Индекс активности участника

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.

Важное преимущество таких биологических источников энергии состоит также в том, что они не только используют возобновляемые источники сырья, но и не загрязняют окружающую среду, так как включаются в природный кругооборот веществ значительно легче, чем любой другой источник энергии, кроме, может быть, Солнца. Схема топливного элемента. Молекулы газообразного водорода на водородном электроде распадаются на ионы (Н+) и электроны (е-), которые сообщают электроду отрицательный заряд. На кислородном электроде молекулы газообразного кислорода, реагируя с водой и забирая электроны от электрода, сообщают ему положительный заряд, при этом образуются ионы гидроксила (ОН ). По проводу, соединяющему оба электрода, течет тон, который используется для выполнения полезной работы. Схема топливного элемента Схема клеточного дыхания Схема клеточного дыхания. Из пищи (белков, жиров, углеводов) на предварительном этапе образуются дву-углеродные фрагменты (ацетилы), которые, сгорая, превращаются в угольную кислоту и водород, подсоединенный к переносчику (НАД. Н:). При этом почти вся химическая энергия передается водороду. На следующем этапе (в дыхательной цепи) водород распадается на водородный ион и электрон, который с помощью фермвн. та цитохромоксидазы присоединяется к кислороду с образованием иона гидроксила. При движении электрон? по дыхательной цепи синтезируются нужные организму богатые энергией вещества - макроэрги, как видим, у клеточного дыхания и топливного элемента немало общего. Схема гипотетического устройства, использующего биологический метод получения водорода для топливных элементов. Живая клетка, которая находится в анаэробных (бескислородных) условиях, тем не менее выполняет свою обычную работу - генерирует водород за счет распада пищевых веществ и воды. Специальное вещество (например, молочная кислота), способное проходить через клеточные оболочки, переносит этот водород к водородному электроду топливного элемента. Остальные процессы идут так же. как в классическом водородно-кислородном элементе.

21.05.2024

Сложные предложения

В силу некоторых обстоятельств, о которых сейчас речи нет, использование такого "челнока" сопряжено с ухудшением КПД, поэтому оно может оправдать себя лишь в особых обстоятельствах. Так, при некоторых заболеваниях сердца используются кардиостимуляторы, управляющие сокращениями сердечной мышцы. Вместе с кардиостимулятором в тело пациента вживляют и электрическую батарейку - источник тока. Однако в организме, особенно больном, всегда много молочной кислоты, и она могла бы, окисляясь на электроде топливного элемента, приводить в действие кардиостимулятор сердца, который получил бы тем самым неограниченный источник энергии.

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.

21.05.2024

Встроенный запуск словаря

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.

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.

21.05.2024

Введена система ученых званий

Маяк напрямую не ответила на запрос Nature News, однако ее адвокат заявил: Журнал Lancet отозвал статью о вреде прививок 1998 года, содержащую подлог У прививки нет срока давности Журнал Lancet отозвал статью, необоснованно связывающую прививки против кори, краснухи и свинки с развитием аутизма. Статья удалена из архива журнала... → «Доктор Маяк признает, что при оформлении работы были допущены некие ошибки в иллюстрациях. Несмотря на это, она твердо уверена, что опубликованные экспериментальные данные являются качественным подтверждением выводов, сделанных в опубликованной работе. Именно поэтому она не подписала сообщения об отзыве статьи. Доктор Маяк приносит свои извинения коллегам за возможные доставленные неудобства».

В лаборатории вопрос решается просто: пишут заявку в отдел снабжения, и дюжие молодцы приносят тяжелый стальной баллон, к которому остается только присоединить редуктор. В цехе или в живой клетке дело, конечно, сложнее. Там должен существовать вспомогательный механизм, который позволил бы получать водород из доступных природных продуктов (для клетки это пища). Этот вспомогательный механизм и есть первый, подготовительный этап биологического окисления. Биологический способ получения водорода, доступного окислению,- очень важная особенность, которая отличает живую клетку от топливного элемента. Очень похоже, что именно ее и не хватает химическим источникам тока, чтобы они могли навсегда вытеснить тепловые машины. Итак, в результате каких же химических процессов возникают подлежащие окислению атомы водорода? Ведь в пищевых веществах на водород приходится всего лишь половина атомов молекулы и Vi5 ее массы. Примерно такая же картина и в других биологических соединениях. Неужели остальные 14/is это балласт?

21.05.2024