Visar inlägg med etikett biologi. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett biologi. Visa alla inlägg

tisdag 26 januari 2021

Runners World - Löpning rensar dina muskler från skadligt plack

En ny studie visar att det finns likheter mellan hur muskler åldras och Alzheimers sjukdom. Det tycks som att samma sorts plack, som bildar små klumpar i nervtrådarna vid Alzheimers sjukdom, orsakar muskelsvaghet hos äldre. I studien visade forskarna också på metoder för att eliminera detta plack.

Foto:Ryan McGuire / Pixabay

Varför blir vi svagare med åren? Vad är orsaken? Av någon anledning blir musklerna sämre på att göra sitt jobb. Ett forskarteam tittade på frågeställningen ur en ovanlig vinkel: likheterna mellan musklernas åldrande och degenerativa muskelsjukdomar. De upptäckte ansamlingar ...


lördag 11 april 2020

Fladdermöss är noga med social distansering vid infektion

Det finns en gemensam nämnare bakom utbrotten av SARS-CoV i Asien 2003, MERS på arabiska halvön 2012, Ebola i västra Afrika 2014 och SARS-CoV-2 i Kina 2020: fladdermöss. Det är inte en slump. Fladdermöss lever nära människor. Människor jagar och äter dem eller lever nära djur som i sin tur blivit infekterade av fladdermöss; kameler av MERS och myrkottar av SARS-CoV-2. 

Det finns minst 1300 arter av fladdermöss och deras immunsystem gör dem till perfekta reservoarer för olika virus. De tycks klara det mesta och åldras tio gånger långsammare än sina jämnstora släktingar på marken.

Febriga fladdermöss

Jag springer mycket, men jag vilar mycket mer. Min kroppstemperatur är därför ganska stabil strax under 37 grader. Ifall jag blir infekterad av ett virus som SARS-CoV-2, stiger min kroppstemperatur. Febern aktiverar ett inflammatoriskt svar så att mitt immunförsvar kan angripa inkräktarna

Foto: Todd Cravens på Unsplash
En avgörande skillnad mellan mig och fladdermöss är att de tränar konstant. De är flygande däggdjur, vilket ökar både kroppstemperatur och metabolism. Att hålla sig i luften med ett par vingar är krävande. Deras immunsystem är därför känt som "Flight as Fever". De lever ständigt i ett febrigt och energikrävande tillstånd. Det gör dem både motståndskraftiga mot virus och till asymptotiska sjukdomsbärare.

Virus sprider sig genom fysisk interaktion. Den viktigaste regeln för att hindra smittspridning är att minimera antalet kontakter och hålla avstånd. Virus sprider sig genom hosta, nysningar, prat och beröring. 

Vi undviker instinktivt människor med sjukdomsbeteende. Men fladdermöss är extremt sociala. De lever i kolonier och är beroende av varandra. De hjälper varandra med barnpassning och de ger mat till de som stannar kvar i kolonin när resten är ute och samlar mat. De delar mat genom att slicka varandras munnar. Ju närmare de är släkt med varandra, desto troligare är att de delar bröd. Honor delar mer än hanar.

Precis som i mänskliga samhällen försöker en del fladdermöss lura systemet. De stannar kvar i kolonin och hoppas på att bli matade. Det leder till slut att ingen vill ge dem mat. Fladdermöss utövar social kontroll.

Fantastiska däggdjur med lika många fingrar som dig och mig. 
Fladdermöss är motståndskraftiga mot virus, men vad händer om de blir sjuka? Jo, precis som människor stannar de hemma. De behöver all energi för att bekämpa infektionen. De andra fladdermössen undviker dem, men de närmsta släktingarna fortsätter ge de sjuka fladdermössen mat.

Fladdermöss och människor är ganska lika. Vi håller distansen under en pandemi, men vi överger inte våra närmaste.

lördag 13 april 2019

Ribosomer - cellens proteinfabriker

Hur kommer det sig att kod i form av DNA blir du? Det är såklart en komplicerad process, men jag tänker skriva så enkelt som möjligt och utgå från ribosomerna. Det är där det händer. Det är där kod blir kött.

Den centrala dogmen inom genetik är information flödar från gen till protein. Inte tvärtom. Gen blir protein och protein prövas i verkligheten och om proteinerna fungerar bra ökar chansen att genen lever vidare. Om proteinet minskar sannolikheten att överleva kommer genen att sållas bort. Det är alltså en mycket långsam process. Det var Darwins upptäckt. Giraffer fick inte längre halsar av att sträcka på proteinerna, de fick längre halsar av att de gener som sträckte lite extra på proteinerna hade en större sannolikhet att fortplantas till nästa generation.


Kodens bokstäver

DNA skrivs med bokstäverna ACTG och en sekvens på tre sådana bokstäver motsvarar en aminosyra som i sin tur är proteinernas byggstenar. A binder till T och C till G, så en kodsnutt ACC översätts till TGG. Men DNA ligger instängt och inslingrat i kromosomer djupt inne i cellkärnorna. Hur kommer proteinerna ut i kroppen?

Först och främst krävs en sorts kod som kallas mRNA (budbärar-RNA). Det liknar DNA, förutom att RNA använder uracil (U) istället för tymin (T). En bit mRNA tar sig in i cellkärnan och kopierar ett stycke DNA tills den kommer till en sekvens som säger stopp. Exempelvis kan den kopiera DNA-koden TACATA till mRNA-koden AUGUAU. Därefter tar mRNA med sig kopian ut ur cellkärnan till något som kallas ribosomer. Ribosomen är en fabrik som tillverkar protein.


Ribosomer

När mRNA anländer till ribosomen trycks tre bokstäver i taget in i ribosomfabriken. Där skannas mRNA-koden. I vårt exempel AUG. Runt om i cellen flyter aminosyror som du fått i dig via maten. De fångas upp av molekyler som kallas tRNA (transfer-RNA). tRNA har korta kodsnuttar med bara tre bokstäver som kan hålla en aminosyra. En tRNA med koden UAC håller aminosyran metionin. Den passar ihop med mRNA-koden AUG (G = C och U =A). Därmed sätts aminosyran fast som första länk i proteinkedjan. Nästa treställiga kod i mRNA är UAU. Den passar ihop med tRNA-koden AUA som håller aminosyran tyrosin. Därmed har ribosomen fogat samman två aminosyror. I mitt exempel är det bara två aminosyror, men i verkligheten är det många fler. 



När ribosomen når ett treställigt stopptecken i mRNA släpper ribosomen proteinet. Proteinet formas och böjs till av ett annat protein som kallas chaparoner. De viker kedjan av aminosyror. Formen på ett protein avgör dess funktion. Proteinerna skickas vidare till cellernas golgiapparater som lagrar dem i väntan på transport till lämpligt ställe.

Ju fler ribosomer, desto fler proteiner kan du skapa. Genom att använda musklerna du har aktiverar du signalvägar som i slutändan leder till fler ribosomer och starkare muskler. 


Video:




Läs mer om kroppens fem byggstenar på Hjärnfysikbloggen


söndag 13 december 2015

Hjärnor som krymper

I nordöstra Mexiko lever två varianter av den mexikanska grottetran (Astyanax mexicanus). Den ena är silvergrå, har stora ögon och lever i näringsrika floder med mycket mat. Den andra är nästan färglös, saknar ögon och lever i mörka näringsfattiga grottor.


Grottetror. Från Wikipedia.

Vid något tillfälle tillbaka långt tillbaka i tiden fastnade några grottetror i en kalkstensgrotta i nordöstra Mexiko. Det fanns inget sätt att ta sig tillbaka till floden, så fiskarna tvingades att anpassa sig för att överleva. I mörker finns inga färger, så fiskarna tappade färgen. De förlorade även sin syn, och ögonen krympte och försvann till slut helt och hållet. Efter några tusen år hade de anpassats till sina respektive livsmiljöer. Ett bevis för att evolutionen är något som pågår hela tiden.

Hur de grottlevande fiskarna förlorade sina ögon har inte haft något riktigt bra svar. Men nu har kanske några forskare hittat svaret. Eftersom det finns två varianter av samma art - samt en hybridform - kunde forskarna jämföra deras energikostnad. De isolerade fiskarnas hjärnor och ögon och mätte syreförbrukning. De visade sig att de flodlevande fiskarna med ögon använde 15 procent av sin totala energiomsättning till att bearbeta synintryck. Deras hjärnor var dessutom 30 procent tyngre. Hybriderna låg mittemellan.

Den grottlevande grottetran förlorade färg och ögon - samt mellanhjärnan där synbarken sitter - för att säkerställa sin överlevnad i underjorden. Den blev istället mer beroende av lukt och smak och utvecklade en mer avancerad förmåga att upptäcka förändringar i vattenrörelser. De saknade även dygnsrytm, vilket sparar energi. Allt detta gjorde att de klarar sig med en hjärna som nästan är en tredjedel mindre.

Sammantaget står hjärnan för cirka 23% av ämnesomsättning hos de flodlevande fiskarna, jämfört med bara 10% hos de grottlevande fiskarna.

Krymper även våra hjärnor?
Människans hjärna har också anpassat sig till nya omständigheter. De första hominiderna hade en hjärna som inte var större än 600 kubikcentimeter. Nu - några miljoner år senare - är en hjärna i snitt 1350 kubikcentimeter. Men för 10 000 år sedan var en hjärna i snitt 1500 kubikcentimeter. Våra hjärnor har alltså krympt med 10%, ungefär jämförbart med en tennisboll. Vad beror det på? Beror det på att livet som jordbrukare är mer förutsägbart jämfört med att vara jägare och samlare? Vi behövde inte längre lika mycket hjärnkraft när arbetet, maten och miljön blev alltmer lika och förutsägbara? En jägare och samlare måste hålla reda på tusentals växter och djur och lagra all kunskap i minnet.


Vad betyder det nu att vi lägger alltmer av våra minnen på externa diskar som finns i moln omkring oss? Vi återkallar minnen genom att se fotografier och vi försöker inte minnas det vi har på tungan - det som kallas för att gubbgoogla - utan googlar direkt efter svar. Det kanske finns utrymme för att minska våra hjärnor ytterligare?

Hjärnan gillar variation
När man springer riktigt extrema ultralopp minskar hjärnans storlek med 6%. Det visar en studie där forskare följt 44 löpare som sprungit Trans Europe Foot Race - ett 4500 km långt lopp. Forskarna tror att hjärnan krymper som ett sätt att anpassa sig till minskade intryck. Löparna ser bara väg och asfalt så långt ögat når - dag efter dag i två månader. Efter målgång återhämtar hjärnorna sig och växer ikapp. Men det finns människor som lever som om de sprang efter en lång väg dag efter dag. De förlorar inte synen, men kanske tappar de förmågan att se allt de skulle kunna se.



Läs mer om hjärnan och löpning på Hjärnfysikbloggen ...