Automobilové katalyzátory zamořují prostředí

30.11.2001

Automobilové katalyzátory sice podstatně snižují obsah škodlivin ve výfukových plynech, ale zároveň se z nich uvolňují drobné částečky platinových kovů, které zrovna nejsou zdraví prospěšné, jsou však nenahraditelnou součástí katalyzátoru, protože funguje právě díky těmto látkám.

První pozorování atmosféry u planety mimo Sluneční soustavu

28.11.2001

David Charbonneau a Timothy Brown z National Center for Atmospheric Research v Coloradu pomocí Hubblova teleskopu pozorovali vůbec poprvé atmosféru u planety mimo Sluneční soustavu, konkrétně u Slunci podobné hvězdy HD 209458, vzdálené 150 světelných let. Spektrálním rozborem světla procházejícího atmosférou zjistili, že obsahuje sodík. Z pohledu naší pozemské, oxidační atmosféry to vypadá nezvykle, avšak musíme si uvědomit, že zkoumaná planeta je obrem , který dosahuje 63% procent hmotnosti Jupitera. A složení velkých planet včetně jejich atmosféry je značně odlišné, takže přítomnost par sodíku není vyloučena. Vzhledem k tomu, že známe celkem 76 planet mimo Sluneční soustavu, další obdobné objevy mohou následovat velmi rychle.

Do Měsíce!

27.11.2001

Svůj ambiciozní plán výzkumu vesmíru ohlásila Čína. Do roku 2005 chce mít vlastního kosmonauta, přičemž je odhodlána dopravit Číňana i na Měsíc. Doc.Josef Dvořák, odborník na leteckou a kosmickou fyziologii, se nicméně domnívá, že jde jen o první kroky v cestě na Mars. Vyslání člověka na Měsíc nemá v současné době přílišný vědecký význam a zopakování přes třicet let starého amerického úspěchu mnoho mezinárodní prestiže nedodá. Bez těchto kroků je však vyslání mise rovnou k Marsu nesmyslným hazardem.

Po Měsíci pošilhávají i prospektoři. I když měsíční horniny mohou teoreticky sloužit jako zdroj průmyslově důležitých vzácných kovů, např.osmia, iridia, platiny, ruthenia, rhodia, paladia nebo i rhenia, v současné době je jejich těžba příliš nákladná, byť technologicky proveditelná. Avšak nebyly by to Spojené Státy, kdyby tam již nevznikaly spolky nebo i firmy, plánující komerční využití Měsíce, k němuž chtějí vyslat své vlastní mise do pěti až deseti let. Uvidíme.

Slibné výsledky terapeutického klonování?

25.11.2001
embryo získané parthenogenezí (foto ACT)

Firma Advanced Cell Technology dnes oznámila své první předběžné výsledky v oblasti terapeutického klonování. Podrobněji o něm pojednává článek Spor o embryonální kmenové buňky, Jaroslav Petr, Akademon 24.9.2001. Lidských kmenových buněk, tedy buněk, které jsou schopné se přeměnit na buňky jiných tkání, máme v současné době k dispozici velké množství, avšak pro terapeutické účely nejsou vhodné, protože v případě konkrétního člověka budou imunitním systémem odmítnuty jako cizí. Řešením je využít běžných tělních buněk a přeměnit je na buňky kmenové. Firma Advanced Cell Technology testovala dvě možnosti. Jednak tzv.parthenogenezi, vývoj neoplodněného lidského vajíčka, jednak klonování, kdy lidské vajíčko zbavili jeho jádra a nahradili je jádrem tělní buňky.

Trpí celý svět PTSD?

25.11.2001

Teroristický útok na New York a Washington, a to, co následuje, je tématem téměř všech rozhovorů lidí, kteří se po 11. září 2001 znovu potkávají. Tato událost vrhá nový stín do duší lidí na celém světě. Zvláštní význam má toto téma i při rozhovorech psychiatrů s jejich pacienty. Zatím sice nejsou k disposici spolehlivá data o tom, zda v důsledku této události přibylo nemocných v psychiatrických ambulancích a v psychiatrických lůžkových zařízeních, jisté však je, že poznamenává příznaky těch, kteří se už před zářím 2001 na psychiatrii léčili a pravděpodobně mění i průběh jejich nemoci.

Úplný text najdete zde.

DNA počítač

23.11.2001

Molekula deoxyribonukleové kyseliny DNA má možnost v sobě nést velké množství informace. Zároveň známe mnoho nejrůznějších enzymů, jež umí tuto molekulu upravovat a přeměňovat, např.endonukleázy ji štěpí, ligasy spojují, transkriptázy rozmnožují, takže vlastně zpracovávají informaci. Idea, sestrojit na tomto základě počítač, se přímo nabízí. První experimentální kroky tímto směrem podnikl Dr.Leonard Adleman v roce 1994. Pomocí vzájemného samovolného spojování řetězců DNA úspěšně řešil ve zkumavce tzv.problém obchodního cestujícího, což je matematická úloha z teorie grafů. V zásadě jde o to, najít cesty spojující všechny dané body. Trochu dále pokročili nyní pracovníci izraelského Weizmanova ústavu ve spolupráci s dalšími odborníky z Izraele a Spojených států. Zapojili do hry i enzymy. Jejich počítač ve zkumavce umí určit, kolik opakujících se krátkých, shodných úseků je na řetězci DNA. Vlákno nejprve rozštěpí v místě sčítaného úseku. Spojením těchto štěpů s dalšími přidanými úseky DNA pak vznikly různé produkty, jejichž počet je úměrný počtu sčítaných úseků v původním řetězci, které mohou kódovat cokoliv, třeba jedničky nebo nuly.

Podíváme-li se, jaké úlohy jsou DNA počítače zatím schopny řešit, musíme přiznat, že ořezaná tužka a papír jsou nám zdatnějším pomocníkem a vývoj klasických elektronických počítačů pokračuje mnohem rychleji. Potenciál deoxyribonukleové kyseliny je spíše tušený, než že by bylo zřejmé k řešení jakým konkrétních úloh ji použít. Bez tohoto tlaku potřeby, a tedy i bez přítoku cílených investic, pokračuje vývoj jen velmi pomalu.

Kysličník dusnatý pomáhá při pobytu ve velkých výškách

22.11.2001

Kysličník dusnatý NO, který hraje důležitou roli při přenosu signálu v buňce, zřejmě pomáhá i při adaptaci na pobyt ve velkých výškách, protože zvyšuje množství krve protékající plícemi. Dvojnásobné koncentrace tohoto plynu oproti běžné populaci se podařilo najít v plicní tkáni obyvatel jak Tibetu, tak Bolivie, kteří zjevně nemohou být příbuzní. Inhalace NO pomáhá při odstraňování potíží spojených s pobytem ve vysokých nadmořských výškách. Zvýšené prokrvení tkání (např.penisu) vlivem kysličníku dusnatého bylo ostatně popsáno již dříve.

Obyvatelé velehor mají větší množství červených krvinek a jiný typ hemoglobinu než obyvatelé nížin, říká Doc.Josef Dvořák, odborník na leteckou a kosmickou fyziologii. Taková adaptace se projevuje i u zvířat, např. u vysokohorských lam chovaných v nížinných zoologických zahradách přetrvává i několik generací. Dále podotýká, že fyzická námaha ve velkých výškách může způsobit tzv.výškový edém (otok) plic, u horolezců od 7000 m n.m., u netrénovaných jedinců již od 3000 m, jež lze standardně odstranit sestupem dolů nebo dýcháním vzduchu pod tlakem.

Očkování proti leukémii

19.11.2001

Doménou očkování byl doposud boj proti infekčním nemocím, avšak již několik let probíhají pokusy, jak je využít i v boji proti nádorovým onemocněním. Významně pokročila skupina britských badatelů, kterým se podařilo jednoznačně identifikovat peptid, který produkují leukemické buňky při chronické myeloidní leukémii (CML), což je jeden z typů této choroby. Známe-li jeho strukturu, bude snad možné vyvinout vhodnou očkovací látku, která by naučila organismus, jak se zbavit buněk, jež ho produkují. Zatím není jasné, zda bude vývoj vakcíny úspěšný, pokud však ano, znamenalo by to zásadní změnu přístupu k léčbě nádorů.

Prof.MUDr.Vratislav Schreiber nepokládá za vyloučené, že i u nádorových onemocnění by imunoterapie mohla mít význam. Další nová možnost léčby CML je chemoterapeutické blokování enzymu proteinykinasy.

Supersoniky z jiného úhlu

18.11.2001

Potřebujeme k obraně letectvo? Nepochybně ano! Potřebujeme však k tomu piloty? Pouze některé. Piloty vrtulníků pro podporu pěchoty. Piloty dopravního letectva. Nebudeme však potřebovat piloty stíhaček! Tento paradoxní závěr vyplývá z analýzy budoucího vývoje letectva.

Úplný text najdete zde.

Snímek z Marsu

16.11.2001
První snímek povrchu Marsu pořízený 16.11. americkou sondou Odysea ve viditelné části spektra (foto NASA)

První snímek povrchu Marsu pořízený 16.11. americkou sondou Odysea ve viditelné části spektra (foto NASA).

Leonidy - silný meteorický roj

15.11.2001

V neděli 18. listopadu bude mít své maximum meteorický roj Leonidy, který vzniká rozpadáváním komety Tempel-Tuttle, jež oběhne Slunce jednou za 33,25 roku. Nejvhodnější podmínky pro pozorování budou v Severní Americe a pacifické oblasti, nicméně dle Jaroslava Soumara ze Štefánikovy hvězdárny v Praze by něco i u nás mohlo být vidět, přestože jejich maximum vychází na dobu, kdy máme den. S největší pravděpodobností bude možné Leonidy pozorovat ze soboty na neděli, někdy mezi 03.00 až 04.00 SEČ. Je však možné, že by už něco mohlo být vidět z pátku na sobotu, stejně tak jako z neděle na pondělí. Pozorování bude v každém případě možné až po východu souhvězdí Lva nad obzor, tj. asi po 02.00 SEČ. Jejich světelné stopy však budou vidět po celé obloze.

Azofullereny

14.11.2001
azofulleren - zelené tečky znázorňují atomy dusíku

O fullerenech, sloučeninách, jejichž molekuly tvoří uhlíkové koule ze 60 nebo 70 atomů uhlíku, jsme psali v této rubrice již 20.10.2001. Badatelům z Univerzity v Linköpingu ve Švédsku se podařilo připravit obdobné látky, avšak některé atomy uhlíku jsou nahrazeny dusíkem, takže výsledná molekula se skládá ze 48 atomů uhlíku a 12 atomů dusíku. Na rozdíl od čistě uhlíkových fullerenů, jež jsou křehké, vyznačuje se nová sloučenina větší houževnatostí. Její použití v technice není vyloučeno.

Největší fosilie švába

12.11.2001
fosilie švába (foto Ohio State University)

V roce 1999 se v uhelném dole ve východním Ohiu (USA) podařilo nalézt fosilii švába, o níž mohli badatelé z Ohio State University po mnoha měsících zkoumání prohlásit, že jde o dosud největší nalezenou fosilii švába druhu Arthropleura pustulatus , a navíc mimořádně zachovalou. Tři sta milionů let stará zkamenělina je dlouhá 9 cm a má dobře zachovaná tykadla, kusadla a křídla včetně detailů žilkování.

Doc.Zbyněk Roček z katedry zoologie Univerzity Karlovy pokládá nález fosilního švába, který žil v pralesní vegetaci pozdního karbonu na území dnešní Severní Ameriky za významný, protože se jedná o zástupce primitivního hmyzu (Insecta), tedy skupiny, která přežila až do dnešní doby a ve většině terestrických ekosystémů stále zaujímá co do počtu druhů dominantní postavení. Entomologové se stále potýkají s nedostatkem dobře zachovaných paleontologických nálezů, které by jim umožňovaly studovat evoluci těchto živočichů od paleozoika až po dnešek a každý fosilní doklad tohoto typu je proto cenný. V této souvislosti ještě dodává, že i u nás existují významná naleziště primitivního prvohorního hmyzu, např. na lokalitě Obora v boskovické brázdě na Moravě. Tento materiál v šedesátých letech studovala česká paleontoložka dr. Jarmila Kukalová, která se mezitím stala celosvětově uznávanou vůdčí osobností ve studiu evoluce hmyzu a nyní působí na univerzitě v Ottavě v Kanadě.

Přípravy expedice Mars odstartovaly

10.11.2001

Evropská kosmická agentura (ESA) v letošním roce jako cíl výzkumu poprvé výslovně označila přípravu přistání lidí na Marsu a v červnu 2001 přípravy k experimentu, jehož cílem je zjišťovat podmínky pro výpravu několika kosmonautů na Mars. První pokus má být uskutečněn v roce 2002 v Antarktidě. Pokusíme se zasadit do celkového kontextu problémy, jejichž řešení je podmínkou pro přistání lidí na povrchu Marsu. Reakce lidí při expedici do kosmu známe do značných podrobností na základě dosavadních zkušeností ze simulačních experimentů, prováděných v maketách kabin kosmických lodí, v simulátorech v laboratořích výzkumných ústavů. Jejich doplňkem jsou tzv. alternativní experimenty - pozorování, prováděná během účelově zaměřených expedic do zeměpisných oblastí na zeměkouli, které se do značné míry podobají situaci na Marsu. Konkrétně se jedná o specifické expedice do polárních oblastí (Antarktida) a do pouští (Egypt).

Úplný text najdete zde.

Detektor anthraxu

8.11.2001

Současnost přeje firmám, vyrábějícím nebo snažícím se vyrobit detektor bakterií anthraxu (sněti slezinné). Klasické mikrobiologické stanovení spočívá ve vypěstování velkých kolonií bakterií na vhodném substrátu. To však zabere několik dní, i když pořád jde o nejspolehlivější způsob. S poněkud pohotovějším detektorem je asi nejdále basilejská firma Roche Holding AG, přední světový výrobce detekčních zařízení. Její systém využívá tzv.polymerase chain reaction, zkráceně PCR, což je metoda, která v relativně krátké době dokáže zmnohonásobit původní množství deoxyribonukleové kyseliny (DNA), která je charakteristická pro každého živočicha včetně bakterií a nese ve své struktuře veškerou informaci o stavbě tohoto organismu.

Kromě již zmíněných postupů se objevují zprávy o detekci bakterií anthraxu pomocí hmotnostního spektrometru (zřejmě přesně vyladěného na část DNA pro sněť slezinou charakteristickou), dále na základě reakce s protilátkou, a dokonce i pomocí analýzy zvuků při prudkém laserovém ohřívání vzorků vzduchu.

Silové působení vakua

6.11.2001

Zajímavý experiment provedli pracovníci Bellových laboratoří firmy Lucent Technologies. Střídavým proudem rozkmitali miniaturní kovovou destičku. Frekvenci jejího kmitání se jim pak podařilo ovlivnit přibližováním zlaté kuličky o průměru 100 mikrometrů na vzdálenost stovek nanometrů, aniž by se oba předměty jakkoli dotýkaly.

Dle Dr.Pavla Cejnara z Ústavu částicové a jaderné fyziky MFF UK známe Casimirův efekt teoreticky již od roku 1948. V důsledku fluktuací kvantového vakua mezi dvěma nenabitými vodivými nebo i dielektrickými objekty vzniká síla, která na vzdálenostech jednotek až desítek nanometrů může dosahovat značných velikostí. První experimentální testy Casimirova efektu byly uskutečněny již v roce 1958, ale tehdejší výsledky byly ještě značně nepřesné. Teprve v letech 1997-98 bylo oznámeno skutečně přesné měření Casimirovy sily, a tedy věrohodné potvrzení teoretické předpovědi z roku 1948. Nynější experimenty jsou tedy již krokem k technickému využití Casimirova efektu. Z tohoto hlediska zajímavou vlastností je závislost Casimirovy síly na geometrickém tvaru objektu. V kontextu rychle postupujících nanotechnologií se praktické využití Casimirova efektu zdá být velmi perspektivní.

Budou bakterie vyrábět papír?

5.11.2001
sinice (foto University of California Museum of Paleontology)

Dle studií pracovníků University of Texas at Austin dokáží sinice, nejstarší známé organismy na naší zemi, syntézovat celulózu, polysacharid, který je důležitou stavební součástí těl vyšších rostlin a rovněž je nejpodstatnější složkou papíru. Sinice jsou jednobuněčné fotosyntezující bakterie žijící ve shlucích ve vodách prakticky po celé Zemi a jejich nejstarší fosilizované nálezy ze západní Austrálie jsou 3,5 miliardy let staré. Vyšší rostliny jako stromy a byliny by bez takové schopnosti nemohly vůbec existovat, ale nikdo až doposud nečekal, že nezbytným genetickým aparátem disponují již tak ranní předchůdci rostlin. Není vyloučeno, že pomocí genových manipulací dokážeme připravit takové bakterie, jež budou schopny vyrábět papír průmyslově.

Léčiva z moře

3.11.2001
mechovka Bugula neritina (foto Scripps Institute of Oceanography)

Nevzhledný mořský bezobratlý živočich mechovka (kmen Bryozoa) druhu Bugula neritina se ukazuje být velmi zajímavým tvorem. Již dříve se ukázalo, že obsahuje látky zvané bryostatiny, jež působí proti rakovinnému bujení. Pracovníci Scrippsova oceánografického ústavu v San Diegu teď zjistili, že skutečným původcem a přirozeným zdrojem těchto látek je bakterie žijící uvnitř mechovky. Objev kalifornských oceánografů můžeme pokládat za další důkaz tvrzení, že neustále zužování biodiverzity nás může připravit o cenné poznatky či přímo sloučeniny, aniž se kdy dozvíme, o co jsme vlastně přišli. Podivuhodnou ironií Alfred Brehm ve svém Životě zvířat (nakladatelství J.Otto s.r.o., Praha 1929) píše, že kmen Bryozoa může opomenout, "poněvadž tato zvířata hrají ve velkém hospodářství přírody jenom nepatrnou úlohu".

Záchrana ohrožených živočišných druhů klonováním

3.11.2001

Již v prvních dnech "dollymánie", která zachvátila sdělovací prostředky v únoru 1997 po zprávách o narození klonované ovce Dolly, se začalo hovořit o možnostech zachránit tímto postupem ohrožené druhy savců. Nejčastěji byla v této souvislosti zmiňována panda velká. Uź to mnohé naznačovalo. Panda rozhodně nepatří k druhům, jejichž klonování by bylo " na spadnutí". Je ale druhem, který se těší obrovské přízni sdělovacích prostředků. Rok 2001 přinesl na poli klonování ohrožených druhů zvířat dva významné úspěchy. Zdaleka ale nedal odpověď na všechny otázky, které s tímto tématem souvisejí.

Úplný text najdete zde.

Snazší diagnostika rakoviny

2.11.2001
čím více PSA se naváže na protilátku, tím víc se trámek prohne

Při rakovině prostaty se do krve uvolňuje peptid zvaný PSA (prostate-specific antigen). Jeho přítomnost můžeme zjistit pomocí nově vyvinutého typu detektoru, který je tvořen miniaturním trámkem z křemíku. Na jeho povrch je navázána protilátka proti zmíněnému peptidu. Pokud se toto zařízení octne v prostředí s obsahem PSA, začne se na něj prostřednictvím specifické protilátky vázat. Trámek je tak titěrný, že se pod touto zátěží ohne. Nepatrné pohyby pak detekujeme laserem.

Zůstává ovšem otázkou, zdali je skutečně spolehlivé diagnostikovat jakékoli onemocnění na základě přítomnosti jednoho, byť specifického proteinu. Podobnou přes třicet let starou kauzu známe i z naší země. Jde o tzv.Brdičkovu reakci. Prof.Brdička byl významným českým fyzikálním chemikem, spolupracovníkem nositele Nobelovy ceny prof.Heyrovského a v šedesátých letech minulého století se mu podařilo vyvinout spolehlivou elektrochemickou metodu stanovení určitých peptidů, jejichž přítomnost měla být rovněž způsobena rakovinným bujením. Reakce sama fungovala dobře, ale později se ukázalo, že tytéž či k nerozeznání podobné peptidy se v krvi objevují i v jiných případech, třeba při chřipce.

Nový typ antikoncepce

1.11.2001

Pokud znehybníme spermiím ocásek, nebudou se moci pohybovat a k oplodnění vajíčka nikdy nedojde. Na tomto principu by mohla fungovat velmi účinná antikoncepce. Klíč k ní představuje nález bílkoviny, zvané CatSper, jež se nachází pouze v části ocásku spermie a hýbe jím. Její zablokování pak znehybní celou spermii. Alespoň u myší to tak funguje. Mutací zmíněné bílkoviny se myšáci stanou zcela neplodnými, nejspíš kvůli tomu, že jejich oslabené spermie neproniknou do vajíčka. Od těchto pokusů ke konkrétnímu preparátu je ještě velmi daleko, zatím není ani zcela zřejmé, zdali by šlo o pilulku pro muže nebo ženy.

Dle endokrinologa prof.MUDr.Vratislava Schreibera nejsou běžně užívané antikoncepční pilulky úplně bez vedlejších účinků, u některých žen se ani podávat nemohou, protože mohou zvýšit riziko trombóz, tedy srážení krve v žilách. I dosti spolehlivé pilulky "morning after" mohou mít nepříjemné vedlejší účinky. V rámci spravedlnosti a rovnoprávnosti žen by skutečně muži měli za svou fertilitu, plodnost, když je nežádoucí, nést část odpovědnosti. Naneštěstí až dosud to jde udělat jen chirurgicky, podvazováním chámovodů, a málokterý muž se k tomu rozhodne, leda když chce šetřit před nežádoucím těhotenstvím svou milovanou manželku. Rozhodně tak však neudělá, když chce mít se sexem potěšení a provozuje ho promiskuitně.

Také se uvažuje o hormonálních pilulkách, které by užívali muži a které by bránily početí jimi oplodněné ženy, tak, že by zničily plodnost jejich spermií. Bohužel i tyto pilulky dosud mají vedlejší účinky a nejsou zcela spolehlivé. Takže popsaná idea protimužského kontraceptiva, které by si brala žena před nebo dokonce snad i těsně po pohlavním styku, je lákavá. Bylo by skutečně bylo ideální, kdyby "pilulka" zmrtvila nebo znemožnila pohyb spermií, ty by se přes hlen v pohlavních orgánech ženy nedostaly k vajíčku a nebyly by schopny je oplodnit. Bohužel i v tomto případě se ta odpovědnost zase přenáší na ženu. Ale je to lepší než brát měsíce antikoncepční pilulky. Nový lék by tedy mohl být žádaný a úspěšný, pokud se ovšem v dalších letech neukáže, že poškození spermií nemusí být jenom v jejich pohyblivosti, ale také v jejich genomu, což by mohlo vést k některým teoreticky možným vývojovým vadám v případě, že znehybnění spermií selže a ovlivněná spermie se přece jenom k vajíčku propracuje a oplodní je. Vypadá to nadějně, ale jistotu budeme mít až tak za deset let.

Nový způsob dávkování insulinu

1.11.2001
kapsule s živými buňkami uvnitř

Nový způsob dávkování insulinu se podařilo vyvinout pracovníkům University of Illinois v Chicagu. Nemocným cukrovkou se implantuje drobná, dutá, křemíková kapsule, která obsahuje buňky produkující insulin. Zásadní výhodou je, že jeho zásoba nikdy nedojde, protože ho produkují buňky uzavřené v kapsuli, dokud mají dostatek živin. Reoperace tedy není nutná. Kyslík a živiny (glukosa) přicházejí z lidského těla, tedy z pohledu kapsule zvnějšku, a to drobnými póry v křemíkové membráně. Tyto otvůrky jsou dostatečně velké, aby jimi mohl do krevního oběhu pacienta volně procházet opačným směrem insulin, avšak jsou dostatečně malé, než aby se dovnitř mohli dostat protilátky, které by v mžiku zničily její cenný obsah.

Podle diabetologa MUDr.M.Kvapila se i v České republice na podobném projektu a výzkumu pracuje. Je velmi pravděpodobné, že již v příštím roce budou provedeny prvé experimenty u pacientů (www.diazivot.cz).

Diskuse/Aktualizace