Σκαλωσιά από ζάχαρη ανοίγει το δρόμο για όργανα εργαστηρίου

Το τρισδιάστατο σάκχαρο χρησιμεύει ως καλούπι για την ανάπτυξη αιμοφόρων αγγείων

Ένα βήμα πιο κοντά στη δημιουργία συνθετικών οργάνων ήλθαν Αμερικανοί ερευνητές οι οποίοι δημιούργησαν ένα… ζαχαρένιο "καλούπι" με στόχο την ανάπτυξη αιμοφόρων αγγείων εντός του.
Σήμερα οι επιστήμονες είναι σε θέση να δημιουργήσουν δισδιάστατες δομές ιστού – ωστόσο οι μέχρι τώρα προσπάθειες δημιουργίας μεγαλύτερων τμημάτων ιστού ή ολόκληρων οργάνων έχουν στεφθεί με… αποτυχία.

Τρισδιάστατες "φόρμες"  εκτύπωσης από ζάχαρη

Τώρα οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια ανακάλυψαν ότι τρισδιάστατες "φόρμες" εκτύπωσης φτιαγμένες από ζάχαρη μπορούν να οδηγήσουν κάποια ημέρα στην καλλιέργεια "τεχνητών" οργάνων στο εργαστήριο. Το πρώτο βήμα για τη δημιουργία πολύπλοκων οργάνων είναι η σωστή αγγείωσή τους και η μέθοδος των Αμερικανών ειδικών που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση "NatureMaterials" φαίνεται να δίνει τη λύση στη δημιουργία ενός σωστού δικτύου αιμοφόρων αγγείων.

Ένα από τα μεγάλα "αγκάθια" σε ό,τι αφορά τη μεταπήδηση από τις δισδιάστατες στις τρισδιάστατες δομές ιστού… εργαστηρίου είναι το να καταφέρουν οι επιστήμονες να αποτρέψουν τον θάνατο των κυττάρων εξαιτίας ασφυξίας. Και αυτό διότι όταν τοποθετούνται μέσα σε καλούπια πολλά κύτταρα μαζί καταλήγουν να "κλέβουν" θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο από τα γειτονικά τους κύτταρα με αποτέλεσμα να ασφυκτιούν και τελικώς να πεθαίνουν.
Η νέα τεχνική αφορά εκτύπωση των οργάνων από… μέσα προς τα έξω. Αυτό σημαίνει ότι πρώτα τυπώνεται το δίκτυο των αιμοφόρων αγγείων και στη συνέχεια αναπτύσσονται ιστοί γύρω του. Όπως εξήγησε ο Δρ Τζόρνταν Μίλερ, πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης "η αρχική ιδέα ήρθε όταν επισκέφθηκα την έκθεση "Body Worlds" στην οποία βλέπουμε εκμαγεία της αγγείωσης ολόκληρων οργάνων".

Ανθεκτικό και υδατοδιαλυτό υλικό

Οι ερευνητές αποφάσισαν λοιπόν να αναπτύξουν ένα υλικό το οποίο θα ήταν αρκετά ανθεκτικό ώστε να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο δίκτυο κυλινδρικών "νημάτων" που θα αποτελούσαν τα καλούπια για την ανάπτυξη των αγγείων αλλά την ίδια στιγμή θα ήταν δυνατόν να διαλυθεί εύκολα στο νερό χωρίς να έχει τοξική επίδραση στα κύτταρα.

Μετά από πολλούς πειραματισμούς οι επιστήμονες από την Πενσυλβάνια κατέληξαν στη… ζάχαρη. "Στόχος μας ήταν να δημιουργηθεί ένα υλικό το οποίο θα είναι συμβατό με οποιονδήποτε τύπο κυττάρου" σημείωσε ο Δρ Μίλερ.

Η όλη διαδικασία είναι ταχεία και φθηνή και επιτρέπει στους ειδικούς να περνούν εύκολα από τις προσομοιώσεις σε υπολογιστή στα φυσικά μοντέλα εντός του εργαστηρίου δημιουργώντας πολλά και διαφορετικά δίκτυα αγγείων.

Οι ερευνητές έδειξαν μάλιστα ότι όταν κύτταρα ανθρώπινων αιμοφόρων αγγείων εγχύθηκαν στα αγγειακά δίκτυα από ζάχαρη "γέννησαν" αυθόρμητα νέους "βλαστούς" τριχοειδών αγγείων οι οποίοι είναι απαραίτητοι για την επέκταση του δικτύου (όπως δηλαδή μεγαλώνει το δίκτυο των αιμοφόρων αγγείων του ανθρώπινου οργανισμού με φυσικό τρόπο).

Το πλήρες άρθρο στο  Βήμα Science  

Γλυκιά Χημεία

Ας ξεκινήσουμε τη νέα – δύσκολη – χρονιά με κάτι γλυκό…

   

Η γλυκιά γεύση είναι σχεδόν ταυτισμένη με τη ζάχαρη, που ανήκει στην τάξη των σακχάρων. Όλα τα σάκχαρα δεν είναι γλυκά, ιδιαίτερα όταν συγκροτούν διάφορα πολυμερή μακρομόρια, παρόλο που οι δομικές τους μονάδες είναι γλυκές.

Για τον προσδιορισμό της γλυκύτητας, δεν έχει επινοηθεί κάποιος αντικειμενικός τρόπος μετρήσεων κι εξακολουθεί να γίνεται υποκειμενικά, από ομάδες δοκιμαστών που βαθμολογούν τις γλυκές ουσίες, για το ίδιο βάρος, σε σχέση με μια πρότυπη ένωση, τη ζάχαρη, που ορίζεται ως το 100 της κλίμακας. Με εξαίρεση τη φρουκτόζη, όλα τα άλλα σάκχαρα υστερούν σε γλυκύτητα, μερικά μάλιστα είναι πικρά.

Υπάρχει βασική σχέση ανάμεσα στον αριθμό –ΟΗ που έχει μία οργανική ένωση και της γλυκύτητάς της, σχέση που δεν έχει εξηγηθεί επακριβώς.

Γι' αυτούς που δεν μπορούν να συμπεριλάβουν στη διατροφή τους τη ζάχαρη για λόγους παχυσαρκίας ή σακχαρώδους διαβήτη, υπάρχουν τα τεχνητά γλυκαντικά.

Τα τεχνητά γλυκαντικά έχουν το πλεονέκτημα ότι με μικρές ποσότητες επιτυγχάνουν το ίδιο αποτέλεσμα με τη ζάχαρη και παράλληλα δεν έχουν τα μειονεκτήματά της.

Το πιο κοινό τεχνητό γλυκαντικό είναι η σακχαρίνη, για την οποία το 1977 φάνηκε ότι προκαλούσε καρκίνο της κύστης σε πειραματόζωα. Συνεχίζει όμως να κυκλοφορεί, επειδή αφ' ενός οι ποσότητες που χρησιμοποιήθηκαν στα πειραματόζωα ήταν πολύ μεγάλες, αφ' ετέρου δεν υπάρχει αβλαβές υποκατάστατό της.

Άλλο ένα ευρέως διαδεδομένο τεχνητό γλυκαντικό είναι η ασπαρτάμη, αλλά και γι' αυτήν υπάρχει αμφισβήτηση.

Πολλές ενώσεις που ανήκουν στα φυσικά γλυκαντικά δίνουν πολλές υποσχέσεις, όπως η

νεοεσπεριδίνη που προέρχεται από τη φλούδα του γκρέιπ - φρουτ ή οι γλυκοζίτες της στεβιόλης.

Ποια πρέπει να είναι τα χαρακτηριστικά του τέλειου γλυκαντικού ;

–Πρέπει να είναι εκατοντάδες φορές γλυκύτερο από τη ζάχαρη, ώστε να χρειάζεται μικρή ποσότητα από αυτό,

–Να έχει το ίδιο προφίλ γεύσης, δηλαδή να διεγείρει γρήγορα τους υποδοχείς, αλλά επίσης γρήγορα να γίνεται και η αποδέσμευση και να μην αφήνει δυσάρεστη επίγευση.

–Να μην είναι τοξικό (ένα παιδί θα μπορούσε να καταπιεί ολόκληρο πακέτο με δισκία)

–Να μην προκαλεί βλάβες στα δόντια

–Να μη μεταβολίζεται και να αποβάλλεται κατ' ευθείαν από τον οργανισμό, ή, αν απορροφάται, να χωνεύεται όπως τα άλλα συστατικά της τροφής μας.

–Τέλος, θα πρέπει να είναι φτηνό, να έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, να είναι διαλυτό στο νερό και την αλκοόλη, να μην προσβάλλεται από οξέα και να είναι σταθερό όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασίες μαγειρέματος.

Φτιάξτε ένα τέτοιο μόριο και η ζωή σας θα γίνει πολύ-πολύ γλυκιά !...

Διαβάστε περισσότερα για :

- την ασπαρτάμη

- τους γλυκοζίτες της στεβιόλης