قند ضد یخ درون سلولی

[mim-shimi 25686]

استفاده از موجهای تراهرتز برای ردیابی واكنشهای درون سلولی

استفاده ازطول موجهای مختلف در ساخت لوازم خانگی و زندگی روزمره عادی شده است. غذا را می‌توان به سرعت در میكرووله گرم كرد و یا تلویزیون را از راه دور كنترل كرد. اما دقیقأ بین این دو نوع مختلف طول موج، فركانسی قرار دارد كه تا كنون از آن استفاده تكنیكی نشده است: موجهای تراهرتز Terahertz-Wellen. هر روز دامنه تحقیقات در زمینه نحوه استفاده از امواج تراهرتز گسترده‌تر می‌شود.بزودی شاهد لامپها و دوربین‌هایی خواهیم بود كه به كمك امواج تراهترز عمل خواهند كرد.

فیزیكدانان دانشگاه بوخوم در آلمان سعی می‌كنند با كمك این امواج چگونه‌گی و نحوه عملكرد فعالیتهای زیستی را ردیابی كنند. یكی از موضوعاتی كه از مدتی پیش در دست تحقیق است‌‌، بررسی خواص قند در فعالیتهای حیاتی است. قند نه تنها انرژیزاست بلكه نقش مهمی نیز در حفظ تعادل فعالیتهای زیستی بر عهده دارد. مثلأ سفیده تخم‌مرغی كه با كمی قند مخلوط شده است، دیرتر خشك می‌شود و حتی دیرتر هم یخ می‌بندد. به عبارت ساده‌تر قند مانند ضدیخ بیولوژیكی عمل می‌كند. مكانیسمی كه از مدتها پیش شناخته شده است. اما چگونه؟ این پروسه جالب كاملأ ناشناخته است.

مارتینا هاونیت (Martina Havenith) یكی از فیزیكدان دانشگاه شهر بوخوم می‌گوید:

”نظرات متفاوتی در این زمینه وجود دارد، مثلاً می‌توان گفت ملكولهای قند می‌توانند بین ملكولهای آب سر بخورند و جایگزین شوند و یا شاید حضور قند روی خواص آب تأثیر می‌گذارد و حركت ملكولهای آنرا كند می‌كند.“

برای بررسی بیشتر و اثبات این تئوریها ابتدا باید بتوان حركات ملكولهای تشكیل دهنده آب را بررسی كرد. اما این ملكولها در مدت زمانی كمتر از یك بیلیونیوم ثانیه جابه‌جا می‌شود! سرعتی برق آسا كه به سادگی قابل ردیابی نیست. روشهای كه امروزه برای ردیابی حركات ملكولی استفاده می‌شوند بسیار كندتر از آن هستند كه بتوانند تصویری از نوع حركت ملكولهای آب نشان دهند. هاونیت معتقد است می‌توان از امواج تراهرتز در تصویر برداری از این حركات برق آسا استفاده كرد.

لیز یا سنسورهای امواج تراهرتز آنقدر سریع هستند كه می‌توانند این نوع حركات ملكولی را دنبال كنند. فیزیدانان بوخومی تلاش می‌كنند از این تكنولوژی برای ردیابی و نحوه عمل ملكولهای قند استفاده كنند. بررسی‌های صورت گرفته نشان می‌دهند هر ملكول قند حدود صد وده ملكول آب اطرافش را تحت تأثیر قرار میدهد. ایجاد پیوند هیدروژنی ملكولهای آب با قند، نوعی جاذبه ایجاد می‌كند. به علت این كشش ذره‌های آب اطراف قند نمی‌توانند آزادانه به هر سو حركت كنند. اما چرا این پیوند محكم میان قند و آب از خشك شدن و یا یخ زدن سفیده تخم‌مرغ جلوگیری می‌كند؟ فیزیكدان آلمانی هم نمی‌دانند.

هاوینت می‌گوید: ”همه چیز هنوز در حد تئوری است. حتی می‌تواند اینگونه باشد كه چون حركت ملكولی آب كندتر می‌شود، تغییرات پروتئینی هم كندتر می‌شود.“

اما در هر حال این نظریه ثابت می‌كند كه حضور آب در سلولهای زنده حالت خنثی ندارد بلكه آب بصورت فعال در تمامی روندهای سلولی شركت می‌كند و نقش تعیین كننده‌ای بر عهده دارد. هاوینت:

” تعریف تصویری این پروسه مانند این است ملكولهای آب را مثل بازیكنان فوتبال در نظر بگیریم كه از بیرون به درون ضربه می‌زنند و یك پروسه مشخص را راه می‌اندازند حال اگر این ضربه آرامتر باشد پروسه هم آرامتر راه می‌افتد.“

دقیقأ مانند خرسی كه در زمستان به خواب زمستانی فرو می‌رود چون سوخت و ساز درون سلولی‌اش كندتر شده است. سفیده تخم‌مرغ هم به علت كند شدن حركت ملكولهای آب دیرتر یخ می‌زند، دیرتر هم خشك می‌شود. دست تئوری فیزیكی‌ اینگونه به نظر می‌رسد.

اما شاید روزی بتوان پس از شناخت مكانیسم این روند، ضدیخ قندی تولید كرد و یا از این روش برای ساخت داروهای جدید از آن استفاده كرد.

 

پایگاه زیست شناسی ایران