-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Nasz cykl dobowy wpływa na metabolizm i zmienia sposób korzystania przez organizm ze źródeł energii, czytamy na łamach Experimental Physiology. Autorzy opisywanych badań odkryli, że osoby, które późno chodzą spać, mają zmniejszoną zdolność do wykorzystania tłuszczu jako źródła energii, a to oznacza, że tłuszcz może odkładać się w ich organizmach i zwiększać ryzyko chorób serca oraz cukrzycy typu 2.
Uczeni zauważyli, że pomiędzy rannymi ptaszkami a nocnymi markami istnieją różnice w metabolizmie insuliny. Organizmy rannych ptaszków w większym stopniu polegają na tłuszczu jako źródle energii, organizmy nocnych marków zużywają zaś mniej tłuszczu.
Naukowcy z Rutgers University i University of Wirginia podzielili badanych w zależności od ich chronotypu na grupę rannych ptaszków i nocnych marków. Wykorzystali badania obrazowe do określenia masy i składu ciała, a insulinowrażliwość oraz próbki wydychanego powietrza służyły do pomiaru metabolizmu tłuszczów i węglowodanów.
Badani byli szczegółowo monitorowani przez tydzień. Dzięki temu naukowcy mogli określić ich wzorzec aktywności. Pozostawali na kontrolowanej diecie i nie mogli jeść w nocy, by zminimalizować wpływ diety na wyniki badań. Ich metabolizm był badany najpierw w czasie odpoczynku, po którym następowały dwie 15-minutowe sesje na mechanicznej bieżni. Jedna sesja miała umiarkowaną, druga zaś bardzo wysoką intensywność. Badano też wydolność aerobową uczestników. W tym celu kąt nachylenia bieżni był co 2 minuty zwiększany o 2,5% do czasu, aż uczestnik był całkowicie wyczerpany.
Badania wykazały, że ranne ptaszki zarówno w czasie odpoczynku jak i ćwiczeń, zużywają więcej tłuszczu niż nocne marki. Miłośnicy wczesnego wstawania byli też bardziej wrażliwi na insulinę. Natomiast osoby, które kładą się spać późno w nocy charakteryzowała mniejsza wrażliwość na insulinę, co oznacza, że ich organizmy potrzebowały więcej insuliny do obniżenia poziomu glukozy we krwi, a ich organizmy preferowały węglowodany jako źródło energii. Ograniczona wrażliwość na insulinę wiąże się zaś ze zwiększonym ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2. oraz chorób serca. Naukowcy nie wiedzą, skąd się bierze tego typu różnica w metabolizmie obu badanych grup.
Różnica w metabolizmie pokazuje, że rytm dobowy może wpływać na to, jak organizm korzysta z insuliny. Większa lub mniejsza wrażliwość na insulinę ma duże znaczenie dla naszego zdrowia. Wydaje się, że chronotyp wpływa na nasz metabolizm i działanie hormonów, dlatego uważamy, że powinien być przez lekarzy brany pod uwagę podczas oceny ryzyk zdrowotnych każdego pacjenta, mówi profesor Steven Malin z Rutgers University.
Zauważyliśmy tez, że ranne ptaszki są bardziej aktywne i charakteryzują się lepszą kondycją fizyczną niż nocne marki, którzy prowadzą bardziej siedzący tryb życia, dodaje uczony.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Sposób pomiaru ciśnienia krwi nie zmienił się od czasu wynalezienia w 1881 roku sfigmomanometru z nadmuchiwanym rękawem. Jednak taki sposób pomiaru nie daje nam pełnej wiedzy o stanie układu krążenia. Ciśnienie krwi to ważny wskaźnik. Stres może zabić. Stres prowadzi do zmian ciśnienia, ale nie mamy sposobu, by je mierzyć czy rozumieć, mówi profesor inżynierii Roozbeh Jafari z Texas A&M University.
W ostatnich latach zaczęły pojawiać się urządzenia, za pomocą których osoby cierpiące na choroby układu krążenia mogą na bieżąco monitorować ciśnienie. Urządzenia są jednak dość spore, mogą się przesuwać zakłócając pomiar. Z kolei urządzenia takie jak smartwatche, które korzystają z podczerwieni, mogą mierzyć puls, ale nie ciśnienie.
Jednak wkrótce może się to zmienić.profesor Deji Akinwande z University of Texas w Austin i profesor Jafari opracowali grafenowe elektroniczne tatuaże, które utrzymują się na skórze przez tydzień i bez przerwy monitorują ciśnienie badając bioimpedancję.
Ciągły pomiar ciśnienia ma wiele zalet. Pozwala bowiem na sprawdzenie, jak sprawuje się nasz układ krwionośny w różnych sytuacjach: podczas snu, pracy, intensywnego wysiłku fizycznego, gdy przeżywamy stres i gdy jesteśmy spokojni. Można dzięki temu wykonać tysiące pomiarów w ciągu doby. A to z kolei nie tylko powie nam, w jakim stanie jest nasz układ krążenia, ale pozwoli na wczesne wykrycie problemów.
Naukowcy rozpoczęli pracę od wyhodowania na miedzianej folii pojedynczej lub podwójnej warstwy grafenu. Następnie grafen pokryli 200-nanometrową warstwą akrylu, a całość przenieśli na papier do tatuaży, z którego całość trafiła na skórę. Jako, że warstwa grafenu jest atomowej grubości, bardzo dobrze przylega do skóry, nie musi być w żaden sposób mocowana, nie przesuwa się, a tatuażu w ogóle się nie czuje.
Żeby mierzyć ciśnienie naukowcy wykorzystali dwa rzędy sześciu grafenowych tatuaży. Każdy z rzędów został umieszczony dokładnie nad jedną z dwóch głównych tętnic ramienia: promieniową i łokciową. Skrajne tatuaże w każdym rzędzie wysyłają niewielkie impulsy elektryczne, a tatuaże wewnętrzne mierzą zmiany napięcia, co pozwala na określenie impedancji. Impedancja – jak wyjaśnia Jafari – odzwierciedla zaś zmiany ilości krwi w arteriach. Naukowcy musieli jeszcze stworzyć algorytm maszynowego uczenia się, który na podstawie zmian objętości krwi w arteriach, czasu przejścia impulsu zmiany ciśnienia pomiędzy tatuażami, różnicy czasu zmiany ciśnienia pomiędzy tętnicami oraz elastyczności arterii, dokładnie oblicza ciśnienie krwi.
W ramach eksperymentu tatuaże umieszczono na ramionach 7 osób, a wyniki pomiarów z tatuaży porównywano z wielokrotnie wykonywanymi tradycyjnymi pomiarami. Osoby biorące udział w eksperymencie musiały w czasie badań wykonywać różne czynności. Niektórzy robili pompki, inni spacerowali szybkim krokiem przy temperaturze dochodzącej do 38 stopni Celsjusza. Badania wykazały, że tatuaże nie ulegają degradacji pod wpływem światła, ciepła, kontaktu z wodą czy z potem. Eksperyment trwał przez pięć godzin i zakończył się sukcesem. Jafari mówi, że można dłużej wykorzystywać tatuaże, gdyż pozostają one na skórze przed tydzień.
Prototypowa wersja grafenowego systemu do pomiaru ciśnienia jest zaopatrzona w przewody, którymi dane z tatuaży wędrują do analizującego je urządzenia. Akinwande zapowiada, że powstanie wersja bezprzewodowa. Musimy zaprojektować układ scalony, który będzie bezprzewodowo przesyłał informacje, mówi.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Ludzka insulina i jej analogi wykazują predyspozycje do tworzenia dimerów i heksamerów, które spowalniają jej działanie i utrudniają zarządzanie poziomem cukru we krwi. Okazuje się, że nadzieją dla diabetyków i szansą na stworzenie nowej generacji leków może być insulina wydzielana przez jadowite ślimaki morskie.
Ślimaki morskie często polują na ryby. Niektóre z tych gatunków, jak np. stożek geograficzny (Conus geographus), uwalniają do wody toksynę zawierającą specyficzną formę insuliny. W wyniku jej działania dochodzi do gwałtownego spadku poziomu glukozy we krwi ryby, co ją paraliżuje. Ślimak może ją wówczas pożreć.
Już podczas wcześniejszych badań Danny Hugh-Chieh Chou i jego zespół z University of Utah odkryli, że wydzielana przez ślimaka insulina jest pod względem biochemicznym podobna do ludzkiej. Ponadto, jak się wydaje, działa szybciej niż dostępne obecnie analogi insuliny. A, jak mówi współautorka najnowszych badań, profesor Helena Safavi-Hemami z Uniwersytetu w Kopenhadze, szybciej działająca insulina nie tylko zmniejsza ryzyko hiperglikemii, ale również poprawia wydajność pomp insulinowych czy sztucznych trzustek. Chcieliśmy pomóc ludziom cierpiącym na cukrzycę, by mogli szybciej i bardziej precyzyjnie kontrolować poziom cukru.
Dlatego też międzynarodowy zespół naukowy z USA, Danii i Australii postanowił bliżej przyjrzeć się insulinie wydzielanej przez ślimaki morskie. Badania wykazały, że brakuje jej „zaczepu”, który powoduje, że tworzą się dimery i heksamery. Takie łączenie się molekuł insuliny jest konieczne, by mogła się ona gromadzić w trzustce. Ma jednak tę wadę, że agregaty muszą zostać rozbite na poszczególne molekuły zanim insulina zacznie oddziaływać na cukier we krwi. A proces taki może zająć nawet godzinę. Jako, że insulina wydzielana przez ślimaki nie zbija się w agregaty, może działać natychmiast.
Po dokonaniu tego odkrycia naukowcy postanowili wykorzystać je w praktyce. Chcieliśmy stworzyć ludzką insulinę, która byłaby nieco podobna do insuliny ślimaka, wyjaśnia profesor Safavi. Pomysł wydawał się możliwy do zrealizowania, bo, jak się okazało, insulina produkowana przez ślimaka jest podobna do ludzkiej insuliny. Problem jednak w tym, że działa znacznie słabiej. Naukowcy szacują, że jest nawet 30-krotnie słabsza od ludzkiej insuliny.
Chou i jego zespół zaczęli pracę od wyizolowania czterech aminokwasów za pomocą których insulina ślimaka przyczepia się do receptora insuliny. Następnie stworzyli wersję ludzkiej insuliny, która nie zawierała regionu odpowiedzialnego za tworzenie agregatów. W końcu zbudowali hybrydę ze zmodyfikowanej ludzkiej insuliny połączonej z czterema aminokwasami insuliny ślimaka. W ten sposób powstał monomer, który naukowcy nazwali mini-insuliną. Badania na szczurach wykazały że pomimo braku C-końcowego oktapeptydu w łańcuchu B mini-insulina łączy się z receptorami insulinowymi równie silnie jak ludzka insulina. Działa zatem równie skutecznie jak ona, ale szybciej.
Mini-insulina ma niesamowity potencjał. Dzięki kilku zmianom stworzyliśmy silnie i szybko działającą strukturę, która jest najmniejszym w pełni aktywnym analogiem ludzkiej insuliny. Jako, że jest to tak mała molekuła, jej synteza powinna być prosta, dzięki czemu to główny kandydat do stworzenia leków insulinowych przyszłej generacji – mówi Chou.
Z pracą zespołu Chou można zapoznać się na łamach Nature Structural & Molecular Biology.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Waszyngtonu odkryli najstarsze narzędzie do tatuowania w zachodniej Ameryce Północnej. Było wykorzystywane ok. 2 tys. lat temu przez przedstawicieli kultury Anasazi (wyplataczy koszy) z terenu dzisiejszego południowo-wschodniego stanu Utah.
Doktorant Andrew Gillreath‑Brown natknął się na nie, przeprowadzając inwentaryzację materiałów archeologicznych przechowywanych w magazynie od ponad 40 lat. Odkrycie przesuwa początki tatuowania na zachodzie Ameryki Północnej o ponad 1000 lat.
Tatuowanie to dziedzina sztuki i forma ekspresji, która często występuje w rdzennych kulturach z całego świata. Niewiele jednak wiadomo o tym, kiedy lub z jakiego powodu się pojawiła. Dotyczy to zwłaszcza takich miejsc, jak Południowy Wschód USA, gdzie nie zachowały się ludzkie szczątki z tatuażami ani starożytne dokumenty pisane na ten temat. Z tego powodu, odtwarzając historię tatuowania w regionie, specjaliści muszą opierać się m.in. na narzędziach.
Gillreath‑Brown wspomina o narzędziach z kolców kaktusów z rączką z Arizony i Nowego Meksyku. Najstarsze z nich datowano na 1100-1280 r. n.e. Gdy więc antropolog natknął się na podobnie wyglądające narzędzie z Utah, które było o tysiąc lat starsze, wiedział, że znalazł coś wyjątkowego.
Kiedy po raz pierwszy wyjąłem je z muzealnej skrzynki i zdałem sobie sprawę, co to może być, byłem bardzo podekscytowany - podkreśla Gillreath‑Brown.
Narzędzie składa się z ok. 9-cm łodygi Rhus trilobata, która stanowi rączkę. Owinięto ją wiązką liści jukki. Najważniejszą część stanowią jednak, oczywiście, 2 kolce opuncji. Zainteresowały mnie resztki barwnika na ich końcach, bo wskazywały, że to może być przyrząd do tatuowania.
Zachęcony przez Aarona Detera‑Wolfa, przyjaciela i współautora studium, Gillreath‑Brown zbadał końcówki kolców za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, fluorescencji rentgenowskiej i spektroskopii dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego. Sporządził też replikę narzędzia i przetestował ją na świńskiej skórze.
Amerykanin stwierdził, że pigment najprawdopodobniej zawierał węgiel, czyli pierwiastek często stosowany w farbach do malowania ciała czy tatuażach.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Kapsułka, która wstrzykuje insulinę bezpośrednio do ściany żołądka, może uwolnić osoby cierpiące na cukrzycę typu 2. od konieczności robienia sobie zastrzyków.
Opracowana przez naukowców z MIT kapsułka jest wielkości jagody. Wyposażono ją w niewielką igłę wykonaną ze skompresowanej insuliny, która jest wstrzykiwana, gdy kapsułka dotrze do żołądka. Testy na zwierzętach wykazały, że w ten sposób można dostarczyć do organizmu taką ilość insuliny, która obniża poziom cukru do wartości porównywalnych z podskórną injekcją insuliny. Twórcy kapsułki dowiedli też, że może być ona wykorzystywana również do dostarczania innych leków opartych na proteinach.
Mamy wielką nadzieję, że pewnego dnia ta nowa kapsułka naprawdę pomoże cukrzykom, a może nawet wszystkim, którym leki mogą być obecnie podawana wyłącznie za pomocą injekcji lub infuzji, mówi jeden z autorów nowatorskiej kapsułki, profesor Robert Langer.
W kapsułce umieszczono igłę połączoną ze ściśniętą sprężyną, a całość utrzymywana jest w miejscu przez dysk wykonany z cukru. Gdy kapsułka zostaje połknięta, cukrowy dysk ulega rozpuszczeniu, zwalniana jest sprężyna, a igła wbija się w ścianę żołądka. Czubek igły wykonano w niemal 100% ze skompresowanej liofilizowanej insuliny. Pozostała część igły, która nie wnika do ściany żołądka, została wykonana z biodegradowalnego materiału.
Jako, że ściana żołądka nie posiada receptorów bólu, pacjenci nie czują wbijającej się igły. Aby upewnić się, że lek zostanie wstrzyknięty, całość zaprojektowano tak, że niezależnie od położenia kapsułki w żołądku igła orientuje się tak, by wejść w kontakt z wyściółką żołądka.
Do stworzenia systemu odpowiedniego ustawiania się igły naukowców zainspirował afrykański żółw lamparci, jego karapaks ma taki kształt, że jeśli zwierzę upadnie do góry nogami, bez problemu obraca się na nogi. Bazując na kształcie jego karapaksu, uczeni wykorzystali modelowanie komputerowe i stworzyli taki kształt kapsułki, że igła zawsze wbija się w żołądek.
Gdy już igła się wbije, insulina rozpuszcza się w tempie zadanym podczas projektowania kapsułki. Podczas testów cała dawka insuliny trafiała do krwioobiegu w ciągu około godziny. W czasie wstępnych testów na świniach dowiedziono, że można dostarczyć do 300 mikrogramów insuliny. Niedawno ilość tę zwiększono do 5 miligramów, a to już wartość porównywalna z ilością insuliny, jaką wstrzykują sobie cierpiący na cukrzycę typu 2. Sama kapsułka wykonana jest z biodegradowalnego polimeru i stali nierdzewnej. Podczas jej przechodzenia przez układ trawienny nie występują żadne skutki uboczne.
Profesor Maria Jose Alonso z Uniwersytetu w Santiago de Compostela, która nie była zaangażowana w prace nad kapsułką, mówi o przełomowej technologii. Nie mamy tutaj do czynienia ze stopniowym ulepszaniem sposobu podawania insuliny, na czym większość naukowców się skupiała. Widzimy tutaj przełom technologiczny na polu doustnego podawania peptydów.
Zespół z MIT współpracuje już z firmą Novo Nordisk. Celem współpracy jest udoskonalenie kapsułki i zoptymalizowanie jej procesu produkcyjnego. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości ich wynalazek posłuży do doustnego podawania leków, które obecnie muszą być wstrzykiwane. Nie wykluczają, że będzie można za jej pomocą podawać też DNA i RNA.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.