Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

1
Ο ιατρικός εικονογράφος Ντέιβιντ Μπολίνσκι παρουσιάζει σε τρια λεπτά τρισδιάστατης εικονογράφησης, ένα διόλου βαρετό μάθημα βιολογίας όπου παρουσιάζει την κίνηση της ζωής μέσα σε ένα κύτταρο.

http://dai.ly/hEbm2r
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

2
Το θαύμα της όρασης !

70 % από τα κύτταρά μας που ασχολούνται με τις αισθήσεις μας, είναι τα φωτοευαίσθητα δηλ. αυτά που μας κάνουν και βλέπουμε. Από το μεγάλο ποσοστό καταλαβαίνουμε τη μεγάλη αξία της όρασης. Επειδή όλα τα θαύματα που ζούμε (και το ότι ζούμε είναι θαύμα !) δεν τα δίνουμε καμιά σημασία γιατί τα θεωρούμε συνηθισμένα, ας εμβαθύνουμε λίγο στο θαύμα της όρασης.


• Για να δούμε χρειάζεται φως.


Πότε βλέπουμε τα πράγματα γύρω μας, όταν υπάρχει φως ή σκοτάδι ; Φυσικά φως. Και αυτό γιατί το φως μεταφέρει τις πληροφορίες για το αντικείμενο στα μάτια μας. Το φως αποτελείται από τεράστιο αριθμό φωτονίων (η ενέργεια ενός φωτονίου είναι μικρότερη από το ένα τρισεκατομμυριοστό της ενέργειας που ξοδεύουμε για να κουνήσουμε λίγο το δάκτυλό μας). Αυτός ο τεράστιος αριθμός φωτονίων πέφτει πάνω σε κάθε τι που είναι γύρω μας, ένα μέρος απορροφάται απ’ αυτά και τα υπόλοιπα φωτόνια ανακλώνται προς κάθε κατεύθυνση. Ένα αριθμός φωτονίων φτάνει στα μάτια μας και … βλέπουμε ! ( Αν υποθέσουμε ότι ένα αντικείμενο απορροφούσε όλα τα φωτόνια θα το βλέπαμε ; Φυσικά όχι. ).


• Η χημεία της όρασης.


Στον αμφιβληστροειδή του ματιού μας υπάρχουν τα φωτοευαίσθητα κύτταρα ( 120 εκατομ. ραβδία υπεύθυνα για την όραση στο αμυδρό φως και 7 εκατομ. κωνία υπεύθυνα για την όραση στο λαμπρό φως και την έγχρωμη όραση) που περιέχουν την ουσία ροδοψίνη. Αυτή σχηματίζεται από το β-καροτένιο ( που υπάρχει στα πράσινα λαχανικά και με αφθονία στα καρότα) ή τη βιταμίνη Α (που υπάρχει στα αυγά και στα γαλακτοκομικά). Η ροδοψίνη μπορεί να υπάρχει σε δυο γεωμετρικά σχήματα. Στο ένα το μόριό της είναι στριμωγμένο (ασταθής μορφή) και στο άλλο το μόριό της είναι απλωτό ( σταθερή μορφή). Κάποια ένζυμα που υπάρχουν στον αμφιβληστροειδή μας, φροντίζουν όλα τα μόρια της ροδοψίνης να είναι στην στριμωγμένη μορφή. Μόλις πέσει ένα φωτόνιο πάνω σ’ ένα μόριο ροδοψίνης, σπάνει το δεσμό που το κρατάει στη στριμωγμένη μορφή και αυτό γυρίζει αμέσως στην απλωτή μορφή. Η αλλαγή αυτή στο σχήμα της ροδοψίνης πυροδοτεί μια χιονοστιβάδα χημικών αντιδράσεων. Ένα μόριο ροδοψίνης ενεργοποιεί 500 μόρια μιας πρωτεΐνης, αυτά ενεργοποιούν 500 μόρια ενός ενζύμου, αυτά προκαλούν υδρόλυση 100.000 άλλων μορίων, αυτά κλείνουν 250 κανάλια ιόντων νατρίου που υπάρχουν στη κυτταρική μεμβράνη και έτσι 10 εκατομ. ιόντα νατρίου εμποδίζονται να μπούν μέσα στο κύτταρο (αυτό που βρίσκεται η ροδοψίνη ), με αποτέλεσμα το ηλεκτρικό δυναμικό της μεμβράνης του κυττάρου αλλάζει 1 χιλιοστό του βολτ. Αυτή η μεταβολή του ηλεκτρικού δυναμικού δια μέσου των νευρικών κυττάρων διαβιβάζεται στον εγκέφαλο και δημιουργείται η αίσθηση της όρασης. Όλη αυτή η διαδικασία (που βέβαια δεν μας είναι εντελώς κατανοητή) για ένα φωτόνιο διαρκεί ένα δευτερόλεπτο, ενώ για ένα έντονο φωτεινό παλμό μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου. ( Εννοείται ότι αμέσως μετά τα ένζυμα επαναφέρουν τα μόρια της ροδοψίνης στη στριμωγμένη μορφή κ.ο.κ.)


• Η χημεία της όρασης ρυθμίζεται όσο χρειάζεται.


Με τόσο μεγάλη ενίσχυση που γίνεται στη δράση του φωτονίου, μόνο δέκα φωτόνια από το αντικείμενο να φτάσουν στο μάτι μας δημιουργείται η αίσθηση της όρασης (και αυτό γίνεται σε πολύ αμυδρό φως π.χ. ασέληνη νύχτα). Όταν βρισκόμαστε σε έντονο φως (π.χ. μεσημέρι), που τότε φτάνουν σε κάθε φωτοευαίσθητο κύτταρο των ματιών μας δισεκατομμύρια φωτόνια το δευτερόλεπτο, η ενίσχυση που δείξαμε μειώνεται περισσότερο από 10.000 φορές για να μη εξουθενωθούν τα φωτοευαίσθητα κύτταρα και δεν μπορούμε να δούμε. Αυτό πετυχαίνεται με ένα ενδοκυτταρικό μήνυμα να μπλοκαριστούν τα ένζυμα που συμμετέχουν στην ενίσχυση της δράσης των φωτονίων (το μήνυμα είναι μια μεταβολή στον αριθμό ιόντων ασβεστίου). Δηλ. υπάρχει μηχανισμός που ρυθμίζει πόσο θα ενισχυθεί η δράση του φωτονίου και αυτό γίνεται για να μπορούμε να βλέπουμε από το πολύ αμυδρό φως μέχρι το πολύ λαμπρό φως.


Αν και θαυμαστή και πολύτιμη η όραση του σώματος με την οποία βλέπουμε αυτό τον υλικό, φθαρτό και πρόσκαιρο κόσμο, ασύγκριτα θαυμαστή και πολύτιμη είναι η όραση της ψυχής με την οποία βλέπουμε τον πνευματικό, άφθαρτο και αιώνιο κόσμο. « Χαρά στα μάτια που δακρύζουν, για κάποιον άλλον που πονά, γιατί τα μάτια αυτά θα δούνε, του Παραδείσου τ’ αγαθά » (από ένα όμορφο τραγούδι). Μακάρι και εμείς τέτοια μάτια να έχουμε πάντα και έτσι να αξιωθούμε να ζούμε εκεί « ένθα ο των εορταζόντων ήχος ο ακατάπαυστος και η απέραντος ηδονή των καθορώντων του σου προσώπου το κάλλος το άρρητον» ( Από την ακολουθία της Θείας Μεταλήψεως ).

Βιβλιογραφία : 1. Αlberts κ.α., Essential cell biology, εκδ. Garland Science, New York and London, 2004. 2. Dewick. P, Essentials of Organic Chemistry For Students of Pharmacy, Medicinal Chemistry and Biological Chemistry, εκδ. Wiley, Sussex (U.K.), 2006.

http://ximikos.blogspot.com/2008/11/blog-post_663.html
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

3
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι γίνεται μέσα στο σώμα μας όταν δεχτούμε επίθεση από έναν ιό, μικρόβιο, μικροοργανισμό, ή βακτήριο; Ποιοι μηχανισμοί ενεργοποιούνται για να ξεκινήσουν οι στρατιές των πολεμιστών του οργανισμού μας και να αντιμετωπίσουν τον εισβολέα; Πόσες φορές την ημέρα δεχόμαστε επίθεση από κάποια ασθένεια; Το καταλαβαίνουμε πάντα; Στο βίντεο που θα δείτε θα ανακαλύψετε με αναλυτικά και επεξηγηματικά γραφικά αυτόν τον...



υπέροχο και πάντα έτοιμο στρατό του οργανισμού μας που λέγεται ανοσοποιητικό σύστημα.


Πηγή: iatropedia

phpBB [video]
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

5
phpBB [video]


Στα άδυτα του εγκεφάλου

Το ντοκιμαντέρ(2008) εξερευνά τις τελευταίες επιστημονικές ανακαλύψεις σχετικά με τον ανθρώπινο εγκέφαλο, τις πηγές της συνείδησης και τη διαδικασία της σκέψης.
Αναγνωρισμένοι επιστήμονες απαντούν σε ερωτήματα, όπως το πώς μαθαίνει ο εγκέφαλος, πώς χτίζει έννοιες, πώς επιδρά το περιβάλλον στον εγκέφαλο, πως συνδέεται το σώμα με τον εγκέφαλο, πώς οι νευροορμόνες επηρεάζουν την κοινωνική συμπεριφορά και προσαρμογή. Οι συνεντεύξεις εναλλάσσονται με απεικόνιση του εγκεφάλου και αρχειακό υλικό καθώς και με νέες συγκλονιστικές έρευνες για τις λειτουργίες του εγκεφάλου. 2008
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

6
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΤΑΣΗ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

Σε όλα τα κύτταρα υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού της κυτταρικής μεμβράνης. Τόσο στον εξωκυττάριο όσο και στον ενδοκυττάριο χώρο υπάρχουν αρνητικά και θετικά φορτία (ιόντα) ίσα μεταξύ τους. Στον εξωκυττάριο χώρο το κύριο κατιόν είναι το Να+ και το κύριο ανιόν το Cl- Αντίστοιχα για τον ενδοκυττάριο χώρο το κύριο κατιόν είναι το Κ+ και μεγάλα οργανικά ανιόντα. Όμως μέσα από την κυτταρική μεμβράνη υπάρχει περίσσεια αρνητικά φορτισμένων ιόντων ενώ έξω από αυτή συγκεντρώνονται σε ίση ποσότητα θετικά φορτισμένα ιόντα. Ως αποτέλεσμα αναπτύσσεται διαφορά δυναμικού μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού της κυτταρικής μεμβράνης. Το δυναμικό αυτό ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας (rest potential), χαρακτηριστικό για κάθε είδος κυττάρου και έχει μέγεθος λίγα mV, διότι στη γένεσή του συμμετέχει μόνον ένας πολύ μικρός αριθμός ιόντων. Μπορούμε να το μετρήσουμε αν βάλουμε ένα ηλεκτρόδιο μέσα στο κύτταρο και ένα άλλο σε επαφή με την εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης και τα συνδέσουμε με ευαίσθητο βολτόμετρο. Επειδή περίσσεια αρνητικών φορτίων μέσα από τη μεμβράνη, η διαφορά δυναμικού μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού της κυτταρικής μεμβράνης εκφράζεται ως αρνητική τιμή.

Για τη γένεση και τη συντήρηση του δυναμικού ηρεμίας είναι υπεύθυνη κυρίως η αντλία Να+ – Κ+ . Αυτή τραβά συνεχώς μόρια Να+ προς τα έξω και αφήνει ίσο αριθμό ανιόντων μέσα στο κύτταρο, δεδομένου ότι τα ανιόντα είναι μεγάλα μόρια που δεν μπορούν να διασχίσουν την κυτταρική μεμβράνη. Τα ανιόντα αυτά έλκουν για ηλεκτροστατικούς λόγους μέσα στο κύτταρο ιόντα Κ+ που μπορούν να διαπεράσουν την κυτταρική μεμβράνη. Με τον τρόπο αυτό συγκεντρώνονται ιόντα Να+ έξω από το κύτταρο και ιόντα Κ+ μέσα σ’ αυτό. Μάλιστα για κάθε 3 ιόντα Να+ που εξέρχονται εισέρχονται 2 ιόντα Κ+.(εδώ μπορείτε να σκεφτείτε ότι φεύγοντας τα 3 ιόντα Να+ αφήνουν πίσω τους μια περίσσεια ανιόντων η οποία δεν εξουδετερώνεται από την είσοδο των κατιόντων Κ+ γιαυτό και το εσωτερικό διατηρείται φορτισμένο αρνητικά)

Όπως θα δούμε σε όλα τα κύτταρα με συνθήκες ηρεμίας ανάμεσα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό τοίχωμα της κυτταρικής μεμβράνης αναπτύσσεται διαφορά δυναμικού περίπου -70 mV.

Επειδή η ακτίνα του κυττάρου (~1μm) είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με το πάχος της κυτταρικής μεμβράνης (7-15 nm) μπορούμε να θεωρήσουμε ότι ένα τμήμα κυτταρικής μεμβράνης είναι επίπεδο και ότι λειτουργεί σαν επίπεδος πυκνωτής και Ε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή, κάθετη προς την επιφάνεια της μεμβράνης με κατεύθυνση προς το εσωτερικό του κυττάρου θα είναι:

Ε = V/ ℓ

Αν στη σχέση αυτή θέσουμε τις τιμές όπως μετρήθηκαν στον άνθρωπο

V = 70mV = 70 x 10-3 V και ℓ = 6×10-9 m τότε Ε = 70 x 10-3 V / 6 x 10-9 m = 117 kV / m

Επομένως οι κυτταρικές μεμβράνες διατηρούν ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο.

http://blogs.sch.gr/sarmeni/2010/11/04/ ... %81%CE%BF/
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

7
Ο ρόλος του ηλεκτρικού ρεύματος της καρδιάς

Ο καρδιακός μυς, δηλαδή το μυοκάρδιο, για να λειτουργήσει χρειάζεται συνεχή ηλεκτρική διέγερση. Όταν η διέγερση αυτή σταματήσει, σταματά και η καρδιά να λειτουργεί. Η καρδιά είναι το πρώτο όργανο του ανθρώπου που αρχίζει να λειτουργεί από τον 3ο μήνα της ενδομήτριας ζωής του μέχρι το τέλος της ζωής του. Αρκούν 3-5 λεπτά να παύσει η λειτουργία της καρδιάς για να σηματοδοτηθεί και το τέλος της ανθρώπινης ζωής.

Η παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος της καρδιάς γίνεται από ένα πρωτεύον κέντρο μέσα στο δεξιό κόλπο (φλεβόκομβος), που αποτελείται από ειδικά κύτταρα του μυοκαρδίου που έχουν την ιδιότητα να διεγείρονται αυτόματα ηλεκτρικά με συχνότητα 60-70 ηλεκτρικές διεγέρσεις το λεπτό. Η ηλεκτρική διέγερση κινείται δια μέσου του μυοκαρδίου των κόλπων μέχρι τον πρώτο υποσταθμό της καρδιάς που λέγεται κολποκοιλιακός κόμβος. Ο ηλεκτρικός αυτός υποσταθμός αποτελείται και αυτός από εξειδικευμένα μυοκαρδιακά κύτταρα ανάλογα με τα κύτταρα του κεντρικού ηλεκτρικού σταθμού, δηλαδή του φλεβοκόμβου και ο οποίος αρχίζει να λειτουργεί αυτόματα εάν για οποιοδήποτε λόγο διαταραχθεί σοβαρά η λειτουργία του φλεβοκόμβου.

Στη συνέχεια, το ηλεκτρικό ερέθισμα προχωρεί κινούμενο δια μέσου ‘ηλεκτρικών καλωδίων’ που λέγονται ίνες του Purkinje και που φθάνουν μέχρι τα κοινά μυοκαρδιακά κύτταρα, τα οποία διεγείρει για να δουλέψουν, δηλαδή να συσταλούν και να διασταλούν. Έτσι δίδεται η αυτόματη εντολή προκειμένου να διασφαλισθεί η συνεχής καρδιακή λειτουργία.

Σημειωτέον ότι και οι ίνες του Purkinje αποτελούνται από εξειδικευμένα μυοκαρδιακά κύτταρα που διεγείρονται αυτόματα και αυτά και αρχίζουν να λειτουργούν όταν για οποιαδήποτε λόγο ανασταλεί η λειτουργία του φλεβοκόμβου.

Η διέγερση του μυοκαρδίου των κόλπων και εν συνεχεία η διέγερση του μυοκαρδίου των κοιλιών οδηγούν, αντίστοιχα, στη μυϊκή συστολή των κόλπων και τη συστολή των κοιλιών. Έτσι, η χημική ενέργεια των μυοκαρδιακών κυττάρων μετατρέπεται σε ηλεκτρική και ακολούθως σε μηχανική, η οποία τελικά εξασφαλίζει τη μηχανική λειτουργία της καρδιάς.

Όταν ο φλεβόκομβος λειτουργεί σωστά, τότε όλο το ηλεκτρικό σύστημα της καρδιάς χρησιμοποιείται αποκλειστικά σαν δρόμος αγωγής του ηλεκτρικού ερεθίσματος. Εάν, όμως, ο φλεβόκομβος νοσήσει, τότε αναλαμβάνουν τα υπόλοιπα κέντρα τη λειτουργία υποκατάστασης, αλλά λειτουργούν με χαμηλότερο ρυθμό ηλεκτρικής διέγερσης (μικρότερο των 70 παλμών ανά λεπτό).


Σε παθολογικές καταστάσεις (π.χ. ισχαιμία του μυοκαρδίου, φλεγμονή του μυοκαρδίου κ.λ.π.), είναι δυνατόν και άλλες περιοχές του μυοκαρδίου να διεγερθούν αυτόματα και να επιβάλουν δικό τους ρυθμό, ο οποίος να υπερισχύσει του φυσιολογικού ρυθμού (διέγερση του φλεβοκόμβου). Έτσι δημιουργούνται οι αρρυθμίες.

Όταν οι αρρυθμίες προέρχονται από το μυοκάρδιο των κοιλιών θεωρούνται πιο επικίνδυνες για τη ζωή του ασθενούς. Οι αρρυθμίες αυτές ονομάζονται κοιλιακές και είναι πιθανόν να οδηγήσουν σε κοιλιακή ταχυκαρδία ή κοιλιακή μαρμαρυγή, που μπορεί να προσομοιωθεί με βραχυκύκλωμα που καταλήγει σε σταμάτημα της ηλεκτρικής λειτουργίας της καρδιάς με αποτέλεσμα την ανακοπή, η οποία ισοδυναμεί με ηλεκτρικό θάνατο.

Η λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος της καρδιάς μπορεί να μελετηθεί με το ηλεκτροκαρδιογράφημα, το 24ωρο ηλεκτροκαρδιογράφημα Ηolter και με τη λεγόμενη ηλεκτροφυσιολογική μελέτη.


http://www.iatronet.gr/article.asp?art_id=9460
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

8
Τα μαθηματικά της καρδιάς.


Η λειτουργία της καρδιάς να αντλεί αίμα μπορεί να φαίνεται αρκετά απλή υπόθεση, αλλά ο βασικός μηχανισμός και τα ηλεκτρικά ερεθίσματα που διατηρούν ένα υγιές ρυθμό είναι εξαιρετικά πολύπλοκα. Πολλές περιοχές των μαθηματικών, συμπεριλαμβανομένων των διαφορικών εξισώσεων, δυναμικά συστήματα, και τοπολογικά μοντέλα έχουν βοηθήσει στην κατανόηση της ηλεκτρικής συμπεριφοράς των καρδιακών κυττάρων, τις συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων και τη συνολική γεωμετρία της καρδιάς. Οι ερευνητές στοχεύουν στην καλύτερη κατανόηση της φυσιολογικής λειτουργίας της καρδιάς, καθώς και να μάθουν πώς να διαγνώσουν την έναρξη των ανωμαλιών και τη διόρθωσή τους.

Δεν υπάρχει ένα μόνο απρόβλεπτος παράγοντας ο οποίος να είναι υπεύθυνος για πολλά από τα οποία μπορούν να πάνε στραβά με το ρυθμό της καρδιάς. Ένας υγιές κτύπος της καρδιάς είναι στην πραγματικότητα μια υπόθεση αρκετά χαοτική και καθόλου απλή. Επιπλέον, οι καρδιακοί χτύποι γίνονται λιγότερο χαοτική καθώς οι άνθρωποι γερνούν και η καρδιακή λειτουργία μειώνεται.


Σε ένα άρθρο τον Απρίλιο του 2011 ο John W. Cain, ένας μαθηματικός στο Virginia Commonwealth University, παρουσιάζει μια έρευνα των έξι συνεχών προβλημάτων στη μαθηματική καρδιολογία. Το άρθρο του Κάιν ασχολείται με την καρδιακή ηλεκτροφυσιολογία, επειδή μερικά από τα πιο συναρπαστικά ερευνητικά προβλήματα στη μαθηματική καρδιολογία περιλαμβάνουν ηλεκτρικές διάδοσης κυμάτων στον ιστό της καρδιάς.


Σε κάποια στιγμή στη ζωή μας, πολλοί από εμάς θα υποβληθεί σε ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ), μια καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας στην καρδιά. Για να καταλάβετε από που προέρχονται αυτά τα μικροσκοπικά ηλεκτρικά ρεύματα, πρέπει να μεγεθύνετε το μοριακό επίπεδο. Σωματικά υγρά, όπως το αίμα, περιέχουν θετικά φορτισμένο ιόντα. Όταν αυτά τα ιόντα διαπερνούν τις κυτταρικές μεμβράνες προκαλούν ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία με τη σειρά τους προκαλούν αλλαγές στην τάση, πέρα από τη μεμβράνη. Εάν ένα αρκετά ισχυρό ρεύμα ερεθίσματος εφαρμόζεται σε αρκετά καλά ξεκούραστα κύτταρα, τότε το κύτταρο εμφανίζει ένα δυναμικό ενέργειας V ξαφνικά και παραμένει σε υψηλά επίπεδα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτά τα δυναμικά ενέργειας διέπουν τους κτύπους της καρδιάς και, επομένως, ζωτικής σημασίας για την κατανόηση και αντιμετώπιση των διαταραχών όπως η αρρυθμία (ανωμαλίες στον καρδιακό ρυθμό), και ιδίως ταχυκαρδία (γρηγορότερα από το κανονικό καρδιακό ρυθμό).

Λαμβάνοντας ως σημείο εκκίνησης το βραβευμένο με Νόμπελ έργο του Hodgkin και Huxley, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει μαθηματικά μοντέλα του καρδιακoύ δυναμικού από την προβολή της κυτταρικής μεμβράνης ως ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Μια σημαντική πρόκληση που προσδιορίζει ο Cain είναι η επίτευξη ισορροπίας μεταξύ πραγματοποιήσιμου και πολυπλοκότητας: την ελαχιστοποίηση των επιπλοκών στο μοντέλο, έτσι ώστε να μπορεί να αποτελέσει αντικείμενο μαθηματικής ανάλυσης, αλλά και να προσθέτουν επαρκείς λεπτομέρειες, έτσι ώστε το μοντέλο να αναπαράγει τόσο καλά κλινικά δεδομένα όσο είναι δυνατό. Οι εξισώσεις που διέπουν το μοντέλο - μη γραμμικές διαφορικές εξισώσεις - δεν μπορεί να λυθούν ρητά, και οι λύσεις πρέπει να λαμβάνονται μέσω της προσέγγισης με αριθμητικές μεθόδους.

Η προσθήκη περαιτέρω παραμέτρων είναι η περίπλοκη γεωμετρία της καρδιάς, με τέσσερις θαλάμους και συνδέσεις με τις φλέβες και τις αρτηρίες, καθώς και το γεγονός ότι οι διαφορετικοί τύποι του καρδιακού ιστού έχουν διαφορετικές ιδιότητες και αγωγιμότητα.
Ο Cain συνεχίζει να συζητά διάφορα καρδιακά φαινόμενα και τα μαθηματικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή τους.


Ένα παράδειγμα είναι ο καρδιακός ρυθμός : Η τακτική καισυντονισμένη συστολή του καρδιακού μυός που αντλεί αίμα σε όλο το σώμα. Η βελτίωση της κατανόησης και η αντιμετώπιση των ανωμαλιών του ρυθμού είναι ζωτικής σημασίας στον αγώνα κατά της καρδιακής νόσου.
Μια υγιής καρδιά δεν χτυπά σε ένα τέλεια κανονικό σχέδιο? Στην πραγματικότητα, ένα τέτοιο πρότυπο θα ήταν ένα σημάδι δυνητικά σοβαρών παθήσεων. Το αυτόνομο νευρικό σύστημα του σώματος χρησιμοποιεί νευροδιαβιβαστές για να επιταχύνει ή να επιβραδύνει την καρδιά, και μικροσκοπικές διακυμάνσεις σε αυτές τις ουσίες προκαλούν μεταβλητότητα στα μεσοδιαστήματα μεταξύ των διαδοχικών παλμών. Το διάστημα RR είναι το διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών καρδιακών παλμών και μετριέται σε ένα ΗΚΓ. Οι προσπάθειες να ποσοτικοποιηθεί η μεταβλητότητα του καρδιακού ρυθμού (HRV) συνήθως περιλαμβάνει ανάλυση χρονοσειρών RR διαστήματα.


Δυστυχώς, μερικοί τρόποι για την ανάλυση RR χρονοσειρών δίνουν τα ίδια αποτελέσματα για τους ασθενείς με υγιή καρδιά και για τα άτομα με θανατηφόρες καρδιακές ανωμαλίες. Μία πρόκληση για τους μαθηματικούς και στατιστικολόγους είναι να επινοηθούν οι ποσοτικές μέθοδοι για τη διάκριση μεταξύ των χρονοσειρών RR των ατόμων με υγιή καρδιά και οι χρονοσειρές RR αυτών με καρδιακές παθήσεις. Ο Cain αναρωτιέται αν μπορεί κάποιες παθήσεις να διαγνωστούν μόνο με την ανάλυση των χρονοσειρών RR και, εάν ναι, ποιες; Για να επισημάνουν τις διαφορετικές παθολογίες, οι μέθοδοι είναι απαραίτητες για την ποσοτικοποίηση της «κανονικότητας» του καρδιακού ρυθμού. Επίσης, δεδομένης της υφιστάμενης σειράς διαγνωστικών εξετάσεων που οι κλινικοί γιατροί έχουν στη διάθεσή τους, θα μπορούσαν να υπάρξουν πλεονεκτήματα από τη χρήση των "αυτόματων" μαθηματικών / στατιστικών μεθόδων.


http://mathmosxos2.blogspot.gr/
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !

Re: Η εσωτερική ζωή των κυττάρων,ενας υπερυπολογιστής μέσα μας.

9
Το θαύμα του DNA

Γράφει η Σοφία Αβτζόγλου, Εκπαιδευτικός

Τι είναι το DNA

Το DNA είναι μια ινώδης, όξινη χημική ουσία που υπάρχει μέσα σε κάθε κύτταρο των ζωντανών οργανισμών (φυτικών και ζωικών).
Σε κάποιους μονοκύτταρους οργανισμούς, που δεν διαθέτουν πυρήνα, τα μόρια του DNA τους βρίσκονται μέσα στο κυτταρόπλασμα.

Στην πλειοψηφία των οργανισμών, όπως και στον άνθρωπο, τα μόρια του DNA βρίσκονται κυρίως μέσα στον πυρήνα των κυττάρων (πυρηνικό DNA), ενώ μικρή ποσότητα, περίπου 2% του συνολικού DNA στην περίπτωση του ανθρώπου, βρίσκεται μέσα στα μιτοχόνδρια (μιτοχονδριακό DNA). Τα μιτοχόνδρια είναι οργανίδια που βρίσκονται εντός του κυττάρου, αλλά έξω από τον πυρήνα του. Σε κάθε ανθρώπινο κύτταρο υπάρχουν από 1 έως 10.000 μιτοχόνδρια, ανάλογα με το είδος του κυττάρου. (Εδώ να σημειώσουμε ότι από αυτή τη μικρή ποσότητα μιτοχονδριακού DNA εξαρτάται η συνέχιση της ζωής μας, διότι στο μιτοχόνδριο μετατρέπονται οι ουσίες από τις τροφές που προσλαμβάνουμε σε μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον οργανισμό, παρέχοντας έτσι στον οργανισμό την ενέργεια που χρειάζεται για να ζήσει. Γι' αυτό και τα μιτοχόνδρια χαρακτηρίζονται και ως εργοστάσια παραγωγής ενέργειας. Επιπλέον, μέσα στο μιτοχονδριακό DNA περιέχεται καταγεγραμμένη όλη η γενετική μας ιστορία από την πλευρά των γυναικών από τις οποίες προερχόμαστε: της μητέρας, της γιαγιάς, της προγιαγιάς μας, κλπ).

Το πυρηνικό DNA


Αλλά, βεβαίως, αυτό που μας είναι περισσότερο γνωστό είναι το πυρηνικό DNA, διότι από αυτό σχηματίζονται τα, επίσης πολύ γνωστά σε όλους μας, χρωμοσώματα. Κάθε χρωμόσωμα δεν είναι τίποτε άλλο παρά ένα χημικό μόριο DNA (ένα μόριο δεσοξυριβονουκλεϊνικού οξέως, δηλαδή).

Κάθε μόριο/χρωμόσωμα είναι φτιαγμένο από δομικές μονάδες που ονομάζονται νουκλεοτίδια. Κάθε νουκλεοτίδιο περιέχει μια χημική ουσία από άζωτο, με ιδιότητες βάσης. Υπάρχουν 4 τέτοιες αζωτούχες βάσεις από τις οποίες οικοδομείται το DNA (Θυμίνη, Αδενίνη, Γουανίνη και Κυτοσίνη) που τις παριστάνουμε με το αρχικό γράμμα του ονόματός τους στα Αγγλικά: G, A, T και C. (Δείτε εικόνα 2).

Τα μόρια του DNA είναι εξαιρετικά μεγάλα, τόσο που, για παράδειγμα, στην περίπτωση του ανθρώπου, μπορούν να περιέχουν από 45 εκατομμύρια έως 279 εκατομμύρια νουκλεοτίδια. Αυτά τα νουκλεοτίδια συνδέονται ανά ζεύγη και σχηματίζουν μια διπλή έλικα, που μοιάζει, θα λέγαμε, με μια συστραμμένη ανεμόσκαλα. Το κάθε σκαλοπάτι είναι φτιαγμένο από ένα ζεύγος νουκλεοτιδίων ή όπως προτιμούν οι επιστήμονες να λένε, από ένα ζεύγος αζωτούχων βάσεων. Συνολικά, το ανθρώπινο DNA έχει περίπου 3 δισεκατομμύρια τέτοια ζεύγη βάσεων/ζεύγη νουκλεοτιδίων.

(Παρά το μεγάλο μέγεθός του, ωστόσο, το ανθρώπινο DNA πολύ απέχει από το να είναι το μεγαλύτερο που υπάρχει, διότι το μέγεθος του DNA δεν μοιάζει να συνδέεται με το μέγεθος του οργανισμού ή το πόσο εξελιγμένος θεωρούμε ότι είναι αυτός ο οργανισμός. Για παράδειγμα, στην αμοιβάδα, ένα πρωτόζωο που αποτελεί μέρος του πλαγκτόν στα γλυκά νερά και αποτελείται από ένα και μόνο κύτταρο, έχει παρατηρηθεί ένα είδος της που διαθέτει 670 δισεκατομμύρια βάσεις στο DNA του. Δηλαδή, το DNA του είναι πάνω από 220 φορές μεγαλύτερο από το ανθρώπινο).

Τι κάνει το DNA

Ποιος είναι ο ρόλος του DNA; Το DNA περιέχει την καταγραφή όλων των εντολών για τη δημιουργία ενός οργανισμού, μια καταγραφή που έχει πραγματοποιηθεί σε μια κωδικοποιημένη γλώσσα, η οποία, αντί για γράμματα σχεδιασμένα με μελάνι, χρησιμοποιεί τα 4 νουκλεοτίδια. Γι' αυτό και το DNA κάθε όντος χαρακτηρίζεται ως το blueprint (σχεδιάγραμμα) του. Με βάση αυτό το σχεδιάγραμμα, το ίδιο το κύτταρο, αφού το διαβάσει, παράγει τις κατάλληλες πρωτεΐνες και οικοδομεί όλο τον οργανισμό, μέσα από εξαιρετικά πολύπλοκες διαδικασίες. Κι ενώ σε κάθε κύτταρο του οργανισμού μας υπάρχει το ίδιο DNA, τα κύτταρα που παράγονται δεν είναι ίδια. Τι είναι αυτό που κάνει τον οργανισμό να παράγει κύτταρα π.χ για το δέρμα, για τα μάτια, για το συκώτι; Και για ποιο λόγο, και με ποιες διαδικασίες, όταν σχηματίζεται το έμβρυο, αρχίζουν τα κύτταρα να διαφοροποιούνται και να δημιουργούν τα διάφορα όργανα και τους διαφορετικούς ιστούς;

Είναι κι αυτά μερικά από τα βασικά μυστήρια του DNA.

Τα χρωμοσώματα


Μέσα στον πυρήνα του ανθρώπινου κυττάρου υπάρχουν συνολικά 46 μόρια DNA, και καθένα από αυτά σχηματίζει το καθένα από τα 46 χρωμοσώματά μας. (Ούτε και ο αριθμός των χρωμοσωμάτων ενός οργανισμού είναι ενδεικτικός της «ανωτερότητάς» του, αφού π.χ. η κότα έχει 78 χρωμοσώματα).

Για να σχηματιστούν τα χρωμοσώματα, τα μακριά μόρια του DNA συστρέφονται και συμπιέζονται και τελικά παίρνουν το συγκεκριμένο μέγεθος και σχήμα που είναι χαρακτηριστικό για κάθε ζεύγος. Έτσι, τα μόρια του DNA, που αν τα τεντώσουμε έχουν μήκος από 1,5 έως 3 μέτρα, πακετάρονται σε μεγέθη λίγων μm (χιλιοστών του χιλιοστού) - 12 μm είναι τα μεγαλύτερα χρωμοσώματα (το ζεύγος 1). Αυτό το πακετάρισμα του DNA επιτελείται από ειδικές πρωτεΐνες, οι οποίες όπως τώρα αντιλαμβάνονται οι επιστήμονες δεν υπάρχουν μόνο για να συγκρατούν το DNA, αλλά συμβάλλουν και στο πώς εκφράζεται αυτό. Ταυτόχρονα, και το ίδιο το πακετάρισμα δεν γίνεται με τυχαίο τρόπο, αφού έχει μεγάλη σημασία ποιες βάσεις έρχονται κοντά σε ποιες άλλες όταν το μόριο πακετάρεται.

Γονίδια και γονιδίωμα

Μέσα στα χρωμοσώματα, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει συγκεκριμένες περιοχές που η καθεμιά τους έχει τις απαραίτητες πληροφορίες για την ανάπτυξη κάποιου ειδικού χαρακτηριστικού του οργανισμού. Αυτές οι περιοχές ονομάζονται γονίδια, κι έτσι έχουμε, για παράδειγμα, τα γονίδια που καθοδηγούν την ανάπτυξη των άκρων μας, το γονίδιο που καθορίζει το χρώμα των ματιών μας κλπ.

Σε κάθε χρωμόσωμα υπάρχουν χιλιάδες γονίδια, και μέσα από τα γονίδια κληροδοτούνται τα χαρακτηριστικά των γονέων στους απογόνους τους.


Το σύνολο του DNA ενός οργανισμού αποτελεί το γονιδίωμά του.

Το 2003 ολοκληρώθηκε η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, καταγράφηκαν, δηλαδή, όλες οι βάσεις και τα ζεύγη των νουκλεοτιδίων που αποτελούν τα «σκαλοπάτια» της έλικας όλων των μορίων του DNA του. Αλλά, το γεγονός ότι οι επιστήμονες χαρτογράφησαν το DNA δεν σημαίνει ότι είναι σε θέση να κατανοούν και πώς ακριβώς λειτουργεί. Κατά τη χαρτογράφηση, που πραγματοποιήθηκε με τη συνεργασία διαφόρων χωρών και εργαστηρίων στα χρόνια 1990-2003, εντοπίστηκαν 30.000 - 40.000 γονίδια (ούτε κι αυτός ο αριθμός κατέστη δυνατό να αποσαφηνιστεί). Ωστόσο, όλα αυτά τα γονίδια καταλαμβάνουν μόνο ένα μικρό μέρος του DNA μας, ίσως και μόνο το 5% ή και λιγότερο.

Για το υπόλοιπο, οι επιστήμονες κάποια πράγματα καταλαβαίνουν, αλλά, στο μεγαλύτερο μέρος του, το DNA παραμένει ένα μεγάλο μυστήριο.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Είναι καλό να τα γνωρίζουμε όλα αυτά, διότι έχουμε αναλωθεί τόσο πολύ στη συζήτηση για το αν ο άνθρωπος μοιάζει με τον πίθηκο και αν ο πίθηκος μπορεί να γίνει άνθρωπος και ξεχνάμε ότι η βάση της αντιπαράθεσης ανάμεσα στη Δημιουργία από τον Θεό και την άποψη ότι όλα έγιναν με τυχαίες διαδικασίες είναι το κατά πόσο αυτός ο θαυμαστός μηχανισμός του κυττάρου θα μπορούσε να δημιουργηθεί μέσα από τυχαίες διαδικασίες. Ποιος νόμος των πιθανοτήτων μπορεί να υποστηρίξει ότι με τη μέθοδο της δοκιμής και του σφάλματος θα μπορούσαν ποτέ να δημιουργηθούν μόρια με δισεκατομμύρια δομικά υλικά; Και δεν είναι μόνο τα μόρια του DNA, είναι και τα μακρομόρια των πρωτεϊνών, οι οποίες για τον άνθρωπο υπολογίζονται ότι είναι πάνω από 50.000. Και κάθε μόριο πρωτεΐνης αποτελείται από δεκάδες έως και χιλιάδες αμινοξέα. Πόσος χρόνος, πόση τύχη, πόσες ευτυχείς συγκυρίες θα απαιτούνταν, ωσότου συντελεστεί κάτι τέτοιο; Κι ακόμη, όταν αυτό που παρατηρούμε γύρω μας είναι η συνεχής φθορά και αποδιοργάνωση, για ποιο λόγο να φανταστούμε ότι η ύλη μπόρεσε να οργανωθεί τόσο αξιοθαύμαστα από μόνη της και να δημιουργήσει όχι μόνο ένα είδος οργανισμού, αλλά δισεκατομμύρια διαφορετικούς οργανισμούς, που καθένας τους είναι ένα θαύμα τελειότητας;

Και τέλος, αφού οι επιστήμονες ακόμη και σήμερα γνωρίζουν τόσα λίγα για το DNA,

πώς μπορούν εδώ και αρκετά χρόνια να διατείνονται ότι είναι σε θέση να γνωρίζουν πώς δημιουργήθηκε;

Πριν από 2.000 χρόνια - επειδή και τότε, και από πολύ νωρίτερα, ακούγονταν αυτές οι ίδιες ιδέες, περί της δημιουργίας του κόσμου από εξελικτικές διαδικασίες - ο απόστολος Παύλος απάντησε σ' αυτά τα ερωτήματα με ξεκάθαρο τρόπο, λέγοντας πως η Δημιουργία πραγματικά αποκαλύπτει το ποιος είναι ο Θεός, αλλά οι άνθρωποι επέλεξαν να αποκρύψουν αυτή την αλήθεια και αναζήτησαν μάταιες σκέψεις, που σκότισαν τις καρδιές τους και τους οδήγησαν να τιμούν την κτίση (την ύλη), αντί για τον Κτίστη της (Προς Ρωμαίους 1:18-32). Και μέσα από τα λόγια του Ιησού μπορούμε να αντιληφθούμε το γιατί: «.οι άνθρωποι αγάπησαν το σκοτάδι περισσότερο παρά το φως· για τον λόγο ότι, τα έργα τους ήσαν πονηρά. Επειδή, όποιος πράττει τα φαύλα, μισεί το φως, και δεν έρχεται στο φως, για να μη έρθουν σε έλεγχο τα έργα του» (Κατά Ιωάννην 3:19-20).

https://www.youtube.com/watch?v=axHZY996xss
Caer está permitido, levantarse es obligatorio....."Επιτρέπεται να πέσεις, επιβάλλεται να σηκωθείς"
Xαμένη μάχη,είναι αυτή που φοβήθηκες να δώσεις
Πριν γράψεις σκέψου! Πριν κατακρίνεις περίμενε! Πριν προσευχηθείς συγχώρα! Πριν παραιτηθείς προσπάθησε!
Καλό είναι το να υπάρχεις …μα το να ζεις εν Χριστώ είναι άλλο πράγμα !
Απάντηση

Επιστροφή στο “Yγεία”

cron