Szolnok Megyei Néplap, 1982. szeptember (33. évfolyam, 204-229. szám)
1982-09-30 / 229. szám
4 SZOLNOK MEGYEI NÉPLAP 1982. SZEPTEMBER 30 IA tudomány világa I Élő akkumulátor Az utóbbi tíz évben a nyugati tudományos folyóiratokban sok, kezdetben a szenzáció erejével ható cikk jelent meg, amelyek az energia átalakításának egy egészen különleges módjával foglalkoznak: a sókedvelő bíborbaktériumok furcsa anyagcseréjével. Ennek lényege, hogy a baktériumok a fényenergiát elektromos energiává alakítják át, és azt kémiai energiatermelésre fordítják. A felismerés több szempontból is új volt: bebizonyosodott, hogy az élő szervezet elektromos energiát képes kémiaivá átalakítani, és a fény átalakításának van egy eddig ismeretlen módja is. Az ugyanis már régóta ismert, hogy a zöld színanyagot tartalmazó növények a fényenergiát alakítják át kémiaivá. Sós tavakban és besűrűsödő tengerrészekben élnek a pálcika alakú, bíborszínű ún. halobaktériumök. Különleges életmódhoz alkalmazkodtak ezek, olyan sós vizekhez, amelyeknek minden literében negyed kiló só van. Más élőlények itt nem élnek meg. Egy kutató, aki a sejteket körülvevő, illetve a sejtekben található tízezred milliméter vastagságú biológiai membránokat, hártyákat, tanulmányozta, e baktériumok membránjait szívesen vizsgálta, mert belőlük könnyen el tudta különíteni tiszta állapotban a membránokat, sőt ezek alkatrészeit is. Nem kellett mást tennie, csak 'kétszeresre hígította a tápközeg vizét, mire a baktériumok kipukkadtak, sejttantalmuk kiömlött és üres „zacskó”- ként visszamaradt a membrán amelyet könnyen elkülönített az oldattól. Eközben nemcsak a membrán szerkezetét sikerült megismerni. hanem e baktériumok sajátos fotoszintetizáló rendszerét is. Kiderült, hogy a baktériumsejtet a külvilágtól elválasztó membránban bíbor színanyag van, és ennek kémiai vizsgálata azt igazolta, hogy ez nagyon hasonlít a magasabbrendű élőlények — így az ember — szemében lévő, a látásban fontos . szerepet játszó ro- dopszín nevű anyaghoz. A további kísérletek igazolták, hogy a halobaktériumok érzékelik a fény színét, s a fény hatására a bíbor színanyagban hasonló kémiai változások mennek végbe, mint a szemben a 'fény érzékelésekor, de az is kiderült, hogy e színanyagoknak a fény érzékelésén kívül más, fontosabb szerepük is van a baktérium anyagcserefolyamatában. A bakte- riorodopszin molekulái a fény hatására „kipumpálták” a sejt belsejéből az ott felhalmozódott pozitív töltésű bidrogéni onokat, a protonokat a sejthártyán keresztül a sejt környezetébe. A negatív töltésű részecskék bent maradnak. Ettől a sejthártya két oldalán feszült- ségkülönbség keletkezik, hasonlóan egy akkumulátor feltöltéséhez. így a fényenergia elektromos energiává alakul át. A protonok csak a sejthártyába beépült enzimeken keresztül juthatnak vissza a sejtbe, eközben megtermelik a sejt működéséhez szükséges kémiai energiát hordozó molekulát, az ún. adenozintri-foszfátot. Ezt a „bioelektromos akkumulátort”- a világ számos laboratóriumában vizsgálják. A bakteriorodopszin tartalmú membrá'ndarabkákat mesterséges membránokra ragasztották fel, és megvilágítás hatására az oldat és a membrán között néhányszor 10 millivolt nagyságú feszültségkülönbséget mértek. Ez az érték ugyan kicsinek tűnik, de ha figyelembe vesszük, hogy a membrán csak tízezred milliméter vastag, könnyen kiszámítható, hogy egymástól egy cm-re lévő kondenzátorlemezek között 10 000 volt feszültségnek felelne meg, ez pedig már nem is olyan kicsi. Kérdés, hogy ennek az első hallásra elméletinek tűnő felismerésnek van-e, lehet-e gyakorlati alkalmazása. Energiaszűkös világunkban egyre többet foglalkoznak a napenergia hasznosításával’, és e kísérletek között igenis helye van a bak- teriorodopszinnak. mint lehetséges fényelektromosság átalakítónak. Már készülitek is ilyen napelemek: bak- teriorodopszinos napelemről táplálva egy zseblámpaégő már 90 percig égett. A kutatók véleménye szerint bizonyos műszaki problémák megoldása után sokkal hosszabb ideig működő bak- teriorodopszinos napelemeket is fognak majd készíteni. A bakteriorodopszin alkalmazása sok előnnyel kecsegtet. elsősorban azzal, hogy nagyon olcsó alapanyag: a halobaktériumok tenyésztése és belőlük a színanyag kivonása igen egyszerű és olcsó. A beszárított színanyag 'korlátlan ideig eltartható és használható, a benne végbemenő , folyamatok megfordíthatok, a megvilágítás megszűnése után pedig visszaáll az eredeti állapot. T. M. Szemétből komposzt A háztartási hulladékok nagy része szerves anyag, krumplihéj, száraz kenyér, növényi maradványok, de ilyen a mezőgazdasági hulladék is. Ezek kezelése, szállítása, lerakása súlyos gondot okoz, különösen a nagyvárosokban. Egyre kevesebb hely jut a szemét lerakására, és szennyezi a környezetet, a rothadó anyagok bűzt terjesztenek, legyek, patkányok, és egyéb állatok tenyészhe- lyévé válik. Sok helyen rátérnek ezért a szemét elégetésére, amely kétségtelnül bizonyos előnyökkel jár, de nagy hátrányai is vannak. Először is a szemétégetőmű nagy beruházást igényel, de működtetése sem olcsó, különösen a megdrágult energiaárak mellett. Szennyezi a levegőt, de talán a legnagyobb kárt okozza, hogy megsemmisít olyan anyagokat, amelyeket ésszerűbben lehetne használni. kivonja azokat az anyagoknak a világon kialakult körforgásából. Elsősorban ilyen anyag a szerves hulladék. A szerves hulladékok legcélszerűbb felhasználási módja a komposztálás. A komposzt használata kimagasló forrása lehet talajkonzerváló gyakorlatunknak, mivel a műtrágyák kizárólagos használata nem előnyös a talaj számára, mert lerombolja fizikai szerkezetét, és megváltoztatja tulajdonságait. A komposztálás nemcsak konzerválja forrásainkat az újrafelhasználás által, de életre kelti a talajt, és ugyanakkor a hulladékanyagok kezelésében is megoldást jelent. A komposztálás helyes módszereinek a kidolgozására világszerte végeznek kutatómunkát. A Szovjetunió gigantikus komposztálási tervet dolgozott ki. 28 városban 32 komposztüzemet építenek. A városban 30 millió fő után 18 700 000 köbméter szemét keletkezik, az üzemek kapacitása ebből 8 600 000 köbméter szemét. Moszkva 4 üzemet kap 2 millió köbméter szemét feldolgozására. A szeméttárolás egyik gondja a tömörítés, hogy minél kisebb helyet foglaljon el. Nos, a komposztálási eljárás jobban tömörít, mint például a nem is olcsó őrlés. Az NSZK-ban az új komposztálóüzemekben nem őrlik meg a szemetet, hiszen elvégzik azt a szerves anyag lebontását elősegítő élő szervezetek, amelyek a lebontást egészen a humuszképződésig folytatják. A komposztálás visszavezeti az élő és a benne mineralizált anyagot a körforgásba. Képünkön: Az uppsalai (Svédország) Mező- gazdasági Egyetem munkatársa a házilag készített kom- posztot vizsgálja. A teherautók története Modern vonalú Skoda gyártmányú teherautó korszerű Korunk teheráru-szállítá- sában a legkényelmesebb, legjobban kihasználható, „háztól házig” átrakodás nélkül használható eszköze a teherautó. A tehertaxitól a hatalmas kamionokig a legkülönfélébb formában gyártják és alkalmazzák. Kevesen tudják azonban, hogy mint annyi technikai eszköznek, a teherautónak az őse is a katonai fejlesztés eredménye. A múlt század háborúiban az anyagszállítás az egyik legnehezebben megoldható feladatok közé tartozott. A hosszan elhúzódó, fáradtan menetelő hadoszlopok után végeláthatatlan sorokban lovaskocsik döcögtek, élelmiszert, takarmányt, felszere- relést, lőszert szállítva. A vasút megjelenésével kevesebb lett a hadseregek ilyen gondja, de ezzel a probléma még nem oldódott meg, annál is inkább, mert a vasúti sínhálózat és a hozzá kapcsolódó közművek nagyon sebezhetőek. A múlt század végén, amikor a robbanómotorok kifejlesztésével megkezdődött a motorizáció, a katonai vezetők felismerték a teherautóban rejlő lehetőségeket. Az autóoszlop rövidebb a fogatoltnál, mégis nagyobb terhet gyorsabban, nagyobb távolságra szállíthat. Etetésre- itatásra, pihenésre nem kell időt fordítani, a teherautó tehát rendkívül hasznos segítséget nyújthatott a hadseregnek. Az első kísérletekre Németországban került sor. A Monarchia első német gyártmányú teherautója mai szemmel nézve nagyon költségesen dolgozott. Kéthengeres, hat liter hengerűrtaltalmú, először izzógyújtású, később műszaki megoldásokkal megszakító mágnesgyújtású motorja 100 kilométerenként 100 liter benzint és 9,5 kiló olajat fogyasztott. A kocsi legnagyobb sebessége vízszintes, jó úton elérte a 25—30 kilométert óránként, 12 százalékos lejtőn 6 kilométeres sebességgel ment fel, löveget is vontatva. Hosszú volt az út a mai nagy teherautóválasztékig, . amelyek a darabárutól az ömlesztett árukig, a folyadékszállító teherautótól a bil- lentős platójú kocsikig ezerféle kivitelben készülnek. Terepen éppoly jól mozognak, mint az autópályákon. A . romlandó árut hűtőteherautó szállítja, speciális teherautó a tűzoltóautó is. Életünk szerves, nélkülözhetetlen részeivé válnak, akár a szomszéd utcába költöztetnek, akár másik kontinensre viszik az exportárut. Fagyasztva tárolt sejtek Bizonyos sejtek és szövetek fagyasztásának gyakorlati jelentősége van. ám ez sokáig nem valósulhatott meg, mert a sejtekben lévő vízből jégkristályok keletkeznek. Csak a legutóbbi évek kriobiológiai kutatásai nyomán sikerült hasznosítani a fagyasztást káros következmények nélkül, különféle biológiai anyagok konzerválására. A sejteket alacsony hőmérsékletre hűtve, a bennük lévő víz jégkristályokká fagy. Ha a fagyasztás lassú, nagyobb, ha gyors — percenként 100 C-fok —, kisebb jégkristályok képződnek a sejtek között és a sejtek belsejében is. És éppen ez okozza a problémát: a tűhegyes jégkristályok meg- sebzik, kilyukasztják a sejtek hártyáját, mintha egy gumilabdába tűt szúrnánk. Az ilyen sejtek — felmelegítés után — életképtelenekké válnak, Ez a károsodás a jég kristályos szerkezetére vezethető vissza. Más lenne a helyzet, ha a fagyás kristályosodás nélkül következne be. Elméletileg lenne is mód rá, ha sikerülne rendkívül gyors hűtést alkalmazni, percenként 1000 C-fokot. Ez azonban ma még technikailag nem oldható meg. A kutatóknak más utat kellett keresniük a jégkristályok káros hatásának a kiküszöbölésére, és meg is találták ezt az úgynevezett krioprotektív anyagokban. Kezdetben glicerint adtak a fagyasztandó élő sejtekhez, például szarvasmarha-spermiumhoz vagy emberi vörösvértesthez, és azt tapasztalták, hogy felmelegítés után a szarvasmarha-ivarsejt alkalmas volt mesterséges megtermékenyítésre, az emberi vörösvértest pedig átömlesz- tésre. Ma már csaknem 20 ilyen anyagot ismer a tudomány; egyesek áthatolnak a sejthártyán, tehát a sejtekben fejtik ki hatásukat, mások pedig a sejten kívül nyújtanak védelmet. A sejteken belül is ható anyagok sorában különösen bevált a DMSO (dimetil- szulfid) nevű vegyület, amely — függetlenül a hőmérsék- től — gyorsan áthatol a sejtek hártyáin, és vízben jól oldódik. Jól használható a vörösvértestek, a fehérvérsejtek, valamint az ondósejtek és különböző magvas sejtek, sőt szövettenyészetek fagyasztásánál, bár még manapság is alkalmazzák olykor a glicerint. A sejteken kívül ható krioprotektív anyagok közül kiterjedten alkalmazzák az egyszerű és összetett cukrokat és származékaikat, például a szőlőcukrot, a laktózt, a gyümölcscukrot és a cukoralkoholok közül a szorbitolt, a manitolt. Hasonló hatású még számos nagy molekulájú vegyület, például a polivinil-pirrolidon, a dextrán, a hidroxietit-ke- ményítő, a polietilén-glikol, a polioxi-etilén és az albumin; ezeket főleg gyorsfagyasztásnál használják. Világszerte sok érdekes kísérletet végeztek különböző biológiai rendszerek fagyasztásával. Megállapították például, hogy a szívizom-összehúzódóképessége teljesen megszűnik fagyasztás után. De védőanyag alkalmazása esetén kevésbé káros a túl- hűtés. Szövettenyészetben tartott szívizomsejtek DMSO védőanyag jelenlétében még mínusz 196 C-fokos fagyasztás után is működőképesek maradtak. Kiderült, hogy a sejtek örökítőanyaga, a DNS ellenáll a fayasztásnak. Spermiumok mélyhűtésű tárolása nyomán nem észleltek genetikai károsodást. A legtöbb baktérium is ellenálló. Megfelelő táptalajon tartott Escherichia coli nevű bélbaktérium túléli a cseppfolyós nitrogén hőmérsékletére való gyors lehűtést, majd gyors felmelegítést. Vannak fejlettebb élőlények, amelyek természetes körülmények között is jól alkalmazkodtak a nagy hideghez. Egy alaszkai rovarfaj testében, vagy a sarki tengerekben élő halak vérében kimutattak fagyáspontcsökkentő anyagot, egy speciális glikoproteint. . A krioprotektív anyagokat ma már számos fontos gyakorlati területen „nagyüzemi- leg” hasznosítják. A transzfúzió céljaira gyűjtött vér egy részét például gyorsfa- gyasztási eljárással tartósítják; néhol a vér alakos elemeit elkülönítve tárolják krioprotektív anyagok védelmében. Így megoldották a vörösvértestek, a vérlemez- kék, egyes fehérvérsejtek gyorsfagyasztásos tárolását, akár évekig is.. A ritka vércsoportok meghatározása céljára teszt-vörösvérteste- ket, vörös vértestpaneleket a cseppfolyós nitrogén hőmérsékletén, ampullákban tárolják.
