Индекс активности участника

Еще заманчивее эта идея выглядит для создания искусственного сердца. Нет сомнения, что для этого нужен электрический двигатель, но где взять для него источник энергии? Гипотетический электрохимический элемент, в котором окисляется молочная кислота, здесь может оказаться очень полезным, так как у сердечных больных образуется много молочной кислоты, но она не может использоваться из-за недостатка кислорода. В этом случае решались бы сразу две задачи - и получения энергии для искусственного сердца и утилизации избытка молочной кислоты.

Другое сопоставление, правда, внешнее, подчеркивает интересную и важную закономерность. Единственный топливный элемент, который нашел реальное применение в технике, использует в качестве окисляемого вещества водород. В клетках за миллионы лет эволюции прочно укрепился биохимический механизм, в котором непосредственным субстратом (топливом) служит также водород, но присоединенный к НАД. Он по физическим и химическим свойствам заметно отличается от газообразного водорода, в частности уступает по теплотворной способности, но все же это две формы одного и того же вещества, которое является самым богатым в природе концентратом энергии. Очевидно, поэтому водород оказался самым подходящим топливом и для клеток и для топливных элементов. Проблема (для техники) заключается в том, где взять его в достаточном количестве и как транспортировать.

18.05.2024

Сложные предложения

Закономерен вопрос: а нужен ли переносчик на такие микроскопические расстояния? Транспортировать водород так же, как гемоглобин переносит кислород, действительно нет необходимости, поскольку он образуется тут же в клетке, но дело в том, что НАД переносчик совсем в другом смысле. Ведь гемоглобин транспортирует молекулярный кислород, поступающий из воздуха, и в такой же форме отдает его тканям. Молекулярного же водорода в клетках нет, поэтому НАД - это те клещи или щипцы, которые "выдирают" атомы водорода из окисляемых молекул пиши. За каждый заход молекула НАД забирает по два атома водорода, одновременно способствуя тому, чтобы один из них распался на две заряженные частицы - протон и электрон, причем отрицательный электрон остается присоединенным к молекуле переносчика, а положительный протон (ион водорода) переходит в раствор. В дальнейшем движении по дыхательной цепи распадается и другой атом водорода. В процессе движения электронов по дыхательной цепи происходит накопление энергии в форме веществ, которые называются макроэргами. Дальше организм использует их по мере потребности для удовлетворения конкретных нужд - мышечного сокращения, накопления ионов в клетках и т. д.

В конце января группа ученых из США и Японии опубликовала в журнале статью, в которой утверждала, что возможно превратить обычные клетки в стволовые без вмешательства в их генетический код. Это стало сенсацией в научном мире. ТОКИО, 14 мар — РИА Новости, Ксения Нака. Авторы нашумевшей статьи в журнале Nature о создании стволовых клеток из обычных путем воздействия на них кислоты (STAP-клетках) предлагают ее отозвать в связи с выявленными неточностями и подменой иллюстраций. В конце января группа ученых из США и Японии опубликовала в журнале статью, в которой утверждала, что возможно превратить обычные клетки в стволовые без вмешательства в их генетический код. Это стало сенсацией в научном мире.

18.05.2024

Встроенный запуск словаря

У некоторых живых организмов, например, бабочек и пауков, существует аналогичная система дыхательных трубочек-трахей, по которым кислород поступает непосредственно к органам дыхания. Если бы на нашей планете атмосфера состояла из чистого кислорода, то дыхательные трубочки-трахеи могли бы удовлетворить потребности и более крупных организмов (по мере расходования кислорода в трахеи поступали бы его новые порции). Однако кислород занимает лишь пятую часть воздуха нашей планеты, а остальные приходятся на азот. По этой причине, если дыхание интенсивное, а трубка длинная, весь кислород расходуется, и трахея оказывается заполненной азотом. Нужен какой-то более эффективный механизм. У более высокоорганизованных животных кислород поступает к тканям с гемоглобином, это в десятки раз увеличивает транспортные возможности жидкости. Например, в крови человека с гемоглобином связано примерно в 100 раз больше кислорода, нежели растворено в самой жидкости. Несмотря на это, возможности гемоглобина как транспортного средства большинству техников должны показаться очень скромными. Так, 1 молекула гемоглобина при самых благоприятных обстоятельствах может перенести 4 молекулы кислорода, но поскольку гемоглобин - это белок с молекулярной массой 64000 даль-тон, а молекулярная масса кислорода всего 32 дальтона, то оказывается, что полезная нагрузка составляет всего одну пятисотую. Ситуация примерно такая же, как если бы человек, весящий 80 килограммов, поехал в гости на сорокатонном паровозе! Обычно же ситуация еще хуже - в реальных условиях полезная нагрузка составляет одну тысячную или еще меньше. Выручает лишь быстрая оборачиваемость - в организме человека эритроцит в среднем за одну минуту успевает три раза загрузиться кислородом в легких и отдать его тканям.

Другое сопоставление, правда, внешнее, подчеркивает интересную и важную закономерность. Единственный топливный элемент, который нашел реальное применение в технике, использует в качестве окисляемого вещества водород. В клетках за миллионы лет эволюции прочно укрепился биохимический механизм, в котором непосредственным субстратом (топливом) служит также водород, но присоединенный к НАД. Он по физическим и химическим свойствам заметно отличается от газообразного водорода, в частности уступает по теплотворной способности, но все же это две формы одного и того же вещества, которое является самым богатым в природе концентратом энергии. Очевидно, поэтому водород оказался самым подходящим топливом и для клеток и для топливных элементов. Проблема (для техники) заключается в том, где взять его в достаточном количестве и как транспортировать.

18.05.2024

Введена система ученых званий

Откуда берутся эмбриональные клетки? Ты наверняка знаешь про ЭКО – экстракорпоральное оплодотворение. Обычно женщине, у которой не получается забеременеть самостоятельно, подсаживают не больше двух эмбрионов – лучших. Остальные хорошие замораживают – их можно будет также использовать для зачатия годы спустя. Но есть и эмбрионы, что плохого качества. Их, с согласия родителей, безвозмездно передают науке. Это и есть эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), с которыми работают ученые всего мира. Не надо путать их с абортивным материалом и вспоминать страшные истории «из телевизора». Для медицины описанные клетки сделали очень много. «У нас нет возможности другим образом изучать эмбриональное развитие. Благодаря им, мы смогли многое понять про то, как развиваются ткани. Все-таки человек – это не большая мышь без хвоста. Подобные исследования необходимы», – объясняет Мария Андреевна. ВОПРОСЫ ПРАВА И ЭТИКИ В 1980-х эмбриональные клетки были выведены у мыши, а в 1998 году Джеймс Томсон из Висконсинского университета в Мадисоне вывел первую линию человеческих ЭСК. Когда Джордж Буш пришел к власти, он запретил в США государственное финансирование исследований на линиях, полученных после 2001 года. Но на уже существующих, которых достаточно, проводить изыскания можно. Кроме того, в Америке большой процент частных инвестиций в науку. В Англии и Израиле вообще нет запретов, только правила и регламенты. Самые строгие ограничения на работу с клетками существуют в католических странах, где зигота, то есть оплодотворенная яйцеклетка – не важно, день ей или десять, – уже считается человеком. А потому есть немало мест на планете, где подобные исследования вызывают очень много споров.

При этом заметим, что с позиций энергетика КПД мышечной работы совсем неплохой - около 30 процентов, стало быть, учиться есть чему. И учтем, что во всех клетках главные биохимические реакции, в том числе биологического окисления, очень схожи. Это объясняется тем, что они сложились очень давно - еще на заре эволюции, более миллиарда лет тому назад, и хорошо отшлифованы временем.

18.05.2024