Elhanyagolt gyermeki agyak

Régóta ismert tény, hogy a fizikai és lelki elhanyagoltság gátolja az idegrendszer fejlődését, amerikai kutatók (Boston Children’s Hospital) azonban bebizonyították, hogy ez az agy szerkezetében is kimutatható. Eredményeik az Amerikai Tudományos Akadémia lapjának (PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) online kiadásában jelentek meg.

Margaret A. Sheridan és munkatársai 8–11 éves román gyerekeken mágneses rezonanciás képalkotó eljárással végezték vizsgálataikat.

20 gyermek átlagos körülmények között nevelkedett, 29 kizárólag állami gondozásban, s a tanulmányban részt vett 25 olyan gyermek is, aki egy állami program részeként nevelőszülőkhöz került, és már 6–9 éve ott él.

Az eredmények azt mutatják, hogy az intézetben nevelkedett gyerekek agykérgének szürkeállománya minden esetben jóval kisebb, mint a mindig családban nevelkedetteké, a fehérállomány szempontjából azonban nem mindegy, hogy valaki elkerül-e nevelőszülőkhöz, vagy sem. Az utóbbi csoport tagjai ugyanis a fehérállomány fejlettségében csaknem utolérték azokat a társaikat, akik sosem voltak árvaházban.

A kutatók a szürke- és fehérállománnyal kapcsolatos különbségeket azzal magyarázzák, hogy a szürkeállományt alkotó idegsejtek bizonyos életkorban mutatnak intenzív fejlődést, míg az idegsejtek közti kapcsolatok, azaz a fehérállományt alkotó rostok lassan és folyamatosan alakulnak ki, ezért van több lehetőség a korrigálásra.

Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az árvaházban történő neveltetés – ez a világon kb. nyolcmillió gyermeket érint – hatással van például a szellemi működés fejlődésére, illetve a nyelvi és szociális készségekre.

Sheridan, Margaret A. – Foxd, Nathan A. – Zeanahe, Charles H. et al.: Variation in Neural Development as a Result of Exposure to Institutionalization Early in Childhood. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.
Published online before print 23 July 2012. DOI: 10.1073/pnas.1200041109 http://www.pnas.org/content/early/2012/ 07/17/1200041109.full.pdf+html
 

Egy agresszív agydaganat genetikája

A glioblasztóma nevű nagyon rosszindulatú agydaganat genetikai okaira derítettek fényt a Columbia Egyetem kutatói. Felfedezésük alapján talán gyógyszert is lehet fejleszteni e ma még szinte kezelhetetlen betegség ellen.

Anna Lasorella és munkatársai a glioblasztóma kialakulásában szerepet játszó géneket vizsgálták, és megállapították, hogy a daganatok kb. három százaléka azért jön létre, mert a természetes sejtosztódás során két gén összeolvad. A fúzió eredményeként kialakuló gén olyan fehérjét kódol, amely a sejtosztódás során megzavarja a kromoszómák szétválását, ezért így olyan sejtek jönnek létre, amelyekben a kromoszómák száma nem 46.

A kutatók a fehérje daganatok kialakulásában betöltött szerepét úgy tesztelték, hogy egészséges egerek agyába juttattak ilyen fehérjét. Az egerek 90 százalékának agyában kialakult a glioblasztóma. Lasorelláék ezt követően olyan anyaggal kezelték az egereket, amely gátolja ennek a fehérjének a működését, és azt találták, hogy a beteg egerek életbenmaradási ideje a kétszeresére nőtt. Mivel ez a fehérje csak a daganatos sejtekben van jelen, gyógyszerfejlesztési szempontból jó gyógyszercélpont lehet a rákos sejtek ellen – mondja a kutatások vezetője.

Singh, Devendra – Chan, Joseph Minhow – Zoppoli, Pietro et al.: Transforming Fusions of FGFR and TACC Genes in Human Glioblastoma. Science. 1220834 Published online 26 July 2012
DOI:10.1126/science.1220834
 

HIV-fertőzöttek gyógyítása őssejtbeültetéssel

A csontvelő-transzplantáció teljesen megszabadíthatja a betegeket a HIV-vírustól. A Washingtonban július végén tartott AIDS-világkonferencián Daniel Kuritzkes és munkatársai (Harvard Medical School, Boston) két olyan HIV-fertőzött férfiről mutattak be esettanulmányt, akiknek daganatos betegség miatt őssejtbeültetésre volt szükségük. (Mivel a csontvelő-transzplantáció valójában vérképző őssejtek beültetését jelenti, ma a medicina egyre inkább áttér ez utóbbi kifejezésre.) A transzplantáció óta egyik beteg szervezetében sem sikerült AIDS-vírust kimutatni.

Az AIDS gyógyításának egyik súlyos problémája, hogy bár a vérben lévő vírusok számát a modern HIV-ellenes gyógyszerekkel minimálisra tudják szorítani, a nyiroksejtekben vagy nyirokcsomókban a gyógyszerek elől elbúvó vírusok előbb-utóbb újra támadnak.

Egyes daganatos betegségek kezelésében a csontvelő-transzplantációra azért van szükség, mert csak olyan nagy dózisú kemoterápiával van esély a javulásra vagy a gyógyulásra, amely dózis elpusztítja a csontvelőben lévő vérképző őssejteket. A kemoterápiát elvégzik, majd vagy a betegnek korábban lefagyasztott saját vérképző őssejtjeiből adnak vissza annyit, amennyiből a vérképzés újjászülethet, vagy mástól származó őssejtek beadásával érik ezt el. A két HIV-fertőzött férfi idegen őssejteket kapott. Egyikük két, a másik négy évvel ezelőtt részesült a kezelésben.

A kutatók abban bíznak, hogy a nagydózisú kemoterápia és a soha fel nem függesztett vírusellenes kezelés során teljesen elpusztultak a HIV-vel fertőzött sejtek, és a betegek örökre megszabadultak a vírustól.

Akár véglegesen kigyógyultak a HIV-ből a betegek, akár nem, a történetnek leginkább tudományos jelentősége van, és nem az, hogy a csontvelő-transzplantáció az AIDS gyógyításának tömegek számára elérhető eszköze lehet. Egy rendkívül bonyolult és veszélyes beavatkozásról van ugyanis szó, amelyet csak akkor alkalmaznak, ha a betegeknek semmilyen más esélyük nincs az életben maradásra. A HIV-fertőzöttek azonban megfelelő gyógyszeres kezelés mellett ma már tíz-húsz évig jó életminőségben élhetnek.

www.medlineplus.com

Olcsó környezetbarát akkumulátor?

Az elektromos energiatárolók nagy intenzitással kutatott és látványosan fejlődő területén a Los Angeles-i University of Southern California kutatói most egy régi megoldás továbbfejlesztéséről számoltak be.

A vas elektrokémiai oxidációján és redukcióján alapuló energiatárolók legismertebb típusa, a nikkel-vas akkumulátor több mint száz éve ismert (Edison-elem). A gyakorlati felhasználásból való kiszorulásának fő oka az alacsony hatásfok volt. Töltésekor közel kétszer annyi energiát kell betáplálni, mint amennyi kisütéskor kinyerhető. Ennek elsősorban az az oka, hogy a vas elektródon töltéskor nagy mennyiségű hidrogén is fejlődik.

A közzétett eredmények szerint sikerült olyan módosított vas elektródot előállítani, amelyen a hidrogénfejlődés a tizedére csökkent, és így a töltés hatásfoka elérte a 96 százalékot. Ezen kívül a feltöltés idejét is jelentősen rövidítették, és a tömegegységre vonatkoztatott tárolóképesség elérte a 0,3 Ah/g értéket.

A szerzők szerint az általuk kifejlesztett vas elektródok mind a nikkel-vas, mind a levegő-vas elemeket alkalmassá tehetik az olcsó, nagyméretű elektromos energiatároló eszköz szerepére.

Manohar, Aswin K. – Malkhandi, Souradip – Yang, Bo et al.: A High-Performance Rechargeable Iron Electrode for Large-Scale Battery-Based Energy Storage. Journal of the Electrochemical Society. 2012. 159, 8, A1209–A1214; DOI:10.1149/2.034208jes

http://jes.ecsdl.org/content/159/8/A1209.full
 

Kiből lehet jó sprinter?

A 60 másodpercnél rövidebb ideig tartó versenyszámokban, szemben az általánosan elfogadott nézettel, nincs meghatározó jelentőségük az anyagcsere-folyamatoknak, a teljesítményt elsősorban biomechanikai jellemzők határozzák meg – állapítják meg cikkükben amerikai kutatók.

A fenti következtetéshez vezető kísérleti munka során teljes erőbedobással végrehajtott sprintek mechanikai elemzését végezték el különböző teljesítőképességű futók és kerékpárosok részvételével. Meghatározták a maximális sebességeket és a leadott energiát. A gyakorlatok közben úgynevezett felületi elektromiográfiai diagnosztikai módszerrel mérték az izmok aktivitásának változását is.

A klasszikus elmélet szerint rövid távú versenyeken ugyanúgy, mint az állóképességi sportokban, az elérhető maximális teljesítményt az anyagcsere, illetve a szervezetben tárolt energia felszabadításának hatékonysága és sebessége határolja be.

Mindez felülvizsgálandó – szerepel az új tanulmányban. Rövid távon azok az erők, amelyek például a váz- és izomrendszer, illetve a talaj között fellépnek, és amelyek az energiát haladó mozgássá alakítják, sokkal fontosabbak. A sprinterek teljesítményét az dönti el, hogy a csontok és az izmok milyen intenzitású mozgást képesek elérni, illetve elviselni.

Bundle, Matthew W. – Weyand, Peter G.: Sprint Exercise Performance: Does Metabolic Power Matter? Exercise & Sport Sciences Reviews. July 2012. 40, 3, 174–182. DOI: 10.1097/JES.0b013e318258e1c1
 

Elefántbeszéd

Az afrikai elefántok hangképzésének ez idáig felderítetlen részleteiről számolnak be osztrák és német kutatók. Az emlősök meglepően széles frekvenciatartományban, 9 Hz és 110 kHz között képesek ugyanazzal a szervvel, a gégével hangokat kelteni. Az elefántok az emberi fül számára észlelhetetlen „infrahang” tartományban, 20 Hz alatt kommunikálnak, akár több kilométeres távolságból.

Mostanáig nem volt egyértelmű, hogy ezek a hangok pontosan hogyan keletkeznek: vajon a macskaféléknél jellemző dorombolás-mechanizmus szerint, vagy inkább az emberi ének- és beszédhangokhoz hasonló módon ezek is az áramló levegő által keltett rezgések. A dorombolás-módban a hangokat idegi szabályozású izom-összehúzódások generálják és ez különösen alkalmas mély hangok képzésére. Ugyanakkor ez a technika magas hangokban „gyenge”, 200 Hz fölött nem nagyon lehet dorombolni.

A kutatók egy berlini állatkertben természetes úton elhalt elefánt kipreparált gégéjével kísérleteztek, és kizárták a dorombolás mechanizmust. Kimutatták, hogy az elefántok extrém mély hangja ugyanolyan fizikai mechanizmus szerint keletkezik, mint az emberi beszédhang. Az elefántgégén meleg és nedves levegőt átáramoltatva a jellegzetes infrahangot is sikerült reprodukálniuk.

Herbst, Christian T. – Stoeger, Angela S. – Frey, Roland et al.: How Low Can You Go? Physical Production Mechanism of Elephant Infrasonic Vocalizations. Science. 3 August 2012. 337, 6094, 595–599. DOI: 10.1126/science.1219712