O resocjalizacji, mleku i optymalnej porze do ćwiczeń – #023

Arkadiusz 00:03

Dzień dobry, zapraszam na kolejny odcinek podkastu Naukowo i tradycyjnie proszę Was o udostępnienie i polubienie tego odcinka w social mediach, dajcie znać czy odcinek Wam się podoba. Dziękuję Wam za słuchanie audycji i zapraszam na stronę Naukowo.net po więcej naukowych doniesień i artykułów. W dzisiejszym odcinku opowiem o produkcji mleka, regeneracji serca i mutacjach spowodowanych paleniem papierosów. Sprawdzimy tez czy można produkować prąd w oceanach, jaka resocjalizacja jest skuteczna i o jakiej porze dnia najlepiej jest ćwiczyć. Zaczynamy!

Arkadiusz 00:35

Przygotowując sobie kawę wielu z nas sięga też po mleko. Ten biały napój jest u początków naszego istnienia podstawowym pożywieniem. Cześć ludzi stosuje go później przez całe życie, dodając do rożnych potraw i spożywając produkty mleczne, a cześć z populacji spożywać go nie może choćby ze względu na nietolerancję laktozy. Aby wyprodukować mleko pochodzenia zwierzęcego potrzebna jest przede wszystkim woda i jak pokazuje przykład Nowej Zelandii potrzeba jej naprawdę dużo. Zapotrzebowanie na wodę stale rośnie, a niedobór wody oraz jej zanieczyszczenie są już dziś krytycznymi problemami w wielu częściach świata. Przewiduje się, że do 2025 roku 64% światowej populacji będzie mieszkać w dorzeczach, w których występuje niedobór wody. Problemy z wodą nie będą wynikać tylko z jej braku, ale przede wszystkim z tego, że nie będzie się ona nadawała do spożycia ze względu na zanieczyszczenia. Nowa Zelandia nie jest wyjątkiem od tych tendencji, ma ona obecnie najwyższy wśród krajów OECD pobór wody dla rolnictwa w przeliczeniu na mieszkańca. W kraju tym stosuje się często hodowlę na wolnym wybiegu, a krowy są karmione trawą nie paszami, jednak główną wadą intensywnych systemów rolnictwa na wolnym powietrzu jest wypłukiwanie azotanów z odpadów zwierzęcych i nawozów sztucznych, które zanieczyszczają słodką wodę. Rosnąca ilość azotu reaktywnego wywołuje kaskadę negatywnych skutków dla zasobów naturalnych i jakości środowiska, w tym zakwaszenie gleby, martwe strefy przybrzeżne, utratę różnorodności biologicznej, zubożenie warstwy ozonowej w stratosferze oraz nasilenie efektu cieplarnianego. Azotany w wodzie pitnej mają też negatywny wpływ na człowieka i mogą zwiększać prawdopodobieństwo zachorowania na raka jelita grubego. Nowa praca skupia się na zanieczyszczeniu azotanami w Canterbury i bada ślad wodny, czyli ilość słodkiej wody zużytej do wyprodukowania mleka. Wzięto tu pod uwagę nie tylko wodę niezbędną w procesie produkcyjnym mleka czy hodowli zwierząt, ale także tak zwaną wodę szarą, czyli ilość wody potrzebną do rozcieńczenia wytworzonych zanieczyszczeń w takim stopniu, aby woda, do której trafiają, nadal spełniała normy jakości i nadawała się do picia. Poprzednie badanie śladu wodnego w mleczarstwie w Canterbury wykazało, że do wyprodukowania jednego litra mleka zużywa się około 400 litrów wody. Ale było ono znacznie niedoszacowane i zmieniło się na przestrzeni lat, ponieważ zmieniły się normy jakości wody pitnej. Najnowsza analiza uwzględniająca te zmiany pokazuje, że produkcja jednego litra mleka wymaga około 11 000 litrów wody, aby spełnić normy zdrowotne ekosystemu. Oczywiście są one znacznie przekroczone, a powrót do równowagi ekologicznej wymagałoby, ze względu na coraz wyższą produkcję mleka albo 12-krotnego zwiększenia opadów w tym regionie, albo 12-krotnego zmniejszenia liczby krów. Problem jednak jest szerszy i bardziej globalny. Do lat 90-tych XX wieku azot reaktywny, czyli taki, który wspomaga wzrost roślin na pastwiskach był pozyskiwany głównie z koniczyny wiążącej azot. Jednak syntetyczne nawozy pochodzące z paliw kopalnych wyparły naturalne systemy, a produkcja takiego azotu przewyższyła już całą produkcję w systemach naturalnych. To zaburzenie cyklu azotowego poważnie zagraża zrównoważonemu rozwojowi człowieka na świecie, nie tylko ze względu na wpływ na klimat, ale także ze względu na lokalne oddziaływanie na słodką wodę. Smutnym podsumowaniem tego tematu jest opinia Europejskiej Fundacji Naukowej, która opisała produkcję syntetycznego azotu na skalę przemysłową jako "być może największy pojedynczy eksperyment w dziedzinie globalnej geoinżynierii, jaki kiedykolwiek przeprowadził człowiek".

Arkadiusz 04:17

Długofalowy eksperyment przeprowadzają też na sobie palacze papierosów. Palenie jest główną przyczyną raka płuc, jednak do rozwoju tej choroby dochodzi u mniejszości palaczy. Chociaż ryzyko zachorowania na raka płuc zależy od dawki palenia, nie wiadomo było, czy to zwiększone ryzyko odzwierciedla zwiększone tempo mutacji w zdrowych komórkach płuc. Od dawna uważa się, że palenie prowadzi do raka płuc poprzez wywoływanie mutacji DNA w prawidłowych komórkach. Problem był w udowodnieniu tego twierdzenia, ponieważ nie istniał sposób na dokładne określenie ilości mutacji w normalnych komórkach. Udało się go rozwiązać kilka lat temu opracowując ulepszoną metodę sekwencjonowania całych genomów pojedynczych komórek. I to właśnie tę metodę wykorzystano do porównania komórek wyściełających płuca pochodzących od dwóch typów osób: 14 nigdy niepalących w wieku od 11 do 86 lat oraz 19 palaczy w wieku od 44 do 81 lat, którzy wypalili maksymalnie 116 paczek papierosów rocznie. Komórki zostały pobrane od pacjentów poddawanych bronchoskopii w ramach badań diagnostycznych niezwiązanych z rakiem. Badacze potwierdzili eksperymentalnie, że mutacje gromadzą się także wraz z wiekiem w komórkach płuc osób niepalących, ale w komórkach płuc osób palących stwierdzono znacznie więcej mutacji wywołujących raka płuc u 10% do 20% osób palących przez całe życie. Ciekawym odkryciem jest jednak fakt, że wzrost liczby mutacji komórkowych zatrzymywał się po średnio 23 latach palenia co najmniej paczki papierosów dziennie. Dane wskazują, że osoby takie mogły przeżyć długo pomimo intensywnego palenia, ponieważ udało im się powstrzymać dalsze gromadzenie się mutacji. To wyrównanie poziomu mutacji mogło wynikać z tego, że osoby te miały bardzo sprawne systemy naprawy uszkodzeń DNA. Dzięki temu badaniu naukowcy chcą opracować nowe testy, które pozwolą zmierzyć zdolność danej osoby do naprawy lub detoksykacji DNA, co może stanowić nowy sposób oceny ryzyka zachorowania na raka płuc.

Arkadiusz 06:21

Nasze ciała są w stanie się regenerować samodzielnie, robią to każdego dnia i korzystają z różnych mechanizmów. Jeden z nich odkryto w nowym badaniu, a dotyczy niewydolności serca po zawale, która pozostaje istotną przyczyną śmiertelności, ponieważ serce nie jest w stanie dalej prawidłowo pompować krwi do organizmu. Mimo że postęp farmakologiczny zmniejsza śmiertelność, ryzyko niewydolności serca po zawale pozostaje wysokie. Dlatego dodatkowe badania mające na celu lepsze scharakteryzowanie podstawowych mechanizmów naprawy mięśnia sercowego powinny ułatwić opracowanie nowych i uzupełniających metod zachowania funkcji serca. Ostry zawał powoduje gromadzenie się makrofagów sercowych, które są niezbędne do wspomagania gojenia się mięśnia sercowego. Te wiecznie głodne komórki naszego organizmu rozpoczynają i regulują proces zapalny, niszczą drobnoustroje, a także pożerają nieprawidłowe komórki i inicjują proces regeneracji tkanek. Jednym z mechanizmów, za pomocą których makrofagi sercowe koordynują naprawę mięśnia sercowego, jest proces eferocytozy, czyli usuwania obumierających komórek. Układ odpornościowy i limfatyczny jako pierwszy reaguje na zawał serca i wysyła do niego właśnie makrofagi, które produkują szczególny rodzaj białka o nazwie VEGFC wyzwalający tworzenie nowych naczyń limfatycznych i sprzyjający gojeniu się ran. Badanie wskazało również, że makrofagi dzielą się na "dobre" wytwarzające białko i "złe" które mogą wywoływać kolejne stany zapalne mogące powodować dalsze uszkodzenia serca i otaczających tkanek. Poznając ten mechanizm naukowcy planują kolejne badania, aby dowiedzieć się jak ograniczyć działanie złych makrofagów lub nawet wyeliminować je całkowicie i zwiększyć produkcję tych pomocnych. A produkcja nowych leków wykorzystujących te procesy może uratować setki tysięcy ludzi, którzy przeszli zawał serca i pomóc im w powrocie do zdrowia.

Arkadiusz 08:17

Zmieniamy temat - w 21 odcinku podkastu opowiadałem o nadchodzącym sezonie huraganów w Stanach Zjednoczonych. Ich większa ilość i moc wynika głównie z ciepłej wody gromadzącej się na powierzchni oceanów, to właśnie z tego ciepła pobierana jest energia, która potrafi zamienić burzę tropikalną w ekstremalne zjawisko jakim jest huragan, prowadzący często do katastrofalnych skutków dla ludzi. A co, gdyby wykorzystać tę samą energię i użyć jej do wytwarzania energii elektrycznej zwłaszcza w krajach wyspiarskich, które są uzależnione od drogiego i zanieczyszczającego środowisko oleju napędowego? W tropikach głębiny morskie są zimne, a powierzchnia morza bardzo ciepła. Pomysł pozyskiwania energii z takich różnicy temperatur nie jest niczym nowym, rozważany jest od ponad stu lat. Główną zaletą takich elektrowni cieplnych na oceanach jest to, że mogą one wytwarzać energię przez 24 godziny na dobę, a także fakt, że jest to układ zamknięty bez potrzeby odprowadzania cieczy do oceanu. Niestety jest wiele problemów, głównym z nich jest znalezienie odpowiedniego miejsca, w którym różnice temperatur sprawiają, że jest to opłacalne. Taka elektrownia musi być uruchomiona w niewielkiej odległość od równika, ponieważ działają dzięki przepuszczaniu przez zamknięty obieg cieczy o niskiej temperaturze wrzenia, takich jak amoniak. Ciepło z ciepłej wody morskiej, która ma od 20°C do 30°C ogrzewa ciecz do momentu, gdy zamienia się ona w parę, którą można wykorzystać do napędzania turbiny. Następnie para jest wystawiana na działanie zimnej wody morskiej o temperaturze około 5°C, która zamienia ją z powrotem w ciecz, dzięki czemu cykl może być ponawiany. Aby uzyskać taką zimną wodę, elektrownie mają rury sięgające 600 metrów w głąb morza. Innym problemem tej technologii jest jej wydajność. Pilotażowa elektrownia na Hawajach zainstalowana przez firmę Makai Ocean w 2015 r. ma moc 100 kilowatów. Jest to 20-30 razy mniej niż typowa turbina wiatrowa lub równowartość energii wyprodukowanej przez około 12 paneli słonecznych montowanych na domach. Aby zwiększyć skalę do bardziej użytecznej elektrowni o mocy 100 megawatów, Makai szacuje, że rura musiałaby mieć średnicę dziesięciu metrów i sięgać na głębokość jednego kilometra, a więc powinna być dużo bardziej odporna nie tylko na ciśnienie czy korozję, ale także na cyklony występujące na tych szerokościach geograficznych. Gdyby to się udało 12 komercyjnych elektrowni morskich mogłoby pokryć całkowite zapotrzebowanie Hawajów na energię elektryczną. Niestety jest to obecnie niemożliwe do osiągnięcia, a taka technologia choć wykazuje duży potencjał to wymaga dalszego rozwoju i zwiększenia liczby elektrowni pilotażowych, które pomogą później udoskonalić projekt większych instalacji.

Arkadiusz 11:08

A teraz zajmiemy się nieco innym rodzajem energii - tej dostarczanej przez ćwiczenia fizyczne. Czas wykonywania takich ćwiczeń pozostaje kontrowersyjnym tematem, ludzie wykazują rytmy okołodobowe i zmienność dobową w zakresie fizjologii i pory dnia, w której wykonują ćwiczenia fizyczne, zazwyczaj zaliczając się do typu preferującego poranek lub wieczór. Także w nauce są pewne rozbieżności, część badań zaleca poranne ćwiczenia w celu zwiększenia adaptacji mięśni i optymalnego wykorzystania paliwa podczas gdy inne wykazały, że popołudniowe lub wieczorne ćwiczenia są najbardziej korzystne dla poprawy funkcjonowania mięśni. W ramach nowego badania naukowcy ze Skidmore College postanowili sprawdzić, jakie efekty przynosi ćwiczenie o różnych porach dnia, ze szczególnym uwzględnieniem różnic między kobietami i mężczyznami. W badaniu wzięło udział 27 kobiet i 20 mężczyzn poddanych 12-tygodniowemu programowi ćwiczeń. Uczestnicy byli trenowani przez trenerów podczas 60-minutowych sesji cztery dni w tygodniu, przy czym każdy dzień koncentrował się na innym rodzaju treningu: oporowym, interwałowym sprincie, rozciąganiu lub treningu wytrzymałościowym. Jedyną różnicą pomiędzy grupami było to, czy ćwiczyli między 6:30 a 8:30 rano, czy między 18:00 a 20:00. Uwzględniono także wpływ diety na rezultat badania, ponieważ wszyscy uczestnicy przestrzegali starannie dobranego planu posiłków. Badani byli w wieku od 25 do 55 lat, byli zdrowi, o normalnej wadze i prowadzili bardzo aktywny tryb życia. Na początku badania oceniano ich wydolność aerobową, wytrzymałość mięśniową, gibkość, równowagę, siłę i moc górnych i dolnych partii ciała oraz skoczność. Przed rozpoczęciem i po zakończeniu badania porównano inne wskaźniki stanu zdrowia, takie jak ciśnienie krwi, sztywność tętnic, wskaźnik wymiany oddechowej, rozmieszczenie i procentową zawartość tkanki tłuszczowej oraz biomarkery we krwi, badani wypełniali także kwestionariusze dotyczące nastroju i sytości pokarmu. W wynikach przede wszystkim zaobserwowano poprawę stanu zdrowia i sprawności wszystkich uczestników w czasie trwania badania, niezależnie od pory dnia, w której ćwiczyli, zwłaszcza poprawiając nastrój psychiczny zarówno u kobiet jak i u mężczyzn. Ale badanie wykazało także spore różnice. Wszystkie kobiety biorące udział w próbie obniżyły poziom tłuszczu na brzuchu, biodrach i całkowitej tkanki tłuszczowej, a także obniżyły ciśnienie krwi, ale grupa ćwicząca rano wykazała w tym zakresie większą poprawę, zwiększając też siłę mięśni dolnej części ciała. Natomiast wieczorne ćwiczenia fizyczne u kobiet zwiększyły wytrzymałość mięśni górnej części ciała, a także poprawiły ogólny nastrój i sytość pokarmową. Kobiety ćwiczące wieczorem doświadczyły też wzrostu siły podczas wyciskaniu na ławeczce, mocy szczytowej górnej części ciała i maksymalnej liczby pompek. W przypadku mężczyzn, którzy ćwiczyli wieczorem, zaobserwowano większą poprawę w zakresie cholesterolu, obniżania ciśnienia krwi, wymiany oddechowej i utleniania węglowodanów. Spadło wówczas ryzyko chorób serca i uczucie zmęczenia, a badani spalili więcej tłuszczu w porównaniu z ćwiczeniami porannymi. Wyniki te sugerują, że pora dnia, w której wykonywane są ćwiczenia fizyczne u kobiet, wpływa na wyniki sprawności fizycznej w większym stopniu niż w przypadku mężczyzn. Natomiast kobiety w porównaniu z mężczyznami wydają się być mniej wrażliwe na poprawiające nastrój efekty ćwiczeń fizycznych, niezależnie od pory dnia, w której są wykonywane. Dokładne mechanizmy tej różnicy między płciami nie są jednak znane i wymagają dalszych badań. Nie ulega jednak wątpliwości, że lekarze oraz trenerzy dążący do podkreślenia jednego z efektów powinni pamiętać o porze dnia przy formułowaniu zaleceń dotyczących ćwiczeń i aktywności fizycznej.

Arkadiusz 15:02

Za to wątpliwości pojawiają się, gdy myślimy o skuteczności resocjalizacji. W większości społeczeństw niewielka liczba osób popełnia większość poważnych przestępstw i aktów przemocy. Krótkoterminowe badania wykazały, że terapia poznawczo-behawioralna może ograniczyć takie antyspołeczne zachowania. Istnieją jednak pewne oznaki, że zmiany w zachowaniu mogą być tymczasowe, zwłaszcza w przypadku samej terapii. Wątpliwości takie wynikały także z braku badań zwłaszcza takich długoterminowych. Nowe badanie objęło 999 mężczyzn z Liberii, państwa położonego w Afryce Zachodniej, należących do grupy wysokiego ryzyka wystąpienia przestępczości. Podzielono ich na cztery grupy: jedni otrzymali pomoc w formie terapii, kolejni 200 dolarów w gotówce. Trzecia grupa otrzymała dostęp zarówno do terapii jak i gotówkę, a ostatnia grupa kontrolna, nie otrzymała ani jednego, ani drugiego. Miesiąc po interwencji zarówno w grupie stosującej terapię, jak i w grupie otrzymującej terapię plus gotówkę odnotowano pozytywne wyniki. Rok po interwencji pozytywne efekty u osób poddanych samej terapii nieco osłabły, ale ci, którzy otrzymali terapię plus gotówkę, nadal wykazywali ogromny wpływ: przestępczość i przemoc spadły o około 50 procent. Ale w perspektywie długoterminowej spodziewano się, że efekty będą gwałtownie słabnąć z upływem lat, tak jak to się dzieje w przypadku wielu innych prób resocjalizacji. Jakież było zdziwienie naukowców, gdy 10 lat później odnaleźli mężczyzn biorących udział w badaniu i poddali ich ponownej ocenie. Okazało się, że w grupie, w której zastosowano terapię plus gotówkę, przestępczość i przemoc spadły o około 50 procent. Liczba zgłoszeń dotyczących sprzedaży narkotyków oraz udziału w kradzieżach i rozbojach spadła o około połowę. Wpływ ten jest największy wśród mężczyzn o najwyższym ryzyku, a efekty terapii i pomocy ekonomicznej są bardziej trwałe i precyzyjne. Ponieważ gotówka nie zwiększała zarobków przez okres dłuższy niż kilka miesięcy po przyznaniu dotacji, założono, że dotacja i te kilka miesięcy legalnej działalności gospodarczej wzmocniły proces uczenia się przez działanie i kształtowania nawyków zawartych w terapii poznawczo-behawioralnej. 200 dolarów w gotówce pozwoliło mężczyznom na prowadzenie przez kilka miesięcy legalnej działalności gospodarczej, na przykład czyszczenia butów, po zakończeniu terapii co wzmocniło jej efekt. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki sugerują, że wysoce ukierunkowana terapia oraz pomoc ekonomiczna mogą być niedrogim i skutecznym sposobem zapobiegania przemocy. Koszty takiego programu też robią wrażenie. Szacuje się, że w ciągu 10 lat na jednego uczestnika programu przypadło o 338 przestępstw mniej. Biorąc pod uwagę, że wdrożenie programu kosztowało tylko 530 dolarów na uczestnika, daje to 1,50 dolara na każde uniknięte przestępstwo. Zainspirowane programem w Liberii, Chicago wdrożyło podobny, ale bardziej intensywny program. W ciągu 18 miesięcy mężczyźni z dzielnic miasta najbardziej dotkniętych przestępczością biorą udział w porannych sesjach terapeutycznych, a po południu w szkoleniach zawodowych. Uzasadnieniem dla tego ostatniego jest fakt, że w miejscu z dobrze rozwiniętym rynkiem pracy, takim jak Chicago, najlepszym sposobem na poprawę zarobków jest wprowadzenie ludzi na rynek, podczas gdy w Liberii rynek pracy jest znacznie mniej efektywny, więc sensowniej było zaoferować ludziom gotówkę. Wyniki tego programu będą znane latem tego roku.

Arkadiusz 18:37

Kolejny odcinek podkastu wysłuchacie w sobotę, zapraszam serdecznie, a dziś dziękuję Wam za uwagę i do usłyszenia!