Szczypta (al)chemii i nauk

Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych

... dla humanistów

Wojciech Grochala

Uniwersytet Warszawski

Centrum Nowych Technologii

Gdzie dusza? W sercu!

Egipt

• część duszy: Ib (serce)

• tworzone z kropli krwi z matczynego serca w chwili poczęcia (ojciec?)

• źródło emocji, myśli, woli i zamiarów

• skrzętnie balsamowane (mózg via nos)

•  Arystoteles 

• w 1963r. opóźniano pierwszą transplantację serca z

powodów etycznych (stan wiedzy lekarzy & społecz.)

• US: południowcy (B&W) Ceremonia Ważenia Serca

(Anubis, Maat, Ammit) Pióro Prawdy Maat

Gdzie dusza? W sercu!

Egipt

• część duszy: Ib (serce)

• tworzone z kropli krwi z matczynego serca w chwili poczęcia (ojciec?)

• źródło emocji, myśli, woli i zamiarów

• skrzętnie balsamowane (mózg via nos)

•  Arystoteles 

• w 1963r. opóźniano pierwszą transplantację serca z

powodów etycznych (stan wiedzy lekarzy & społecz.)

• US: południowcy (B&W) Ceremonia Ważenia Serca

(Anubis, Maat, Ammit) Pióro Prawdy Maat give me your brain, darling

Gdzie dusza? W szyszynce!

Grecja  Kartezjusz (XVII w.)

Herophilos IV-III BC

Dlaczego nie w przysadce mózgowej?

Sz: pozostałość po oku ciemieniowym

Galen II w. AD

Gdzie dusza? W szyszynce!

Grecja  Kartezjusz (XVII w.)

Herophilos IV-III BC

Dlaczego nie w przysadce mózgowej?

Sz: pozostałość po oku ciemieniowym

Galen II w. AD

Dlaczego szyszynka?

SEN (Hypnos) & ŚMIERĆ (Tanatos)

Tanatos, bliźniak snu

• Pojedyńczy organ (vs. sym.

dwustronna ciała)

• Pierwszy gruczoł formujący się w płodzie

• Widoczny w 3-cim tyg.!

• Najlepiej ukrwiony

• Indie: jedna z siedmiu czakr

• Produkuje MELATONINĘ (hormon snu) używając innego neurotransmitera SEROTONINY (A. Lerner 1958)

• Kontroluje przysadkę!

Melatonina

“Chce mi się” spać

• U zwierząt, roślin, grzybów, bakterii (!) sen+kolor

• Syntezowana TYLKO w ciemności z użyciem enzymu AANAT

• spanie w jaskiniach, jetleg

Nie mylić z melaniną i melaminą!

Melatonina

“Chce mi się” spać

• U zwierząt, roślin, grzybów, bakterii (!) sen+kolor

• Syntezowana TYLKO w ciemności z użyciem enzymu AANAT

• spanie w jaskiniach, jetleg

Nie mylić z melaniną i melaminą!

Jak dziala melatonina?

Niech żyje biologia!

Leki nasenne

Niech żyje farmacja?!

Szyszynka c.d.

“Wolna Wola”

• wydzielanie szyszynki przebiega zgodnie z dobowym rytmem zmian oświetlenia i wpływa na rytmiczność funkcji

fizjologicznych wł. LIBIDO (krótkie dni)

• (460-480 nm, nieb.)  kolor okularów…

• wywiera hamujący wpływ na wydzielanie hormonów gonadotropowych,

zapobiegając przedwczesnemu dojrzewaniu płciowemu

• zaburzenia w pracy tego gruczołu

powodują zachwianie rytmu dobowego oraz zmiany w rozwoju grucz. płciowych

• wydziela subst. psychodeliczną DMT

“nie potrafię zasnąć przy zapalonej lampce”

Serotonina

Biosynteza hormonów

aminokwas

hormon szczęścia

hormon snu

szczelina synaptyczna

• poziom rośnie w ciągu dnia

• reguluje apetyt, temp. ciała, ciśn.

krwi i jej krzepnięcie

• powoduje skurcz mięśni gładkich (naczyń krwionośnych, oskrzeli, macicy i jelit)

• wpływa na potrzeby seksualne i zachowania impulsywne

• niski poziom: agresywność,

zmęczenie, zwiększ. wrażliwość na ból, zaburzenia depresyjne

• mutacje w genie kodującym

receptor 5-HT2A zwiększają ryzyko popełnienia samobójstwa 2x u osób z takim genotypem

Szczęście vs. stres

System kija i marchewki

• najwyższy poziom serotoniny u noworodków;

• okresowo spada podczas dojrzewania (“młodzieńczy bunt”) po czym ponownie wzrasta;

• u mężczyzn jest średnio o 20–30% niższy, niż u kobiet (depresje);

• niski poziom u osób autystycznych;

• spożywanie czekolady pobudza syntezę serotoniny ;-)

• produkowana także m.in. w błonie śluzowej jelit

Caenorhabditis elegans

• obniżony poziom serotoniny wywołuje poszukiwanie pożywienia, zahamowanie

zalotów (obie płci) oraz składania jaj (u samic);

• wzrost poziomu oktopaminy wywołuje te same efekty;

zachowania służące podtrzymaniu

gatunku są nagradzane

Więcej regulatorów!

Złożoność bodźców; zabezpieczenie

Anxiety Energy

Obsessions & compulsions

Attention, motivation Pleasure, reward

I jeszcze więcej!

Mamma mia!

Podwzgórze

Tarczyca

Szyszynka

Przysadka m.

I więceeeeeeej!

Aaaaaaaaaa……!

Różne typy receptorów:

skala stężeniowa  różne reakcje przerzutka rowerowa

Gdzie ta dusza?

Jednak w przysadce mózgowej!

Grochala z Warszawy XX/XXI w. AD

W żadnym narządzie parzystym!

Przysadka: 0.5–0.7 g

Gdzie ta dusza?

Jednak w przysadce mózgowej!

Grochala z Warszawy XX/XXI w. AD

W żadnym narządzie parzystym!

Przysadka: 0.5–0.7 g

Układ dokrewny: więcej amin!

Sygnalizacja dla mózgu i ciała

serotonina dopamina norepinefryna (noradrenalina)

tyroksyna Inne typy sygnalizacji: sterydy, peptydy epinefryna (adrenalina) LEK na astmę: izoprenalina

również w roślinach

No i co z tego?

Aspekty PRAWNE, itd.

Zwiększona akt. dopaminergiczna w szlaku mezolimbicznym mózgu (recep. D2): psychoza i schizofrenia

Niedobór dopaminy: choroba Parkinsona Inne objawy: ADHD & uzależnienia

Odpowiedź na silny stres: fight-or-flight (przeżycie jednostki)

Joseph Wesbecker vs. Eli Lilly & Co.

depresja chroniczna

Aminy a sprawa polska

Polak = RAPTUS

epinefryna (adrenalina) również w

roślinach Napoleon Cybulski

1854–1919

• współodkrywca adrenaliny (ekstrakt z nadnerczy)

• jeden z twórców endokrynologii

• współodkrywca prądów czynnościowych mózgu (1890)

• pionier elektroencefalografii

• pomiary szybkości przepływu krwi w tętnicach

• badania nad hipnotyzmem

• założyciel pierwszego w Krakowie gimnazjum żeńskiego

Neurotransmitery

Kontrola/feedback – przystosow.

oksytocyna adrenalina kortyzol

złożoność 

wiek ewolucyjny  ? Prostota i wyrafinowanie

Endorfiny (endo-mo-rfiny)

Co to jest Szczęście?

• Neuropeptydy

• Moderacja bólu

• Uczucie euforii

• ↑ orgazm, akupunktura

• Endo-narkotyk (uzależn.)

• Syndrom depersonalizacji lub odrealnienia

• Doświadczenia “poza ciałem”

Morfeusz

Sadyzm / masochizm

Co z hormonami???

?

kozioł ofiarny - testosteron

Ośrodkowy układ nerwowy

Naj, naj, naj…

Ochrona kośćcem Ochrona poziomu O₂

Psychopatia (osobowość dyssocjalna):

• podkategoria związana z nabytym, zwłaszcza w okresie płodowym, okołoporodowym lub we wczesnym dzieciństwie, uszkodzeniem

ośrodkowego układu nerwowego

• osobowość nieprawidłową o

podłożu organicznym: encefalopatia lub charakteropatia

• niski poziom empatii, wysoki poziom narcyzmu

• zwiększona częstość popełniania

przestępstw 1986 Konektom

Neurony & jony

Dbaj o -ONY…!

NaCl:

• Na⁺ + Cl^–

Magnez, wapń, sód, potas

Na⁺ Cl^– Cl^– Na⁺

Prąd elektryczny – ruch jonów

Dlaczego nie elektrony…?

Kanał potasowy

http://highered.mheducation.com/sites/0 072495855/student_view0/chapter2/anim ation__how_the_sodium_potassium_pum p_works.html SUPER VIDEO

Action (potential)!

CUD

Kanały jonowe, c.d.

NN 1987 & 2003

Roderick MacKinnon 1956–

Peter Agre 1949–

• +300 typów kanałów jonowych w żywej komórce (!)

• 10⁶ jonów na sekundę ( IMPULS nerwowy!) NAJ NAJ

• transport często wbrew różnicy stężeń

• toksyny drapieżców często paraliżują ich działanie

Sztuczne jonofory 

Wszystkie jądrowce mają kanały jonowe! (wł. grzyby) Uszkodzenia: trauma, etc.

Charles John Pedersen Donald J. Cram

Jean-Marie Lehn Układy:

nerwowy, mięśniowy, dokrewny

Uszkodzenia mózgu

Najciekawszy organ…

Oliver Sacks 1933–

• Utrata pamięci (syndrom Korsakoffa, choroba alkoh.)

• Afazja (utrata mowy) i agnozja (utrata zdolności do rozpoznawania bodźców):

wzrokowa, słuchowa, czuciowa

• Utrata propriocepcji (cz.ciała)

• Utrata zdolności chodzenia w postawie wyprostowanej

• Autystyczni matematycy (liczby

pierwsze, zliczenie 3x37=111 zapałek)

• Silny zmysł węchu po zażyciu

kombinacji różnych narkotyków (auto- exper.)

+zdolności lingwistyczne

Mózg seryjnego mordercy

http://murderpedia.org/

Większość molestowana jako dzieci (przemoc fiz. lub/i psych.) - trauma Orbitofrontal cortex (podejmowanie decyzji) mniejszy i mniej aktywny (brak moderacji zachowań związanych z przemocą, jedzeniem, piciem alkoholu i seksem) + kontrola mniejszego ciała migdałowatego

(emocje, zachow. obronne i agresja, psychopatia)

Symptomatyczna asymetria hipokampu (R > L); pochodna uszkodzenia (stres pourazowy, oksydacyjny, i in.)

Silna aktywność nadnercza (kortyzol) Rasa biała (bez latyno) & czarna: +93%

M > F (90-10%)

Defekt genu monoamineoksydazy A (steruje zawartością serotoniny) Często wolny rytm serca

Zach. agresywne w 65% dziedziczne

Mózg seryjnego mordercy, c.d.

http://murderpedia.org/

Ucisk orbitofrontal cortex (guz) może wywołać podobne objawy!

US

Intnl.

Make love, not war 2WW

Antonio Bustamante (mech.uszkodz.mózgu) Zwykły pacjent

Bariera krew–mózg

Obrona + selekcja

Vide: łożysko i płód: płeć mózgu – wykład XI Paul Ehrlich

1854–1915

Edwin Goldmann 1862–1913 barwnik

Proteiny barierowe w nacz. krw. mózgu

Kilka otwartych kwestii

a TY – co myślisz?

- Przeszczep… mózgu? (za życia dawcy!) Zbigniew Religa

1938–2009 Zabrze 1985

Christiaan Barnard 1922–2001 Kapsztad 1967

- Pobór serca gdy mózg uszkodzony (często na sztucznym płucu); przełom 2014 Australia - Przeszczepy szympans  człowiek

- Śmierć kliniczna:

akcja mózgu

zatrzymana po 20- 40 sek vs. letarg - Kontrolowane

zatrzymanie akcji serca: hipotermia (18–20 ^oC; do 30 min bez uszkodzeń mózgu)

James Hardy 1938–2009 Jackson MI 1964

X. Piotr Skarga Sł.boży 1536–1612 judaizm, jehowici, …

Zamiast zakończenia

Nie daj się zwieść pozorom!

W latach 60. w eksperymentach na szczurach pokazano, że elektryczna stymulacja miejsc

wytwarzania endorfin w mózgu budzi w zwierzętach doznania tak intensywnej ekstazy, że wolą paść z wyczerpania niż przerwać doświadczenia