Το χημικό στοιχείο βρώμιο είναι απαραίτητο για τη ζωή σε ανθρώπους και άλλα ζώα

Πηγή:
Cell

Για την ανθρώπινη ζωή θεωρούνται απαραίτητα 27 χημικά στοιχεία. Υπάρχει πλέον όμως και ένα 28ο: το βρώμιο.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Cell, ερευνητές του Πανεπιστημίου Vanderbilt υποστηρίζουν για πρώτη φορά ότι το βρώμιο, μεταξύ των 92 φυσικά εμφανιζόμενων χημικών στοιχείων στο σύμπαν, συνιστά το 28ο στοιχείο που είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη των ιστών σε όλα τα ζώα, από τα πρωτόγονα πλάσματα της θάλασσας ως τον άνθρωπο.

"Χωρίς βρώμιο, δεν υπάρχουν ζώα. Αυτή είναι η ανακάλυψη", δήλωσαν ο Δρ. Billy Hudson, επικεφαλής συντάκτης της μελέτης και ο Elliott V. Newman, Καθηγητής Ιατρικής.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι οι μύγες των φρούτων πέθαναν, όταν αφαιρέθηκε το βρώμιο από τη διατροφή τους, αλλά επιβίωσαν όταν αυτό επανήλθε σε αυτήν.

Το εύρημα αυτό έχει σημαντικές επιπτώσεις για τις ανθρώπινες ασθένειες. "Πολλές ομάδες ασθενών...έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν ανεπάρκεια σε βρώμιο", δήλωσε ο διδακτορικός φοιτητής McCall. Τα συμπληρώματα βρωμίου μπορούν να βελτιώσουν την υγεία των ασθενών που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση ή ολική παρεντερική διατροφή (ΤΡΝ), για παράδειγμα.

Η μελέτη αυτή είναι η τελευταία από μια σειρά κορυφαίων μελετών από την ομάδα Vanderbilt, οι οποίες έχουν συμβάλει στον καθορισμό του τρόπου με τον οποίο τα πλέγματα του κολλαγόνου IV στηρίζουν τη μεμβράνη βάσης όλων των ιστών, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων φίλτρανσης των νεφρών.

Ο Hudson δήλωσε ότι η βάση για την ανακάλυψη σχετικά με το βρώμιο ανάγεται σε 30 χρόνια πίσω, όταν ήταν ακόμη στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Kansas.

Η περιέργεια για δύο σπάνιες ασθένειες των νεφρών οδήγησε, στα μέσα της δεκαετίας του 1980, στην ανακάλυψη δύο άγνωστων μέχρι πρότινος πρωτεϊνών, οι οποίες περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη για να σχηματίσουν το μόριο τριπλής έλικας του κολλαγόνου IV, όπως τα καλώδια που στηρίζουν μια γέφυρα. Η νόσος εμφανίζεται, όταν τα καλώδια αυτά είναι ελαττωματικά ή κατεστραμμένα.

Το 2009, ερευνητές με επικεφαλής τον Δρ. Roberto Vanacore, επίκουρο καθηγητή Ιατρικής, ανέφεραν στο περιοδικό Science την ανακάλυψη ενός νέου δεσμού σουλφιλιμίνης μεταξύ ενός ατόμου θείου και ενός αζώτου που λειτουργεί ως "συνδετήρας" για να συνδέει τα μόρια του κολλαγόνου IV, σχηματίζοντας πλέγματα για τα κύτταρα.

Ένας ελαττωματικός τέτοιος δεσμός μπορεί να προκαλέσει το σπάνιο αυτοάνοσο σύνδρομο του Goodpasture. Η διαταραχή αυτή πήρε το όνομά της από τον τελευταίο παθολόγο του Vanderbilt και πρώην κοσμήτορα της Ιατρικής Σχολής Δρ. Ernest Goodpasture, ο οποίος ήταν γνωστός για τη συνεισφορά του στην ανάπτυξη των εμβολίων. Μετά από εκείνη την ανακάλυψη τέθηκε το απλό ερώτημα: πώς σχηματίζεται ο δεσμός;

Το 2012, ο Bhave, επίκουρος καθηγητής Ιατρικής, ο Cummings, πλέον μεταδιδακτορικός ερευνητής, και ο Vanacore ηγήθηκαν της προσπάθειας που αναζήτησε και βρήκε την απάντηση - το ένζυμο υπεροξειδασίνη.

Παρούσα σε όλο το ζωικό βασίλειο, η υπεροξειδασίνη είναι δυνατόν να παίζει επίσης ένα ρόλο στη νόσο. Ένα υπερδραστήριο ένζυμο μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική εναπόθεση κολλαγόνου IV και πάχυνση της μεμβράνης βάσης, οι οποίες μπορεί να βλάψουν τη λειτουργία των νεφρών, ανέφεραν στο περιοδικό Nature Chemical Biology.

Στην παρούσα μελέτη, στην οποία συνέβαλαν επίσης ο Vanacore και η Δρ. Andrea Page-McCaw, αναπληρώτρια καθηγήτρια Βιολογίας Κυττάρου και Ανάπτυξης, οι επιστήμονες έδειξαν το μοναδικό και ουσιαστικό ρόλο του ιοντικού βρωμιδίου ως "συν-παράγοντας", ο οποίος επιτρέπει στην υπεροξειδασίνη να σχηματίσει το δεσμό σουλφιλιμίνης.

Με αυτόν τον τρόπο, αναφέρουν οι ερευνητές, το χημικό στοιχείο βρώμιο είναι "απαραίτητο για την ανάπτυξη των ζώων και την αρχιτεκτονική των ιστών".



Η κατανόηση της εμβιομηχανικής πίσω από την εκπληκτική δύναμη των μυρμηγκιών ανοίγει την πόρτα στην προηγμένη ρομποτική

Πηγή:
Journal of Biomechanics

Πρόσφατη μελέτη της εμβιομηχανικής του αυχένα των μυρμηγκιών - ένα κοινό έντομο που μπορεί εκπληκτικά να σηκώσει αντικείμενα πολλές φορές βαρύτερα από το ίδιο του το σώμα - θα μπορούσε να ξεκλειδώσει ένα από τα μικρά μυστήρια της φύσης και, πολύ πιθανόν, να ανοίξει την πόρτα στην πρόοδο της ρομποτικής τεχνολογίας.

Μια μικρή ομάδα μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του Ohio State συνδύασε εργαστηριακές δοκιμές και υπολογιστική μοντελοποίηση, η οποία διεξήχθη στο Κέντρο Υπερυπολογιστών του Ohio, για να καθορίσει τη σχέση μεταξύ της μηχανικής λειτουργίας, του δομικού σχεδιασμού και των ιδιοτήτων υλικού του μυρμηγκιού Allegheny (Formica exsectoides).

Η μελέτη εστίασε στον αυχένα του μυρμηγκιού – τη μοναδική άρθρωση μαλακού ιστού που γεφυρώνει τον άκαμπτο εξωσκελετό του κεφαλιού του μυρμηγκιού με τον θώρακα. Όταν ένα μυρμήγκι μεταφέρει τρόφιμα ή οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο, η άρθρωση του αυχένα στηρίζει όλο το βάρος του φορτίου.

"Τα φορτία ανυψώνονται με τα στοματικά μόρια, μεταφέρονται μέσω της άρθρωσης του αυχένα στο θώρακα και κατανέμονται στα έξι πόδια και ταρσούς που στηρίζονται στην υποκείμενη επιφάνεια", εξήγησε ο Carlos Castro, επίκουρος καθηγητής μηχανολογικής και αεροδιαστημικής μηχανικής στο Ohiο State και πρόσθεσε: "Ενώ παλαιότερη έρευνα μελέτησε τους μηχανισμούς προσάρτησης των ταρσών, λίγα είναι γνωστά για τη σχέση μεταξύ της μηχανικής λειτουργίας, του δομικού σχεδιασμού και των ιδιοτήτων του υλικού του μυρμηγκιού".

Για να κατανοήσουν καλύτερα τις αντοχές και τα ανώτατα όρια του αυχένα του μυρμηγκιού, οι ερευνητές ανακατασκεύασαν την εμβιομηχανική μέσω της ανάπτυξης τρισδιάστατων μοντέλων της εσωτερικής και της εξωτερικής ανατομίας του μυρμηγκιού. Τα μοντέλα δημιουργήθηκαν με την εισαγωγή εικόνων διατομής ακτίνων Χ (microCT) από δείγματα μυρμηγκιού σε ένα πρόγραμμα μοντελοποίησης (ScanIPþFE), το οποίο συναρμολόγησε τα τμήματα και τα μετέτρεψε σε ένα μοντέλο πλεγματικού πλαισίου περισσότερων από 6,5 εκατομμυρίων στοιχείων.

Το μοντέλο, στη συνέχεια, φορτώθηκε σε ένα πρόγραμμα ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων (Abaqus), μια εφαρμογή που δημιουργεί ακριβείς προσομοιώσεις πολύπλοκων γεωμετριών και δυνάμεων, και τα δεδομένα υπέστησαν επεξεργασία στο πανίσχυρο Oakley Cluster, μια σειρά από 8.300 πυρήνες επεξεργαστή (Intel Xeon) στο Κέντρο Υπερυπολογιστών του Ohio.

Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν σε συνδυασμό με εργαστηριακά πειράματα, τα οποία χρησιμοποίησαν μια φυγόκεντρο για τη μέτρηση των αλλαγών στην ανατομία των μυρμηγκιών κάτω από μια σειρά από υπολογισμένα φορτία. Τα πειράματα αποκάλυψαν ότι οι αρθρώσεις του αυχένα μπορούσαν να αντέξουν φορτία περίπου 5.000 φορές το βάρος του σώματος του μυρμηγκιού και ότι η δομή της άρθρωσης του αυχένα του παρουσίαζε την υψηλότερη αντοχή, όταν το κεφάλι του ήταν ευθυγραμμισμένο με το υπόλοιπο σώμα, σε αντίθεση με τις περιπτώσεις που ήταν στραμμένο προς κάποια πλευρά .

"Τα αποτελέσματά μας σημειώνουν με ακρίβεια τη συγκέντρωση της τάσης που οδηγεί σε αστοχία του αυχένα και εντοπίζουν τη διεπιφάνεια μαλακού-σκληρού υλικού στη μεταβατική περιοχή του αυχένα προς το κεφάλι ως τη θέση της αστοχίας", ανέφερε ο Castro. "Ο σχεδιασμός και η δομή αυτής της διεπιφάνειας είναι κρίσιμα για την απόδοση της άρθρωσης του αυχένα. Η μοναδική διεπιφάνεια μεταξύ σκληρών και μαλακών υλικών πιθανόν ενισχύει την πρόσφυση και μπορεί να είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό δομικού σχεδιασμού που επιτρέπει τη μεγάλη ικανότητα στήριξης φορτίων της άρθρωσης του αυχένα".

Οι προσομοιώσεις επιβεβαίωσαν την κατευθυντική δύναμη της άρθρωσης και, σε συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα, έδειξαν ότι το κρίσιμο σημείο για την αστοχία της άρθρωσης του αυχένα είναι στη μετάβαση αυχένα προς κεφάλι, όπου η μαλακή μεμβράνη συναντά το σκληρό εξωσκελετό.

άρθρωση του αυχένα (του μυρμηγκιού) είναι ένα σύνθετο και ιδιαίτερα ολοκληρωμένο μηχανικό σύστημα. Οι προσπάθειες για την κατανόηση της σχέσης δομής-λειτουργίας σε αυτό το σύστημα θα συμβάλουν στην κατανόηση των παραδειγμάτων σχεδιασμού για βελτιστοποιημένους εξωσκελετικούς μηχανισμούς", ανέφερε η παλιά φοιτήτρια του Ohio State, Vienny Ν. Nguyen, στη μεταπτυχιακή διατριβή της το 2012 πάνω σε αυτή την έρευνα. Η Nguyen , πλέον μηχανικός ρομποτικής στο διαστημικό κέντρο Johnson, είχε εργαστεί στο έργο υπό την εποπτεία του Blaine Lilly, ενός αναπληρωτή καθηγητή μηχανολογικής και αεροδιαστημικής μηχανικής στο Ohio State. Οι Nguyen και Lilly συμμετέχουν με τον Castro στη δημοσίευση του περιοδικού.

"Καθώς κοιτάζουμε προς το μέλλον των βοηθητικών για τον άνθρωπο συσκευών και της υπερ-ελαφριάς ρομποτικής", δήλωσε η Nguyen, "η ανάπτυξη μοντέλων 3 ​​διαστάσεων για την οπτική ανάλυση και η φόρτωση και η κινηματική προσομοίωση θα χρησιμεύσουν επίσης ως εργαλεία για την αξιολόγηση και σύγκριση της λειτουργικής μορφολογίας πολλαπλών ειδών και τύπων αρθρώσεων".



Ευρωπαϊκή Εβδομάδα Προγραμματισμού - EU Code Week

Πληροφορίες για την εκδήλωση
Πότε:
11/10/2014 - 09:00 - 17/10/2014 - 22:00
Πού:
http://www.openscience.gr/codeEUGreece
Τι τρέχει:

Μπες κι εσύ στο ...πρόγραμμα με το #coding!

Στις 11-17 Οκτωβρίου 2014 θα πραγματοποιηθεί για δεύτερη χρονιά η Ευρωπαϊκή Εβδομάδα Προγραμματισμού. Εκατομμύρια παιδιά, γονείς, εκπαιδευτικοί, επιχειρηματίες και πολιτικοί ιθύνοντες θα συμμετάσχουν σε μαζικές εκδηλώσεις και θα παρακολουθήσουν μαθήματα για να μάθουν προγραμματισμό και να αποκτήσουν συναφείς δεξιότητες. Η ιδέα είναι να προβληθεί ο προγραμματισμός, να απομυθοποιηθούν οι σχετικές δεξιότητες, και να έρθουν σε επαφή άτομα που έχουν μεγάλη επιθυμία να αποκτήσουν γνώσεις.

Πρόκειται για μια πρωτοβουλία βάσης που ξεκίνησαν νεαροί σύμβουλοι της Νέιλι Κρους, η οποία προσέλκυσε την υποστήριξη κινημάτων προγραμματισμού και εκπαίδευσης όπως τα CoderDojo και RailsGirls, καθώς και σημαντικών εταιρειών τεχνολογίας και πληροφορικής, που επιδιώκουν να εξοικειώσουν εκατομμύρια παιδιά με τον προγραμματισμό διοργανώνοντας για παράδειγμα εργαστήρια επίδειξης, αναπτύσσοντας εργαλεία εκμάθησης και συμβάλλοντας στην εκπαίδευση δασκάλων. Εταιρείες, όπως οι Rovio (Angry Birds), Microsoft, Google, Telefonica, Liberty Global και Facebook στηρίζουν την Ευρωπαϊκή Εβδομάδα Προγραμματισμού, πολλές από τις οποίες στο πλαίσιο της δέσμευσής τους για την πρωτοβουλία «Μεγάλος συνασπισμός για ψηφιακές θέσεις εργασίας»

Μείνετε συντονισμένοι στο openscience.gr για όλα τα νέα, τις εκδηλώσεις και τους διαγωνισμούς της Ελληνικής Code Week!



Δύο νέα ανοιχτά ψηφιακά μαθήματα από το Gunet.gr

Πηγή:
ellak.gr

Δύο νέα ανοικτά ψηφιακά μαθημάτα αναπτύχθηκαν από το “Ακαδημαϊκό Διαδίκτυο” (Gunet.gr), τα οποία απευθύνονται στις κεντρικές ιδρυματικές ομάδες που είναι επιφορτισμένες με το συντονισμό της ανάπτυξης μαθημάτων και στο προσωπικό υποστήριξης. Τα μαθήματα αυτά είναι:

  • “Προδιαγραφές και Διαδικασία Ανάπτυξης Ανοικτών Ψηφιακών Μαθημάτων” το οποίο εστιάζει στις προδιαγραφές Ανοικτών Μαθημάτων και την διαδικασία ανάπτυξής τους.
  • “Τεχνικά θέματα για την ανάπτυξη Ανοικτών Ψηφιακών Μαθημάτων” το οποίο εστιάζει στην εγκατάσταση, λειτουργία και διαχείριση των πλατφορμών καθώς και την ανάπτυξη και επεξεργασία πολυμεσικού περιεχομένου για ανοικτά μαθήματα κατηγορίας Α και Α+.

Τα ανοικτά αυτά μαθήματα και οι συνοδευτικές οδηγίες έχουν συνταχθεί με σκοπό την υποστήριξη των ιδρυματικών δράσεων “Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων” οι οποίες έχουν ως αντικείμενο την ανάπτυξη ανοικτού και προσβάσιμου εκπαιδευτικού περιεχομένου. Τα μαθήματα θα ανανεώνονται με προσθήκη νέου υλικού ή νέες εκδόσεις, οι οποίες θα ανακοινώνονται στις “Ανακοινώσεις” του κάθε μαθήματος.

Τα μαθήματα έχουν ανατρηθεί επίσης στην πλατφόρμα eclass.gunet.gr ακολουθώντας τους συνδέσμους-> Κατάλογος Μαθημάτων -> Οριζόντια Δράση -> Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. ή απευθείας στους παραπάνω σύνδεσμούς.



Οι ενήλικες που χάνουν βάρος σε οποιαδήποτε ηλικία, θα μπορούσαν να βελτιώσουν την καρδιαγγειακή τους υγεία

Πηγή:
thelancet.com

Αξίζει τον κόπο να αδυνατίσει κανείς σε οποιαδήποτε ηλικία και να είναι; Η απάντηση είναι ναι! Και αυτό, διότι θα μπορούσε να αποφέρει μακροπρόθεσμα οφέλη για την καρδιά και τα αγγεία, σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό The Lancet Diabetes & Endocrinology.

Τα ευρήματα προέρχονται από μελέτη που εξετάζει την επίδραση των δια βίου μοτίβων μεταβολής βάρους στους καρδιαγγειακούς παράγοντες κινδύνου σε μια ομάδα Βρετανών ανδρών και γυναικών, η οποία παρακολουθείται από τη γέννησή τους το Μάρτη του 1946. Οι ερευνητές έδειξαν ότι όσο περισσότερη είναι η έκθεση σε υπερβολικό σωματικό λίπος (παχυσαρκία) στην ενήλικη ζωή, τόσο μεγαλύτερα είναι τα καρδιαγγειακά προβλήματα στη μετέπειτα ζωή, όπως το αυξημένο πάχος των τοιχωμάτων της καρωτίδας, η αυξημένη συστολική αρτηριακή πίεση και ο αυξημένος κίνδυνος διαβήτη.

Για πρώτη φορά, τα ευρήματα δείχνουν επίσης ότι οι ενήλικες που κατεβαίνουν μια κατηγορία δείκτη μάζας σώματος (ΔΜΣ) - από παχύσαρκοι σε υπέρβαροι ή από υπέρβαροι σε φυσιολογικοί - οποιαδήποτε στιγμή κατά τη διάρκεια της ενήλικης ζωής, έστω και αν ξαναπάρουν βάρος, μπορούν να μειώσουν αυτά τα καρδιαγγειακά προβλήματα.

Η μελέτη χρησιμοποίησε στοιχεία από 1273 άνδρες και γυναίκες από την Εθνική Έρευνα Υγείας και Ανάπτυξης του Συμβουλίου Ιατρικής Έρευνας του Ηνωμένου Βασιλείου. Οι συμμετέχοντες ταξινομήθηκαν ως κανονικού βάρους, υπέρβαροι ή παχύσαρκοι, στην παιδική ηλικία και σε ηλικία 36, 43, 53 και 60-64 ετών. Για να εκτιμηθεί η επίδραση της διά βίου έκθεσης στην παχυσαρκία στους καρδιαγγειακούς παράγοντες κινδύνου, πραγματοποιήθηκε ανάλυση καρδιαγγειακού φαινοτύπου μεταξύ των ηλικιών των 60 και 64 ετών, με το πάχος του έσω-μέσου χιτώνα της καρωτίδας αρτηρίας (CIMT - πρόκειται για έναν δείκτη για καρδιαγγειακά επεισόδια).

Ο επικεφαλής συντάκτης, καθηγητής John Deanfield από το University College του Λονδίνου δήλωσε: "Η μελέτη μας είναι μοναδική, γιατί παρακολούθησε άτομα για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, περισσότερο από 60 χρόνια και μας επέτρεψε να εκτιμήσουμε την επίδραση μέτριων πραγματικών μεταβολών στην παχυσαρκία. Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η απώλεια βάρους σε οποιαδήποτε ηλικία μπορεί να οδηγήσει σε μακροπρόθεσμα οφέλη της καρδιαγγειακής υγείας και υποστηρίζουν τις στρατηγικές δημόσιας υγείας και τις μεταβολές στον τρόπο ζωής που βοηθούν τα άτομα, που είναι υπέρβαρα ή παχύσαρκα, να χάσουν βάρος σε όλες τις ηλικίες".

Σχολιάζοντας τη μελέτη , οι Elizabeth Cespedes και Frank Hu από τη Σχολή Δημόσιας Υγείας του Harvard των ΗΠΑ, γράφουν: "Αν και είναι ενθαρρυντικό το γεγονός ότι ακόμα και πρόσκαιρη απώλεια βάρους κατά την ενήλικη ζωή έχει καρδιαγγειακά οφέλη, μόνο το 2 % των συμμετεχόντων στην παρούσα μελέτη είχαν μια συνεχή μείωση στην κατηγορία του δείκτη μάζας σώματος στην ενήλικη ζωή, υπογραμμίζοντας τη σημασία της διατήρησης του βάρους και της πρόληψης της αύξησης του ως προτεραιότητες για τον προγραμματισμό και την πολιτική για τη δημόσια υγεία. Οι βελτιώσεις στη διατροφή και η αύξηση της σωματικής δραστηριότητας είναι ζωτικής σημασίας μοχλοί της μακροχρόνιας διατήρησης του βάρους και πρόληψης της αύξησης του στη μέση ηλικία και την πρώιμη ενήλικη ζωή. Τα υπέρβαρα άτομα μπορεί να έχουν ακόμα μεγαλύτερο όφελος στην υγεία από τις αλλαγές στον τρόπο ζωής, όπως η αύξηση της σωματικής δραστηριότητας, από ό,τι τα άτομα με φυσιολογικό βάρος. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης επιβεβαιώνουν μια συνεχή έμφαση στις πολιτικές δημόσιας υγείας, που επιτρέπουν στις αλλαγές τρόπου ζωής να επιτύχουν και κυρίως να διατηρήσουν έναν υγιή ΔΜΣ".

Και καταλήγουν: "Ιδανικά, η μελλοντική έρευνα θα θέσει επί τάπητος μακροπρόθεσμα σχέδια της εκούσιας έναντι της ακούσιας απώλειας βάρους, τα μέσα επίτευξης απώλειας βάρους και τη διατήρηση της απώλειας βάρους που είναι απαραίτητη για τη μείωση των καρδιαγγειακών παραμέτρων".

Ύλη για ανεξάρτητη κυκλοφορία