Nové drogy! Nová hrozba!

files/Clanky/Images/novedrogy.jpgVe společnosti se děje stále něco nového, staré věci zanikají a nové vznikají. V chemii je tomu také tak. Posun chemie kupředu v oboru lékařství je ta dobrá stránka, ale bohužel je tu i ta špatná stránka – vznikají nové drogy, jako je například DOB, DXM, PMA, FENTANYL nebo Strychnin. Všechny tyto synteticky připravené drogy, společně označovány jako „designers drugs", jsou volně prodejné na internetu, nebo v „Amsterdam shopech" jako zcela něco jiného a „neškodného“. Díky svojí jednoduché dostupnosti se tak stávají velkou hrozbou především pro děti a mladistvé, kteří tráví volný čas především u počítačů.

Designers drugs můžeme rozdělit do tří skupin na stimulanty (látky imitující např. pervitin), entaktogeny (látky imitující MDMA, kdysi hlavní složku extáze) a syntetické kanabionoidy (látky imitující konopné produkty).

DOB je droga známá také pod názvem bromoSTP, která se objevuje v tabletách prodávaných jako extáze někdy i v papírcích ala LSD. Jedná se o silný halucinogen, který v minimálních dávkách vzbuzuje pocit štěstí a volnosti, ale poté nastupuje paranoia a těžké psychické stavy. Jeho smrtelná dávka je pouhých 15 mg, což odpovídá asi 3 tabletám. Účinek této dogy je až 24 hodin.

Fentanyl, chemicky N-fenyl-N-(1-2-fenyletyl-4-piperidyl)propanamid, je syntetický opiát, který je jako anolgetikum až osmdesátkrát účinnější než morfin. Využívá se v lékařství jako silné anestetikum a veterináři ho využívají k uspávání velkých zvířat. Na černém trhu je prodáván pod názvy: china girl, china white, dance fever,Tango and Cash. Může být až tisíckrát účinnější než heroin. Vyvolává nejdříve euforii a poté zvracení a poruchy dýchání. S heroinem má společnou protilátku Naloxon a vysokou návykovost.

Všechny drogy jsou nebezpečné jak svými účinky, tak i návykovostí. Proto se všichni vyhýbejte drogám velkým obloukem. Nezapomeňte, že drogy vaše problémy nevyřeší, ale jen je zhorší či oddálí.

Literatura:

  1. http://www.erowid.org/
  2. http://extc.cz/nove-drogy-a-rizika.html
  3. Drug Enforcement Administration employee. Ecstasy monogram.jpg. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ecstasy_monogram.jpg?uselang=cs. Tento obrázek je publikován jako volné dílo.

Dokonalé vejce!

files/Clanky/Images/dokonale vejce2.pngČeská slepice snáší obyčejná vejce, která jsou nezbytnou surovinou pro výrobu pečiva i různých druhů pokrmů. Ale co dokáže slepice z Polska? Umí zázraky? Vědci z polské univerzity upravili slepicím jídelníček a naučili je tak snášet „zázračná vejce“, která mají využití v medicínských oborech.

Vědci z Vratislavské univerzity chovají slepice, které snáší vejce bohaté na bio-aktivní látky, omega-3 mastné kyseliny, fosfolipidy, imunoglobuliny, organické sloučeniny železa a selenu, cystein, lysozym, vitamíny a další prospěšné látky. Vědecká práce se zaměřuje především na výrobu nové generace vaječných surovin určených pro aplikaci v biomedicínském výzkumu, v prevenci a léčbě civilizačních chorob. Zaměřují se především na enzymatické a chemické vlastnosti vajec.

Z takto obohacených vajec se vyrábí léčebné preparáty, které se používají například na léčbu vysokého tlaku, sklerózy, demence, nervového systému, závažných srdečních a mozkových onemocnění (např. Alzheimerova choroba). Dále se používají také při onemocněních oběhové soustavy (arterioskleróza) nebo osteoporóze. Z vajec se také vyrábí doplňky stravy bohaté na fosfolipidy, bílkoviny a peptidy.

Všechny preparáty ve velké míře působí proti vzniku civilizačních chorob. Další část projektu se nadále bude zajímat o studium a aplikace při výrobě léčiv proti rakovině, paradentóze, kožních nemocí či použití v kosmetice.

Veškeré preparáty byly testovány na vratislavské lékařské univerzitě. V současné době probíhá jejich první výroba na speciálních linkách technologického parku ve Vratislavi. Dočkáme se tedy i my jednou zázračných vajec?

Literatura:

  1. http://www.novinky.cz/veda-skoly/299976-vedci-zdokonalili-slepici-vejce.html
  2. http://www.ovocura.up.wroc.pl/  
  3. http://www.clker.com/clipart-3086.html

Kyslík, zachránce života

files/Clanky/Images/kapka se snorchlem.jpgKyslík, zachránce života? Při vážných zraněních dochází k zástavě dýchání a přísunu okysličené krve do lidského organismu. Jde o minuty. Bez kyslíku nejsou orgány schopny dále fungovat. I když se podaří lékařům dýchání obnovit, u většiny případů je již pozdě na záchranu funkce mozku nebo jiných životně důležitých orgánů. Toto porušení je ve většině případů bohužel nenávratné.

Jak dostatečně okysličit krev, když člověk nedýchá? S novým nápadem přicházejí vědci z Bostonu. Kyslík v injekci. Ale není to tak jednoduché, jak by se mohlo na první pohled zdát. Molekuly kyslíku nelze jen tak vpravit do krevního řečiště, mohly by nadělat víc škody než užitku. Větší shluky kyslíku mohou způsobit embolii. Je tedy třeba vymyslet, jak zamezit nadměrnému shlukování kyslíku a jak vpravit bezpečně kyslík do organizmu, aby mu byl prospěšný.

Vědecký tým testoval různé koncentrace kyslíku a snažil se vyvinout takovou formu kyslíku, která by fungovala v lidském těle i bez podpory dýchání, ale zároveň nemohla pacienta nějak ohrozit. Tak by měli lékaři více času na práci.

Nakonec se vědci rozhodli pro uzavření kyslíku do lipidových membrán (tvořících kapsu) s kombinací kapalného roztoku. Ke spojení kyslíku bylo použito ultrazvukové záření a výsledkem je roztok tvořený až ze 70% plynným kyslíkem, který se snadno mísí s krví. Preparát byl testován prozatím jen na králících, ale výsledky byly tak uspokojivé, že se plánuje brzké použití v nemocnicích a záchranáři. Výhodou je jednoduchost složení a nízké náklady na realizaci. Tak doufejme, že injekce s kyslíkem brzy začne zachraňovat lidské životy.

Literatura:

  1. http://vtm.e15.cz/jehla-s-kyslikem-zvysi-nadeji-na-preziti
  2. http://www.lf2.cuni.cz/Projekty/mua/3y2.htm

Umělý život

files/Clanky/Images/xna.gifDědičná informace všech živých organismů je uložena v jedinečné makromolekule DNA. V dubnu 2012 ale tato makromolekula o svou jedinečnost přišla. Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo vytvořit šest druhů umělých nukleových kyselin, souhrnně označených XNA, které stejně jako DNA mohou nést genetickou informaci.

Určitě víš, že základem molekuly DNA jsou nukleotidy složené z dusíkaté báze, cukru deoxyribózy a zbytku kyseliny fosforečné. Z čeho jsou ale složeny nové molekuly XNA? Jejich struktura je podobná makromolekule DNA, deoxyribosa je však nahrazena novou strukturou. 

Vůbec největším oříškem pro vědce ale byla tvorba enzymu, který by dokázal "kopírovat" nový syntetický materiál. Makromolekula DNA k tomu využívá enzym, které znáš pod názvem DNA polymeráza. Nakonec se vědcům podařilo nasyntetizovat i umělé polymerázy, které umí kopírovat informaci z DNA do XNA a zase zpátky.

Makromolekulární látky XNA by mohly v budoucnu najít uplatnění v medicíně. Mohly by se například vázat na různé bílkoviny a tím je vyřadit z provozu - například na virové enzymy řídící množení viru nebo na enzymy nezbytné pro množení nádorových buněk. Také by mohly být využity jako biosenzory, tedy látky schopné označit konkrétní molekulu ve zkoumaném vzorku.

Jak vidíš, možná je umělý život blízkou budoucností. Pokud tě článek zaujal, možná pomýšlíš na kariéru syntetického biologa, takže vzhůru do studia přírodních věd.

Literatura:

  1. 21. století. Praha: RF Hobby, 2012, č. 8. ISSN 1214-1097.
  2. http://www.tyden.cz/rubriky/veda/veda-a-my/umele-nositelky-dedicne-informace-podlehaji-vlastni-evoluci_231953.html
  3. obrázek: https://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:ADN_animation.gif

S léky do hrobu

files/Clanky/Images/Jane_Austen.jpgNebylo větší potupou pro slavného panovníka, než se nakazit pohlavní chorobou syfilis. Aby chatrný zdravotní stav panovníka zůstal utajen, doporučili tehdejší lékaři užívání nebezpečné rtuti. Italský lékař Girolamo Fracastoro ve svém spisu doporučuje nemocným vskutku ďábelskou medicínu: „Někteří nejprve navrší a smíchají sturač (rostlina), červený sulfid rtuťnatý a oxid olovnatý, antimon a zrnka kadidla. Tělo zahalí hořké výpary a strašná choroba je zničena.“ Upozorňuje však i na možná rizika: „Léčba je velmi drsná, ale taky zrádná, protože dech v hrdle zastavuje a jen s obtížemi udržuje chorobou oslabený život.“ Nemocným po čase vypadaly vlasy a zuby, začali trpět chudokrevností, a pokud se léčili dlouho, v důsledku léčby zemřeli. Není se čemu divit, směs byla nabita jedovatými látkami, které ničily chorobu stejně efektivně jako celé tělo nemocného. Jedovatá sloučenina rtuti, kalomel Hg2Cl2, byla v minulosti používána jako projímadlo, které nemocným občas pořádně přitížilo.

Léčba rtutí nebyla jediným nebezpečím, které tě mohlo potkat. Nemocným, kteří trpěli revmatizmem, naordinovali tehdejší lékaři arzenik, jed, kterým ve slavné knize zabila Maryša svého manžela. Na těle pacientů se brzy začaly objevovat skvrny a zanedlouho je čekal konec. Drastické léčbě revmatizmu podlehla podle posledních poznatků i slavná anglická spisovatelka Jane Austenová. Doufejme, že se o dnešních lécích nebude psát za několik století jako o nebezpečných jedech, které pacienta pomalu zabíjely.

Literatura:

  1. STEJSKALOVÁ, Helena. 4x lék jako zabiják. History revue. Praha: RF Hobby, 2012, č. 6. ISSN 1803-0440.
  2. obrázek: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Jane_Austen_coloured_version.jpg

Obři mezi molekulami

files/Clanky/Images/polymery.jpgMezi přírodní polymery patří například bílkoviny, nukleové kyseliny a složité cukry – polysacharidy.

U polysacharidů se na chvíli zastavíme. Většinou jsou tvořeny malým počtem základních stavebních jednotek – monomerů, které na sebe navazují jako korálky na niti. Chemické a fyzikální vlastnosti polymerů a monomerů, z nichž jsou složeny, mohou být velmi odlišné. Například glukóza je měkká a práškovitá látka, zatímco celulóza, který je tvořen velkým počtem glukózových jednotek, je pevná látka. Podívejme se na polysacharid, který znáš z brambor, obilovin i povlečení – škrob. Ten se skládá ze složky nerozvětvené – amylosy, a rozvětvené – amylopektinu, který patří mezi jedny z největších molekul v přírodě. Struktura škrobu připomíná keříček, což je dáno tím, že na jeden monomer je navázáno více dalších monomerů.

Lidé se úspěšně snaží vyrobit i umělé makromolekuly, které znáš možná pod názvem plasty. Jistě jsi slyšel o gumárenství, výrobě syntetických vláken, folií, obalů, nátěrových hmot a kompozitních materiálů, filtrů, izolací, geotextilií, lékařských pomůcek, sportovní výzbroje a mnoha dalších plastech, které tě obklopují na každém kroku.

Některé ze syntetických polymerů získaly svůj název podle monomeru, kterým jsou tvořeny. Jedním z nejběžnějších je například polystyren. Jeho monomer, styren, se získával z pryskyřic tropických a subtropických stromů čeledi vilínovitých. Těmto pryskyřicím se říkalo styrax nebo storax a vyráběla se z nich žvýkací guma. S jeho polymerem se sekáváš nejčastěji jako s tepelně izolačním materiálem.

Literatura:

  1. MIKEŠ, Vladimír. Proč se klepou řízky: Chemie v kuchyni. 1. vyd. Praha: Dokořán, 2008. ISBN 978-80-7363-143-7.
  2. ASIMOV, Isaac. Slova vědy: Co se za nimi skrývá. 1. vyd. Praha: Panorama, 1978.  
  3. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Foam_Peanuts.jpg

Lapači kyslíku

files/Clanky/Images/kyselina citronova.pngKyslík, který dennodenně dýcháme, je nejen prvkem nezbytným pro život, ale také molekulou nesmírně reaktivní, což je často nežádoucí. Určitě ses setkal s tím, že mnohé potraviny ztrácejí na vzduchu po čase svůj vábný vzhled. Například rozkrojená jablka po chvíli na vzduchu zhnědnou, což má na svědomí právě kyslík. Látky zvané antioxidanty dokážou tomuto nežádoucímu jevu zabránit, proto se často přidávají do potravin.

Mezi látky, které jsou velmi ohroženy působením kyslíku, patří vyšší mastné kyseliny obsažené například v tucích. Za přítomnosti kyslíku dochází k řetězové reakci, při níž vznikají peroxidy vyšších mastných kyselin, které se rychle rozpadají. Aby se tomuto jevu zabránilo, přidávají se do potravin látky, které řetězové reakce zastaví, takzvané terminátory. Jedním z nich je i vitamin E, jiné musí být vyráběny uměle. V marmeládách, mléku, mastných výrobcích a pečivu se jako terminátor používá jiný vitamin - vitamin C.

Někdy se jako antioxidant přidává do potravin i karoten, který brání vzniku nebezpečné formy kyslíku, která se vytváří na světle. Protože vznik nežádoucích kyslíkových radikálů katalyzují kovy, používají se do potravin látky, které je vychytávají. Jedním z nejznámějších lapačů je kyselina citronová (na obrázku), kterou na etiketách potravin najdeš poměrně často. Mnohé z antioxidantů jsou na obalech uvedeny jako takzvaná éčka, tentokrát však ta, která nám prospívají.

Literatura:

  1. MIKEŠ, Vladimír. Proč se klepou řízky: Chemie v kuchyni. 1. vyd. Praha: Dokořán, 2008. ISBN 978-80-7363-143-7
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Citric-acid-3D-balls.png

Zlaté brýle proti laseru

files/Clanky/Images/Spaceman_firing_vgun.jpgVědci z University of Central Florida a Carnegie Mellon University přišli s novým uplatněním speciálně upraveného „atomárního“ zlata. Má jít o částečky zlata menší než nanočástice, které vědci označují názvem nanoclustery. Jejich velikost se pohybuje někde mezi jednotlivými atomy a nanometrovými velikostmi. Pro jejich přípravu je třeba už každopádně manipulovat prakticky s jednotlivými atomy.

Když se prý tyto zlaté nanoclustery určitým způsobem poskládají, mají zajímavé optické vlastnosti, především dokáží rozptylovat laserové paprsky o vysoké energii. Optických vlastností zlata využívali už naši předkové, kteří ho přidávali do kostelních oken, kde díky světlu vytvářelo zajímavé efekty.

Navrhovaným použitím zlatých nanoclusterů jsou třeba „sluneční“ brýle pro vojenské letce proti laserovým zbraním. Tyto zbraně jsou typem elektromagnetických zbraní, které vyzařují energii cíleným směrem bez účasti munice v klasickém pojetí. Některé z těchto zbraní se zatím objevily jen na stránkách science fiction románů, jiné skutečně existují nebo jsou ve vývoji. Podobně jako „sluneční brýle“ by fungoval povlak na ochranu citlivých zařízení, např. navigačních, třeba opět ve vojenských letadlech.

Předchozí řádky jsou zatím hudbou budoucnosti, ale jak jistě víš, zlato se dnes využívá ve šperkařství, v elektronice, v bankovnictví a díky zdravotní nezávadnosti také v zubní medicíně. Jak vidíš, šperkovnice plné zlata mají velkou budoucnost.

Literatura:

  1. Brýle vojenských pilotů: Nanozlato proti laserům. In: [online]. [cit. 2012-12-01]. Dostupné z:
    http://scienceworld.cz/technologie/bryle-vojenskych-pilotu-nanozlato-proti-laserum-7015.
  2. obrázek: http://www.webchemie.cz/zlate_bryle.html

Odkud se vzal střelný prach?

files/Clanky/Images/tlusta Bertha.jpgObecně se předpokládá, že do Evropy se dostal střelný prach nejspíš z Číny. Samotní Evropané mají hned několik verzí objevu střelného prachu. Podle první z nich ho přejali od Arabů na Pyrenejském poloostrově, v Damašku byl střelný prach v té době označován jako "čínská sůl". Jiná, mnohem méně uvěřitelná verze uvádí, že střelný prach objevil jistý alchymista, kterému často přisuzují jméno Bertran. K objevu prý došlo náhodou, když při pokusu vyrobit zlato nebo elixír mudrců došlo v jeho laboratoři k mohutné explozi. Možné je také to, že se střelnými zbraněmi se Evropané seznámili nejen prostřednictvím muslimů, ale i Mongolů. Ti používali primitivních palných zbraní už v bitvě na řece Sajo v Uhrách v roce 1241. Střelný prach byl používán také při neúspěšných mongolských pokusech o invazi do Japonska, které překazil "boží vítr" (kamikadze). Ve větší míře byl už určitě použit ve Stoleté válce, například Angličany v bitvě u Kresčaku, kde padl otec Karla IV, Jan Lucemburský.

Původní způsob využití střelného prachu spočíval jak ve vrhání těžkých kovových koulí, tak i ve střílení šípů z bambusových trubic, což se v Evropě nesetkalo s úspěchem.

První evropská děla byla pokládána za cosi výjimečného či dokonce ďábelského a dostávala často i jména, určitě znáš například Tlustou Bertu, což bylo jedno z největších německých děl za 1.světové války, které dostalo jméno po majitelce Kruppova závodu, kde vzniklo, Bertě Krupp von Bohlen und Halbach. Na obrázku uvidíš, jak obávaná zbraň vypadala. No popravdě dámy, potěšilo by vás, kdyby po vás někdo pojmenoval dělo?

Literatura:

  1. HOUSER, Pavel. Jak se do Evropy dostal střelný prach?. In: [online]. [cit. 2012-12-01]. Dostupné z:
    http://scienceworld.cz/clovek/jak-se-do-evropy-dostal-strelny-prach-2047.
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Dicke_Bertha.Big_Bertha.jpg

Smrt šípem

files/Clanky/Images/Strophanthus_sipovy_jed.jpgCo se týče kurare, jihoameričtí Indiáni byli nesmírně vynalézaví a používali hned několik verzí. Jedna vyvolávala pouze ochromení a sloužila k chytání živých zvířat, jiná nepřítele bleskově zabila. Hlavní složkou tohoto jedu je tubokurarin, v jedu je ale zastoupena i celá řada dalších toxinů, např. silnější C-toxiferin. Tyto látky používáme dodnes, hlavně v chirurgii v kombinaci s anestetikem při napojení pacienta na ventilátor, zabraňují totiž udušení po ochabnutí svalů.

V Africe se na hroty šípů používal především strofantidin, výtažek z rostliny Strophanthus, kterou vidíš na obrázku. Ještě silnější byl z příbuzných druhů získávaný ouabain, který dokázal skolit i slona. Vzhledem k tomu, že se obě tyto látky špatně vstřebávají v trávicím traktu, nehrozilo, aby se člověk ulovenou kořistí sám otrávil.

V karibské oblasti se zbraně natíraly palytoxinem, což je produkt mořských řas rodu Palythoa. Jedná se o nejsilnější „mořský“ jed vůbec, smrtelná dávka u myší je pouhých 50-100 nanogramů na kilogram váhy. V Kolumbii, Panamě a v Kostarice se šípy máčely i do jedu žab z rodů Phyllobates a Dendrobates. Žáby vylučují jed ve stresu, Indiáni proto žábu propichovali, často opékali nad ohněm, a poté sbírali postupně vylučovaný jed. Jedovatými látkami jsou v tomto případě batrachotoxin a gefyrotoxiny.

V Evropě a v Asii se k otravě hrotů šípů používal například výtažek z rostliny oměj šalamounek. Účinnou složkou je v tomto případě akonitin (tzv.“ Královna jedů“), který se stal hlavní zápletkou i v příběhu Zločin lorda Arthura Savila od Oscara Wildea. Jak vidíš, i naši předkové aplikovali chemii v praxi…

Literatura:

  1. HOUSER, Pavel. Jaké jedy se používaly pro hroty šípů?. In: [online]. [cit. 2012-12-01]. Dostupné z:
    http://scienceworld.cz/clovek/jake-jedy-se-pouzivaly-pro-hroty-sipu-5265.
  2. obrázek: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Strophanthus_preussi0.jpg