimy, że jeśli po spędzeniu dnia na siedząco, będziemy ćwiczyli, to w jakiś sposób zniwelujemy niekorzystne skutki siedzenia. Odkryliśmy, że to bardziej skomplikowane, dodaje uczona.
Naukowcy wykorzystali w swojej analizie dane 89 530 osób, które przez tydzień nosiły urządzenie monitorujące ich aktywność. Przyglądali się związkowi pomiędzy typowym dniem tych osób, a przyszłym ryzykiem wystąpienia czterech wspomnianych problemów zdrowotnych. Okazało się, że wiele z negatywnych skutków siedzącego trybu życia występowało też u osób, które spełniały zalecenia o ponad 150 minutach tygodniowo umiarkowanych do intensywnych ćwiczeń fizycznie. O ile bowiem ryzyko migotania przedsionków i zawału serca można w większości zrównoważyć ćwiczeniami, to w przypadku niewydolności i zgonu z powodu chorób układu krążenia, ryzyko można jedynie częściowo zmniejszyć.
Nasze dane pokazują, że lepiej jest siedzieć mniej i ruszać się więcej, a unikanie zbyt długiego siedzenia jest bardzo ważne dla uniknięcia niewydolności serca i zgonu, wyjaśnia Shaan Khurshid. Aktywność fizyczna jest ważna, ale równie ważne jest unikanie długotrwałego siedzenia, dodaje Patrick Ellinor.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Chemioterapia staje się coraz bardziej skuteczna, coraz więcej osób udaje się wyleczyć z nowotworów, jednak wiele z nich ma później problemy z sercem, które z czasem zabijają część byłych pacjentów onkologicznych. Pojawiła się więc nowa dziedzina medycyny, kardioonkologia. Zajmujący się nią naukowcy z University of Illinois Chicago zidentyfikowali właśnie mechanizm, za pomocą którego enzymy mogą pomóc w zapobieganiu uszkodzenia mięśnia sercowego u osób poddawanych chemioterapii.
Uczeni najpierw zauważyli, że gdy komórki mięśnia sercowego zostają poddane stresowi pod wpływem chemioterapii, enzymy mitochondrialne przemieszczają się do jądra komórkowego, co jest niezwykłym zjawiskiem. Badacze nie wiedzieli, co to oznacza – czy zjawisko to prowadzi do uszkodzenia komórek, czy też ma je chronić przed uszkodzeniem. Nie mieliśmy pojęcia, co wykażą badania, mówi doktor Jalees Rehman.
Stworzyli więc wersje enzymów, które omijały mitochondria i przemieszczały się do jądra. Okazało się, że to wzmacniało komórkę, utrzymując ją przy życiu. Następnie wykazali, że proces ten działa tak samo zarówno w przypadku komórek ludzkiego serca uzyskanych z ludzkich komórek macierzystych jak i u myszy poddanych chemioterapii. Wydaje się, że mamy tutaj nieznany nam wcześniej mechanizm, za pomocą którego komórki mięśnia sercowego bronią się przed uszkodzeniem w wyniku chemioterapii, dodaje Rehman.
Odkrycie daje nowe możliwości kliniczne. Lekarze mogą na przykład testować indywidualnych pacjentów pod kątem zdolności ich organizmu do ochrony serca. Mogliby z komórek macierzystych z krwi pacjenta uzyskiwać komórki serca i testować je pod kątem podatności na uszkodzenia. Oceniając przemieszczanie się enzymów z mitochondriów oraz uszkodzenia powodowane przez chemioterapię można by ocenić jej skutki dla pacjenta, wyjaśnia uczony. U pacjentów, u których taka ochrona jest niedostateczna, można by wywoływać zwiększony ruch enzymów do jąder komórkowych, chroniąc w ten sposób serce przed uszkodzeniem.
Naukowcy chcą teraz przeprowadzić kolejne badania, by sprawdzić, czy ten sam mechanizm może chronić serce przed innymi uszkodzeniami, powodowanymi np. przez nadciśnienie czy zawały. Chcieliby też przekonać się, czy w ten sposób można chronić inne komórki np. tworzące naczynia krwionośne.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.