Naslovnica Tech/Sci Znanost

Rudan otkriva tajnu disanja: Plemena Bajao pokazala da čovjek može bez kisika

Da smo u prošlosti bili izloženi uvjetima gdje je kisika povremeno nestalo na nekoliko minuta, tada bi preživljavali samo oni koji mogu dugo izdržati bez njega. Tako bismo, zbog prirodne selekcije, danas svi mogli puno dulje izdržati bez kisika
05. lipnja 2019. u 21:30 3 komentara 4449 prikaza
Pluća
Foto: Getty Images
Pogledajte galeriju 1/5

5. Potreba ljudskog organizma za kisikom

Hrvatski znanstvenik Igor Rudan, direktor Centra za globalno zdravlje na Sveučilištu u Edinburghu, objavio je potkraj 2018. godine popularnoznanstveni bestseler “Zao zrak: Razmišljanja o zdravlju i bolesti u 21. stoljeću”. Temeljen na poglavlju knjige “Besmrtna meduza”, Večernji list donosi feljton u 28 nastavaka o ljudskom organizmu. U feljtonu se razmatraju današnja znanja o razvoju ljudskog organizma, od začeća i prve stanice, preko procesa rasta i razvoja, do starenja i smrti. Autor nas pritom podsjeća i na desetke Nobelovih nagrada za fiziologiju i medicinu dodijeljenih znanstvenicima koji su učinili ključne prodore i razjasnili najvažnije mehanizme.

U prva četiri dijela feljtona postavljena su mnoga teška pitanja te je pokazano kako su neki znanstvenici, koji su na njih uspijevali dati barem djelomične odgovore, bili nagrađivani najvišim priznanjima. Koncentrirajmo se sada još malo na taj programirani dio života u kojem precizno rastemo i razvijamo se po određenom programu i planu koji je unaprijed zacrtan, još u onoj prvoj stanici. Pritom treba razumjeti kako naš rast i razvoj ne ovise samo o tom planu, već znatno i o okolini unutar koje se naš rast i razvoj odvijaju. Naime, cijela rastuća nakupina stanica našeg organizma u svom rastu ovisi o unosu kisika, vode i hrane iz okoline.

DNK IGOR RUDAN Kako znatno produljiti ljudski vijek: Iznenađujući napreci u znanosti

Kisika ima u izobilju, njega nam očito nikad u povijesti nije nedostajalo, jer bez njega i danas, nakon vrlo duge evolucije, možemo izdržati samo nekoliko minuta. Da smo u prošlosti bili izloženi uvjetima gdje je kisika povremeno nestalo na nekoliko minuta, tada bi preživljavali samo oni koji mogu dugo izdržati bez njega. Tako bismo, zbog prirodne selekcije, danas svi mogli puno dulje izdržati bez kisika, kao što to možemo bez hrane, a u značajnoj mjeri i bez vode. Plemena ronilaca Bajau iz jugoistočne Azije, poznati i kao “nomadi mora”, čija su sela sagrađena na drvenim stupovima koji vire iz mora, mogu provesti minute roneći ispod površine. Oni provode i do dvije trećine vremena u svakom danu roneći i tražeći hranu pod morem, jer drugog izvora hrane na tom mjestu nemaju. Radi toga su im se slezene povećale za oko 50% u odnosu na prosječne ljude, što je prilagodba poznata i opisana i kod tuljana. To je pomalo iznenađujuće, s obzirom na to da ljudi mogu preživjeti i bez slezene, koju se kirurški ponekad treba ukloniti. To znači da još uvijek ne razumijemo dovoljno dobro sve uloge slezene.

Disanje | Autor :

I kisik i energija pohranjena u ugljikohidratima važni su u radu mišića u ljudi, ali nije bilo jasno kako mehanički pokreti mišića, biokemijski procesi u njemu te toplina koja se stvara radom mišića ovise jedni o drugima. Najprije je 1920. Nobelovu nagradu dobio danski fiziolog August Krogh za to što je uspio precizno izmjeriti koncentraciju kisika u krvi i time je pokazao kako ona, a ne sam rad mišića, utječe na otvaranje i zatvaranje kapilara u mišićima i time regulira količinu krvi koju mišići dobivaju. Zatim su 1922. Nobelovu nagradu dobili engleski fiziolog Archibald Vivian Hill i njemački liječnik i biokemičar Otto Fritz Meyerhof. Obojica su proučavala mišiće žaba. U to vrijeme mislilo se da su mehanički rad mišića i kemijski procesi u mišiću usporedni događaji. Međutim, Hill je primijetio kako se toplina, povezana s oksidacijom, počinje otpuštati tek nakon što rad mišića završi. Zaključio je kako kemijski procesi u mišiću imaju fazu rada koja uopće nije ovisna o kisiku te fazu oporavka ovisnu o kisiku. Meyerhof je dalje razradio odnose između potrošnje kisika i metabolizma mliječne kiseline u mišiću. Kada mišić radi, mliječna se kiselina stvara iz ugljikohidrata. Kada se oporavlja, dolazi do djelomičnog izgaranja mliječne kiseline, koje stvara toplinu, a djelomično do njezina ponovnog pretvaranja u ugljikohidrate, što je objasnilo Hillova opažanja.

dijete, DNA FELJTON 'LJUDSKI ORGANIZAM' 2 Igor Rudan: Ljudski život zapisan 
je u samo jednoj stanici iz koje nastaje

Efikasnije vezanje hemoglobina

Kisik je nedostajao i ljudima koji su živjeli na velikim visinama, pa su i oni razvili razne prilagodbe. Na visoravnima Anda, u Južnoj Americi, iznad visina od četiri kilometra, zrak je znatno rjeđi i udisanjem se ne dobiva dovoljno kisika za stvaranje energije. Tamošnji su se ljudi prilagodili genetskim mutacijama, povećavajući koncentraciju proteina hemoglobina u krvi, a on vezuje kisik. Zahvaljujući tome, oni ne moraju disati brže, već dišu kao i ljudi u drugim dijelovima svijeta, a i dalje imaju dovoljno kisika jer ga krv efikasnije veže. Ostali bi ljudi, međutim, na tako velikim visinama sasvim nesvjesno počeli disati brže, zahvaljujući mehanizmu koji je otkrio belgijski fiziolog Corneille Heymans, nagrađen za svoje otkriće Nobelovom nagradom 1938. Disanje je zanimljiv proces jer su mišići koji nam ga omogućuju pod istodobnom kontrolom i našeg voljnog, ali i autonomnog živčanog sustava. Ovaj potonji, koji je izvan naše kontrole, pod regulacijom je centra za disanje u mozgu. Takozvani “živac lutalica”, latinskog naziva nervus vagus, povezuje centar za disanje, međurebrene mišiće potrebne za disanje te mali okrugli splet žila u vratu zvan karotidni glomus. Glomus je pun kemoreceptora te mjeri koncentraciju kisika i ugljikova dioksida u krvi, informirajući neprekidno centar za disanje u mozgu o potrebnoj brzini disanja u mirovanju kako bi se koncentracije ta dva plina u krvi održavale u potrebnim granicama.

Igor Rudan | Autor : Boris Ščitar/Večernji list/PIXSELL Foto: Boris Ščitar/Večernji list/PIXSELL

Ljudi na visoravnima Tibeta, u Aziji, prilagodili su se drukčije – oni dišu brže, ali i stvaraju više dušičnog oksida, koji im širi krvne žile. Dušični oksid je, inače, vrlo zanimljiv u ovom kontekstu. To je kemijski spoj kojeg se najčešće grozimo. Ima ga, naime, u ispušnim plinovima automobila, no zanimljivo je kako taj isti spoj otpuštaju i mišići tijekom rada. To čine kako bi širili krvne žile i dobivali više kisika, jer krvne žile na stimulaciju dušičnim oksidom reagiraju širenjem. Nitroglicerin je u primjeni već više od stotinu godina kao tableta koju se stavlja pod jezik, jer se tako šire krvne žile koje opskrbljuju samo srce kisikom pri napadima angine pektoris. Radi se o povremenim stezanjima u prsištu zbog slabog protoka krvi kroz krvne žile srca, kako bi se spriječilo da napad prijeđe u pravi, razvijeni srčani udar. Tek je nedavno razjašnjeno kako nitroglicerin, zapravo, otpušta dušične okside i to mu je glavni mehanizam djelovanja.

Ilustracija Igor Rudan Kada dobijemo svoju djecu, evolucija nas više i ne treba

Slučajno otkriće Viagre

S dušičnim oksidom povezana je jedna od najzanimljivijih Nobelovih nagrada za medicinu, dodijeljena 1998. trojici američkih farmakologa – Robertu Furchgottu, Feridu Muradu i Louisu Ignarru. Ova je nagrada bila zanimljiva iz više razloga. Najprije, Alfred Nobel bio je izumitelj dinamita, temeljenog na spoju nitroglicerinu, a dinamit je u to doba masovno korišten u rudnicima. Na taj se način Nobel silno obogatio. Zatim, i sam je Nobel uzimao nitroglicerin i stavljao ga pod jezik, kako bi si olakšavao napade angine pektoris. I treće, zato što je ova Nobelova nagrada dodijeljena za otkriće Viagre, lijeka za mušku impotenciju u starijoj dobi. Viagra je zapravo otkrivena više-manje slučajno, jer su mnogi bolesnici koji su koristili lijekove s dušičnim oksidima svojim liječnicima prijavljivali neobičnu nuspojavu, kojoj se u svojoj dobi više nisu mogli nadati. Kad je Viagra ušla u opću primjenu i neočekivano poboljšala živote mnogim muškarcima, a vjerojatno i ponekoj ženi, tražilo se koga za to, zapravo, treba nagraditi. Spomenuta tri farmakologa su, svaki u svoje doba i na svoj način, pridonijela razumijevanju kako dušični oksidi šire krvne žile, pa su oni bili prepoznati kao prvi u dugom lancu otkrića koji je doveo do Viagre.

Igor Rudan: Zao zrak | Autor :

Dobi.hr
BUDUĆNOST U VAŠEM DOMU
Juraj Križanić: „Danas svi mogu unaprijediti i automatizirati kućanstvo postepenom ugradnjom pametnih uređaja koji štede energiju, vrijeme i novac”
  • stefj:

    Evo, ovo je puno pametnije, pisati o tome čime se čovjek bavi, a ne bulazniti o potrebi uvođenja socijalizma i planske ekonomije u svijetu...

  • Matrix5:

    Neki dan gledah o g.Rudanu intervju,kapa do poda

  • Avatar pendreck
    pendreck:

    Lijep članak