Биоэтика и биотех
1.03K subscribers
469 photos
110 videos
4 files
472 links
Новые технологии, достижения в биологии и генетике, биоэтические и правовые вопросы. С подтверждающими ссылками. Чистый инсайд из мира науки простым языком

Связь: @immunoethic
加入频道
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Внутри клетки

Помните учебник по общей биологии в школе и эти непонятные рисунки... шероховатый эндоплазматический ретикулум (ЭПР), комплекс Гольджи...

Вот они!

Слева ядро, там голубенькая ДНК, накрученная на бусинки-гистоны. Из ядра через поры РНК переходят в эндоплазматический ретикулум, там на рибосомах синтезируются белки. От туда свежие молекулы идут на комплекс Гольджи, где собираются сложные молекулы, все упаковывается, а потом отщипывается в пузырьки и транспортируется по клетке или из неё наружу по зеленым рельсам актиновых нитей. Всё логично и просто.

Нам бы такие учебники...

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Моторчик в бактерии, который помогает им двигаться

Это модель кишечной палочки (E coli). Молекулярный двигатель приводится в движение потоком ионов водорода через внутреннюю мембрану.В моделировании видео замедленное. На самом деле скорости моторчика невероятные

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Динамическая модель, как согласованно работают сердце, легкие и диафрагма

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Формирование хорды у эмбриона рыбок zebrafish

(🎞 микроскопия зелёная из-за флюоресценции)

#азбука
Жизнь - движение.
И её надо изучать в динамике

Внутренний мир человека, организмов, клеток, и молекул вовсе не такой, как мы привыкли видеть

Мир не статичен, а динамичен. Всякая молекула колеблется.

Когда мы учились в 10 классе, на химии нам привели отличный пример: С2Н6 - газ этан. Вы все его "проходили". Структурно это - CH3-CH3 - две метильные группы, соединенные 1 связью, как шары у короткой гантели. И эти шары вращаются с бешенной скоростью как 2 пропеллера на одной оси, потому что атомы водорода свободно вращаются вокруг своих углеродов.

Молекулы воды шевелятся. Да, у них угол 108 градусов, но рядом друг с другом - это постоянный движ. Углеводы гнутся! Длинные белки изгибаются и даже ломаются. Каждую наносекунду все в стремительном движении.

Это простая химия. Может вы в школе больше любили музыку, или математику, а мне нравилась химия) Поэтому я запомнил, что в реальности наш мир гораздо красивее и динамичнее, чем на любой картинке.

Вот формула - сложная, громоздкая. Значит вот такой он гемоглобин, ага, а вот глюкоза, а вот .... И это застряло как образ, а потом ещё 3D картинка этих молекул в интернете, или клеточной мембраны... И вот вы всё дальше и дальше от реальности.

Потому что в реальности мы насыщены водой. Каждый открытый край белка соединяется с водой, часто на белках сахара, на которых сверху уже вода. Вода окружает всё вокруг, облепляет как пыль пластик.

Кроме атомов и молекул шевелятся сами клетки, их органеллы, митохондрии, ядро, ДНК, накрученная на гистоны... Все постоянно двигается. И микроструктуры, и органы тела. Мы динамичны внутри и снаружи. Жизнь - движение.

И статическая картинка мешает нам понять очень многие закономерности в биологии. Потому что наши методы исследования ограничены фото, флюоресценцией, срезами мертвых клеток, или отражением электронов после интенсивной горячей бомбежки того, что мы хотели посмотреть.

Исследователи всегда хотели увидеть микромир вживую, без красителя, который убивает клетки, без жесткого излучения, который прижигает даже усики у насекомых, а микроструктуры вообще разрушает.

Но чаще всего лучшим инструментом было наше воображение.
..

#биотехнологии #азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Вот устройство синапса - контакт нервных клеток. С одной стороны это электричество. Но по сути - химия.

Когда напряжение на конце нервного волокна возрастает, открываются каналы для кальция (Ca²⁺), он поступает внутрь клетки в зоне синапса. Приток кальция вызывает слияние накопившихся пузырьков с нейромедиаторами с мембраной синапса (говорят пресинаптической мембраной) - нейромедиаторы высвобождаются в синаптическую щель между нейронами, действуя на вторую клетку (постсинаптическая мембрана) - так сигнал передаётся от одной нервной клетки к другой.

Перезарядка нейрона занимает время. Говорят "рефрактерный период". Это тот момент, когда после рефлекса наступает пауза, бей не бей по нерву, а нога не дёрнется.

Это была схема. Так понятнее, но знаете, как это сложно в реальности?⬇️

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Это - комбинированная микроскопия крошечного кусочка коры головного мозга мыши (<1 мм).

Белково-удерживающая экспансионная микроскопия клеток и нервной тканей, меченных стандартными флуоресцентными белками и антителами позволила визуально
отметить те самые структуры, что схематично на компьютерной графики были здесь: нейроны (желтым), пресинапс (синим) и постсинапс (пурпурным).

Видео сформировано мощным алгоритмом с помощью комбинированной расширительной микроскопии (метод 2023 года) и решетчатой листовой микроскопии (метод 2010)

Этот крошечный кусочек
(75 x 100 x 125 мкм) получен с эффективным разрешением около 25 нм при использовании объектива с дифракционным ограничением около 280 нм на обычных оптических микроскопах.

Первые 6 сек. показывают все пре/пост синаптические пары, остальные показывают только те пары, которые связаны с небольшим подмножеством помеченных дендритных шипиков.

Безумно сложные вычисления и самые новые методы световой микроскопии.

Оба видео из статьи Science

#биотехнология #нейробиология #азбука
Новые виды микроскопии
Слева - обычная микроскопия, в том числе флуоресцентная (свет сверху). Справа - плоскостная (с 2010).

Освещение сверху фотообесцвечивает и переоблучает образец, при том большая часть образца не в фокусе.

Плоскостное освещение уменьшает фототоксичность, а его перемещение вдоль оси образца позволяет получить множество снимков, которые затем объединяют и выстраивают объемную картинку

Современные микроскопы могут быть устроены очень сложно.

#азбука
Техногенный мир, современные проблемы. Все слышали про профилактику йодом при радиационной аварии, но мало кто - как и в какой дозе. Разбираемся.

1⃣ Нельзя впрок! Действует только 24 ч.

2⃣ Йодомарин 200© почти бестолку. Он содержит всего 0,2 мг йодида калия (ЙК) .

3⃣ Нужный ЙК 125-130 мг выдают мед.учреждения и работадатели

⚠️ Рекомендуемые дозы (ФМБА 2010):

🔹Взрослым до 40 лет, беременным и кормящим грудью 125-130 мг/сут, но беременным и кормящим - только один раз за все время!

🔹детям от 3-14 лет - 65 мг/сут

🔹 от 1 мес.- 3 лет 32 мг однократно за все время

🔹новорожденным без грудного вскармливания по 16 мг

🔴 Беременные, новорожденные и дети раннего возраста принимают однократно! Дети, получившие >1 разовой дозы ЙК, подвержены риску развития гипотиреоза (ведёт к слабоумию)

🔴 Нельзя превышать дозу
🔴 У кого уже есть патология щитовидной железы могут быть осложнения.

⭕️ Взрослым > 40 лет не рекомендовано, за исключением случаев, когда представители органов здравоохранения или управления ЧС сообщают, что ожидается заражение очень большой дозой радиоактивного йода. Потому что лица > 40 лет имеют < вероятность развития рака щитовидки после выброса; более склонны к аллергическим реакциям или побочным эффектам от ЙК.

* * * *
⁉️Йодида калия нет, а вы в очаге поражения. Что делать?

В крайнем случае – раствор Люголя и 5 %-я настойка йода.

Взрослые и подростки старше 14-ти лет:

Раствор Люголя по 22 капли 1 раз в день или по 10 – 11 капель 2 раза в день на полстакана молока или воды после еды;

5 %-ю настойку йода по 44 капли 1 раз в день или 20-22 капли 2 раза в день на полстакана молока или воды после еды.

Детям до 5 лет раствор Люголя и 5 %-я настойка йода для внутреннего употребления не назначается и не применяется.

🟠 Настойка йода путем нанесения на кожу наносится тампоном в виде полос на предплечье, голени. Защитный эффект сопоставим с приемом тех же доз внутрь.

Это особенно приемлемо для детей до 5 лет. Для исключения ожогов кожи целесообразно использовать 2,5 %-ю настойку йода. Детям от 2-х до 5-ти лет ее наносят из расчета 20-22 капли/сут, детям до 2 лет по 10-11 капель/сут.

🔴 Могут быть побочные эффекты! При длительном применении раствора йода спиртового 5% возможно появление йодизма, раздражение, ожоги, насморк, крапивница, слюноотделение, слезотечение, высыпания на коже.

При приеме ЙК одновременно с воздействием радиации защитный эффект на щитовидку составляет ~97%; за 24 ч до 70%, через 1 и 3 ч после воздействия — 85% и 50% соответственно, > через 6 ч — эффект незначительный

* * *
Внимание, это опасно! Не принимайте, если вам что-то кажется, если где-то далеко и "все равно долетит".

Это - в закладки, на всякий случай. Потому как мало кто говорит про дозы и осложнения. Обычная йодопрофилактика  проводится в дозах на порядки ниже!

#азбука
Знакомьтесь, Риновирус.

Этот красавчик вызывает типичную простуду. Относится к роду Enterovirus.

Вот эти коронки на поверхности - это ключик к нашим молекулам ICAM-1 (в теле за счёт подобных молекул клетки прилипают друг к другу).

#азбука #вирусы
Внутри клетки. Мы видим как от ядра (слева внизу) через поры идут соединения с шероховатым эндоплазматическим ретикулумом, на которой множество комплексов рибосом. Так из ядра в эту сеть канальцев и рибосом приходят РНК, а на рибосомах происходит синтез полипептидных цепочек. Справа вверху видно как от комплекса Гольджи отделяются транспортные везикулы - пузырьки, контейнеры для внутриклеточной транспортировки.

Картинка от Рассела Кайтла, научно-художественный иллюстратор

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Что такое болезнь Альцгеймера, это тоже самое, что и старческое слабоумие? В чем причины этой болезни и что новенького в 2025?

Сегодня поговорим об очень сложной, не понятной, но по сути частой, старческой болезни - болезни Альцгеймера. Если проще - то это старческое слабоумие, но не всякое.

Старческое слабоумие (деменция) - общее понятие - это снижение когнитивных функций - то есть памяти, внимания, мышления, способности к общению, планированию, логическим построениям и так далее.

У деменции разные причины - сосудистая, смешанная, накопление телец Леви... Но болезнь Альцгеймера - наиболее распространенная форма деменции.

При болезни Альцгеймера поражаются нейроны головного мозга, и все начинается с микротрубочек внутри них. Это очень интересная структура, которую хотелось бы показать.

Микротрубочки - это опорные балки, динамический каркас, без которых нейрон не смог бы приобрести или сохранить свою вытянутую форму. Кроме того, по микротрубочкам как по рельсам молекулярные моторные белки перемещают грузы. Микротрубочки есть не только в нейронах.

🎞 На видео - пример, как по микротрубочке транспортный белок перемещает целую везикулу - контейнер с какой-то агрессивной химией или собранными белками, которые нужно в целости доставить по адресу или на поверхность

#азбука #клетка
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Мышцы - новый взгляд. Все не так просто и гораздо интереснее.

Для справки: вся мышечная ткань делится на гладкомышечную (в стенках артерий, в желудке, мочевом пузыре и во всех остальных органах) и поперечно-полосатую (обычные мышцы). Сердце выделяют отдельно. Здесь речь пойдет об обычных мышцах (поперечно-полосатая мышечная ткань). Казалось бы, что мы там не знаем?

Классика.
Есть актин, есть миозин, ножки миозина подтягивают на себя с двух сторон актин - мышца сокращается. Волокна крепятся за счёт пластины (Z-диски), от чего мышца и кажется поперечно-полосатой (на картинке).

Актин и миозин упакованы в саркомеры, они уже создают миофибриллу. И это не совсем клетка!

Все миофибриллы вместе уложены параллельно в миоцит - минимальное мышечное волокно, которое представляет из себя общее пространство для миофибрилл, где вокруг расположены митохондрии и ядра, с наружи подходят нервы и сосуды.

Можно сказать, что скелетные мышечные волокна (миоциты) представляют собой синцитий, то есть многоядерные клетки. В этих волокнах ядра и митохондрии распределены по всей длине волокна, что позволяет эффективно управлять обменом энергии и веществ.

При том выделяют белые и красные волокна. Белые способны сокращаться без кислорода, красным обязательно нужен кислород, в них больше миоглобина (гемоглобин для мышц).

Скелетные мышечные волокна могут достигать значительных размеров: длина одного волокна может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, в зависимости от типа мышцы и её функции.

Но даже это не объясняло способность этих микроволокон так эффективно распределять нагрузку и создавать огромную силу.

Картинка 🖼

#азбука #мышцы
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Продолжим о мышцах. Что новенького?

Здесь я рассказывал школьную базу по мышцам, где считалось, что мышечные волокна параллельны.

Но 3D электронная микроскопия высокого разрешения позволила ученым выяснить, что в действительности все миофибриллы соединены друг с другом на всей длине и ширине ветвящимися саркомерами. Эти перемычки не в местах разрывов, наоборот, у детей их больше и взаимосвязь миофибрилл уменьшается к старости.

На 🎞, которое собрано в 3D микроскопе из множества снимков ультра разрешения, архитектура мышечной клетки представляется куда яснее.

Все это одна клетка! Внутри вы видите пучки ветвящихся волокон - миофибрилл (а уже они состоят из саркомеров, где актин, миозин...).

Такая архитектура мышечных клеток помогает понять способность мышц генерировать единый импульс мощной силы.

#биотехнологии #азбука
Это под микроскопом ⬆️
Но уже произошла закладка всех будущих органов.

Хорион - это внешняя оболочка зародыша, даст начало плаценте. Хорион также выделяет гормоны, поддерживающие беременность.

Клетки в зародыше человека делятся супер точно и быстро. Уже на 3-й неделе беременности у него начинает биться крошечное сердце! Это происходит, когда зародыш ещё меньше рисового зернышка. К 8-й неделе у зародыша формируются все основные органы, включая мозг, и он начинает двигаться, хотя мама этого пока не чувствует. Кстати, отпечатки пальцев, уникальные для каждого человека, формируются уже к 10-й неделе.

#азбука
Часы в мышцах

Циркадные ритмы, которые управляют нашей активностью, известны давно.

Главные "часы" расположены в гипоталамусе, а автономные циркадные часы присутствуют почти во всех органах и тканях.

Но как же они тикают?

В мышцах все удивительно просто.

Есть 2 белка, Clock и Bmal1. Они соединяются (димеризуются) и в паре поступают в ядро клетки, где активируют синтез белков Cry и Per.

Cry и Per после появления тоже связываются попарно, и останавливают связывание пары Clock и Bmal1, это ведет к снижению синтеза Cry и Per.

В итоге Clock и Bmal1 снова начинают димеризоваться (связываться)... И так по кругу.

Цикл занимает примерно 24 часа.

* * *
Между прочим, мышцы занимают до 40% массы тела, так что такие молекулярные часики играют серьёзную роль, в том числе и при возрастных изменениях.

Люди работают оптимально, когда все биологические ритмы синхронизированы. На биологические часы влияют разные внутренние и внешние факторы, но все они зависят от нашего образа жизни. Тело старается выполнять все задачи, которые вы ему ставите, даже себе во вред.

Берегите своё тело, соблюдая цикл сон-бодрствование. Это очень важно!

#азбука
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Желудок генерирует собственный ритм с циклами ~20 секунд

Этот ритм примерно одинаков и у людей, и у грызунов. Ритм задаётся автономно встроенными в стенку желудка клетками (не нервами) - клетками-пейсмекерами Кахаля.

Эти клетки контактируют как с гладкими мышцами стенки желудка, так и с чувствительными волокнами блуждающего нерва.

Желудочный ритм задаётся непрерывно, но во время пищеварения под давлением содержимого желудка его амплитуда увеличивается, и он координирует сокращения гладких мышц желудка.

Как и автономные "водители ритма" сердца, пейсмекеры желудка задают базовую частоту, но их можно перебить сильными стимулами, чтобы частота сокращений стенок желудка адаптировалась к потребностям.

PS. На видео по-английски пишут базу, что желудок выделяет соляную кислоту, которая нужна для переваривания, что пища поступает из пищевода, сверху (под сердцем) кардиальный сфинктер, который в норме не даёт кислоте попадать в пищевод, снизу - пилорический, который запирает желудок для переваривания пищи и чтобы желчь не забрасывалась из 12-перстной кишки.

PPS. Самое любопытное, что ритмы сокращений сердца (ЭКГ), частота дыхания, сокращения желудка и ритмы ЭЭГ в некоторых отделах мозга синхронизируются, только с задержкой. Об этом ниже.

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Размер зрачка наименьший в начале вдоха и наибольший во время выдоха

На размер зрачка влияет свет, фокусировка на объектах, эмоциональное возбуждение или умственное напряжение.

Связь зрачков с дыханием обсуждали на протяжении более 50 лет, но доказали только сейчас.

#азбука
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Вегетативная (автономная) нервная система - крупные симпатические и парасимпатические волокна, которые управляют не мышцами скелета, а нашими сосудами, железами, всеми внутренними органами.

#азбука