26 Φεβ 2013

Νέα εξήγηση για το μηχανισμό δράσης των αντικαταθλιπτικών

Τα αντικαταθλιπτικά φάρμακα χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες, περιέργως όμως κανείς δεν είναι βέβαιος για τις λεπτομέρειες του μηχανισμού δράσης. Ερευνητές του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς προτείνουν τώρα μια νέα θεωρία, σύμφωνα με την οποία τα φάρμακα αυτά μπλοκάρουν ένα γονίδιο που κανονικά εμποδίζει το σχηματισμό νέων νευρώνων στον εγκέφαλο.
Τα σύγχρονα αντικαταθλιπτικά, όπως τα φάρμακα της κατηγορίας SSRI (εκλεκτικοί αναστολείς επαναπρόσληψης σεροτονίνης) αυξάνουν τα επίπεδα της σεροτονίνης, ενός νευροδιαβιβαστή που συνδέεται με την κατάθλιψη. Τη δεκαετία του 1990, πολλοί νευροβιολόγοι πίστευαν ότι η κατάθλιψη οφείλεται σε "διαταραχές" των επιπέδων της σεροτονίνης και άλλων νευροδιαβιβαστών, αργότερα όμως έγινε σαφές ότι η κατάσταση δεν είναι τόσο απλή.
Το μυστήριο περιπλέκεται από το γεγονός ότι τα αντικαταθλιπτικά φάρμακα συνήθως χρειάζονται αρκετές εβδομάδες μέχρι να δράσουν πλήρως, παρόλο που η αύξηση στα επίπεδα των νευροδιαβιβαστών είναι άμεση.
Κανείς δεν είναι σίγουρος για το πού οφείλεται αυτή η καθυστέρηση, τα τελευταία χρόνια όμως έχει προκύψει ένα σημαντικό νέο στοιχείο: τα αντικαταθλιπτικά φαίνεται ότι προάγουν το σχηματισμό νέων νευρώνων από βλαστικά κύτταρα του εγκεφάλου, μια διαδικασία που απαιτεί χρόνο.
Την ίδια δράση έχει εξάλλου διαπιστωθεί ότι έχει η ηλεκτροσπασμοθεραπεία, περισσότερο γνωστή ως ηλεκτροσόκ, η οποία εφαρμόζεται ακόμα και σήμερα στην ανθεκτική κατάθλιψη (και δεν είναι βάρβαρη όπως πιστεύεται).
Πώς όμως μπορούν τα φάρμακα και η ηλεκτροσπασμοθεραπεία να προάγουν τη νευρογένεση ; Για να διερευνήσει το θέμα, ο καθηγητής Χονγκζούν Σον και οι συνεργάτες του συνέκριναν σε πρώτη φάση ποντίκια που είχαν ή δεν είχαν υποβληθεί σε ηλεκτροσπασμοθεραπεία. Η ανάλυση έδειξε ότι η θεραπεία έδειχνε να μπλοκάρει το γονίδιο της πρωτεΐνης sFRP3.
Για να μελετήσουν τη δράση αυτής της πρωτεΐνης, οι ερευνητές μελέτησαν ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να μην την παράγουν καθόλου. Τα πειραματόζωα αυτά συμπεριφέρονταν "σαν φυσιολογικά ποντίκια που έπαιρναν αντικαταθλιπτικά" αναφέρει η ερευνητική ομάδα. Επιπλέον, η συμπεριφορά αυτή δεν άλλαζε όταν χορηγούνταν αντικαταθλιπτικά σε αυτά τα ζώα.
Αυτό αποτελεί ισχυρή ένδειξη ότι τα αντικαταθλιπτικά αναστέλλουν τη δράση του γονιδίου της πρωτεΐνης sFRP3, η οποία είχε διαπιστωθεί με προηγούμενες μελέτες ότι αναστέλλει το σχηματισμό νέων νευρώνων.
Για να συνδέσουν τα ευρήματα στα ποντίκια με το τι συμβαίνει στον άνθρωπο, οι ερευνητές εξέτασαν μια βάση δεδομένων με πληροφορίες για 541 ασθενείς με κατάθλιψη και την απόκρισή τους στη θεραπεία με αντικαταθλιπτικά. Πράγματι, τρεις παραλλαγές του sFPR3 βρέθηκαν να συνδέονται με την απόκριση στη θεραπεία.
Τα αποτελέσματα των επιμέρους πειραμάτων δημοσιεύονται στις επιθεωρήσεις "Molecular Psychiatry" και "Cell Stem Cell".
Σχολιάζοντας τα ευρήματα, ο Δρ Σονγκ επισημαίνει ότι "Η δραστηριότητα αυτού του γονιδίου είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στην ένταση της δραστηριότητας στον εγκέφαλο, οπότε το sFRP3 φαίνεται να είναι ένας φύλακας που συνδέει τα επίπεδα δραστηριότητας με το σχηματισμό νέων νευρώνων".
Σημειώνει επιπλέον ότι το γονίδιο δείχνει να επηρεάζεται και από άλλους παράγοντες όπως η σωματική άσκηση.
Περαιτέρω μελέτες θα δείξουν αν το sFRP3 λύνει πράγματι το μυστήριο των αντικαταθλιπτικών.

Πηγή : in.gr

24 Φεβ 2013

Αντιδραστήρας λιθάνθρακα "παράγει ενέργεια χωρίς καύση και διοξείδιο του άνθρακα"

Η αξιοποίηση του λιθάνθρακα στην ηλεκτροπαραγωγή θα μπορούσε να γίνει πιο καθαρή χάρη σε έναν πειραματικό αντιδραστήρα στις ΗΠΑ, ο οποίος καίει το κάρβουνο χωρίς φλόγα και κατακρατεί το 99% του διοξειδίου του άνθρακα πριν διαρρεύσει στην ατμόσφαιρα.
Η αξιοποίηση της τεχνολογίας CDCL (Άμεσος Χημικός Βρόχος Άνθρακα) "θα μας βοηθούσε να προωθήσουμε την ενεργειακή μας αυτάρκεια [...] διατηρώντας τον αέρα καθαρό" δήλωσε ο Νταουέι Ουάνγκ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο.
Στους συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, ο λιθάνθρακας αντιδρά με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και απελευθερώνει θερμότητα, η οποία τροφοδοτεί τελικά τη γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος.
Στον αντιδραστήρα CDCL, η χημική αντίδραση καύσης είναι ελεγχόμενη και δεν βασίζεται στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Ο λιθάνθρακας εισάγεται στον αντιδραστήρα στη μορφή κόκκων με διάμετρο 100 μικρόμετρα, όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Το οξυγόνο εισάγεται ταυτόχρονα στον θάλαμο καύσης στη μορφή σφαιριδίων σκουριάς (οξειδίων του σιδήρου) τα οποία είναι αρκετά μεγαλύτερα, περίπου 1,5 με 2 χιλιοστά.
Το μείγμα θερμαίνεται, οπότε ο άνθρακας του λιθάνθρακα ενώνεται με οξυγόνο που απελευθερώνεται από τη σκουριά, οπότε παράγεται αέριο διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο κατακρατείται από φίλτρα σε ποσοστό 99%. Το μόνο που μένει στον αντιδραστήρα είναι στάχτη άνθρακα και καυτά σφαιρίδια σιδήρου.
Χάρη στο μεγάλο τους μέγεθος, τα σφαιρίδια αυτά απομονώνονται από τη στάχτη και μεταφέρονται σε έναν δεύτερο θάλαμο, όπου απελευθερώνουν τη θερμότητά τους προκειμένου να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
Το CO2 διατηρείται αποθηκευμένο, η στάχτη του άνθρακα απορρίπτεται και τα σφαιρίδια σιδήρου μπορούν να ανακυκλώνονται επ΄άπειρον, αφού εκτίθενται σε αέρα μέσα στον αντιδραστήρα και μετατρέπονται εκ νέου σε σκουριά.
Στην τελευταία δοκιμή, ο αντιδραστήρας CDCL στο Οχάιο λειτούργησε χωρίς διακοπή για 203 ώρες, προσφέροντας θερμική ισχύ 25 kilowatt.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η τεχνολογία "είναι τώρα έτοιμη για δοκιμές μεγαλύτερης κλίμακας".
Επισημαίνουν μάλιστα ότι ο αντιδραστήρας υπερβαίνει τους στόχους για την καθαρή ενέργεια που έχει θέσει το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας, σύμφωνα με τους οποίους το κόστος του ηλεκτρικού ρεύματος δεν πρέπει να αυξάνεται πάνω από 35% και η κατακράτηση άνθρακα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 90%.
Φίλτρα κατακράτησης του CO2 εγκαθίστανται σήμερα και σε συμβατικούς σταθμούς λιθάνθρακα, το πρόβλημα όμως είναι ότι μέχρι σήμερα δεν έχουν δοκιμαστεί επαρκώς οι τεχνολογίες μόνιμης αποθήκευσης του διοξειδίου στο υπέδαφος.

Πηγή : in.gr

10 Φεβ 2013

Είναι η ανθρώπινη όσφρηση κβαντική ;

Η όσφρησή μας είναι και κβαντική, δείχνει ελληνική μελέτη 

Ο Έλληνας νευροβιολόγος Δρ Ευθύμιος Σκουλάκης από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη σε συνεργασία με τον βιοφυσικό Λούκα Τιούριν, που τότε εργαζόταν στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) είχε ως στόχο να διερευνήσει το πώς μυρίζουμε. Σε αντίθεση με την όραση και την ακοή, η όσφρηση παραμένει ακόμη και σήμερα η λιγότερο μελετημένη αίσθηση και οι δύο συνεργάτες επιζητούσαν να ρίξουν φως στα παράδοξα της όσφρησης.
Τα κενά της θεωρίας
Βλέπετε, η επικρατούσα θεωρία για την όσφρηση δεν φαίνεται ικανή να εξηγήσει κάποιες παρατηρήσεις. Η θεωρία αυτή θέλει την ύπαρξη ενός μηχανισμού αντίστοιχου με εκείνου του κλειδιού και της κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά φτάνουν και προσδένονται στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων. Αποτέλεσμα της πρόσδεσης είναι η αλλαγή της στερεδιάταξης του μορίου-κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτεί την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.
Η θεώρηση αυτή για τη λειτουργία της όσφρησης δεν έχει προβλεπτική ικανότητα: δεν μπορεί κανείς να υποθέσει πώς θα μυρίζει ένα μόριο μόνο και μόνο από τη στερεοδιάταξή του. Παραδείγματος χάριν, η αντικατάσταση ενός μορίου οξυγόνου της αιθανόλης, η οποία έχει μυρωδιά βότκας, από ένα μόριο θείου δίνει την αιθανοθειόλη η οποία αν και με στερεοδιάταξη πολύ κοντά σε αυτή της αιθανόλης, έχει την ανυπόφορη μυρωδιά των χαλασμένων αβγών. Κι ακόμη, είναι γνωστό ότι υπάρχουν μόρια που έχουν σχεδόν ίδια μυρωδιά αλλά η στερεοδιάταξή τους είναι τελείως διαφορετική (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά).
Οι ταλαντώσεις
Εργαζόμενοι με την Drosophila melanogaster (μύγα του ξιδιού), οι δύο συνεργάτες έδειξαν πριν από δύο χρόνια ότι τα έντομα αντιλαμβάνονται τις οσμές από τις ταλαντώσεις των μορίων τους. Καθώς όμως οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς διαφέρουν από εκείνους των εντόμων, οι δύο ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν αν το ίδιο ίσχυε και για εμάς.
Για να το πετύχουν αυτό ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής βιομηχανίας αρωμάτων η οποία διαθέτει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα αποτελούμενη κυρίως από χημικούς. Η ομάδα αυτή πήρε ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μόρια στην αρωματοποιία, το μασκ (musk) και το τροποποίησε. Για την ακρίβεια, άλλαξε τα άτομα υδρογόνου με άτομα δευτέριου (το δευτέριο είναι ισότοπο του υδρογόνου). Η αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα να μεταβληθούν οι μοριακές ταλαντώσεις του musk, αλλά όχι και η στερεοδιάταξή του.
Σύμφωνα με το άρθρο των Ελλήνων ερευνητών το οποίο δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PlosOne, η δευτεριωμένη έκδοση του musk μυρίζει διαφορετικά από την κανονική. Με άλλα λόγια, ένας άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τη μια από την άλλη.
Είναι λοιπόν η μύτη μας μια κβαντομηχανή ; Ο Λούκα Τιούριν ξέρει ότι παίρνει χρόνο για να αλλάξουν οι παλιές θεωρίες. Αλλά, τα τελευταία ευρήματα ίσως είναι αρκετά για να πούμε ότι υπάρχει και μια κβαντική συνιστώσα στην ανθρώπινη όσφρηση.

Πηγή : ΒΗΜΑScience

Δείτε ακόμα :

3 Φεβ 2013

Πολυμερές για φάρσες

Πώς να μετατρέψετε μια ολυμπιακή πισίνα σε ζελέ

Πρωταθλητής του ζελέ ανακηρύσσεται ένα νέο πολυμερές υλικό που αναπτύχθηκε στις ΗΠΑ. Ένα μόνο κιλό πολυϊσοκυανιδίνης θα αρκούσε για να στερεοποιήσει το νερό σε μια πισίνα ολυμπιακών διαστάσεων, υπολογίζουν οι δημιουργοί του.
Το πείραμα της πισίνας θα ήταν δύσκολο να γίνει πράξη, ωστόσο οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Radboud στην Ολλανδία διαβεβαιώνουν ότι το νέο πολυμερές "είναι μια τάξη μεγέθους καλύτερο" από οποιαδήποτε άλλη ουσία για ζελέ.
H αποδοτικότητα του υλικού δεν είναι πάντως η μόνη ιδιαιτερότητά του. Σε αντίθεση με ουσίες όπως η ζωική ζελατίνη, η οποία πρέπει να κρυώσει για να πήξει, το πολυμερές πολυϊσοκυανιδίνης ζελατινοποιείται όταν θερμανθεί, και υγροποιείται όταν κρυώσει.
Ο Άλαν Ρόουαν, επικεφαλής της ομάδας των ερευνητών, οραματίζεται ήδη επιδέσμους για τραύματα που θα πωλούνται σε υγρή μορφή και θα στερεοποιούνται πάνω στο τραύμα με τη θερμοκρασία του σώματος.
Ο Ρόουαν ήδη δοκιμάζει αυτή την ιδέα "πάνω σε ένα μπούτι χοιρινού που θερμαίνεται στο φούρνο στους 40 βαθμούς".
Η ασυνήθιστη συμπεριφορά της πολυϊσοκυανιδίνης βασίζεται φυσικά στην ασυνήθιστη δομή της: αποτελείται από μια ελικοειδή ραχοκοκαλιά, από την οποία εξέχουν πλευρικές ίνες από αμινοξέα και ουρές άνθρακα και οξυγόνου. Όταν τα μόρια αυτά διαλυθούν στο νερό και θερμανθούν, οι πλευρικές ίνες σχηματίζουν δεσμούς με τις πλευρικές ίνες γειτονικών μορίων, οπότε ολόκληρο το διάλυμα ζελατινοποιείται.
Παράλληλα οι πλευρικές ίνες παραμένουν εξαιρετικά υδρόφιλες, οπότε το ζελέ που προκύπτει περιέχει ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες νερού.
Πέρα από τους επίδεσμους από ζελέ, το νέο πολυμερές θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε βιοϊατρικές έρευνες : είναι το μόνο συνθετικό πολυμερές που φτάνει την ακαμψία των φυσικών πολυμερών μέσα στα κύτταρα.

H ανακάλυψη δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature.

Πηγή : in.gr