Oamenii sunt speriați când aud de radioactivitate, însă radioactivitatea poate salva vieți. Un exemplu în acest sens este detectorul de fum de uz casnic.

Există doua tipuri de detectoare de fum, fotoelectrice, folosind un senzor optic, sau ionizante, ce folosesc o cameră de ionizare care conține un material radioactiv. Aceste două tehnologii sunt utilizate cel mai bine împreună, deoarece sunt sensibile la particule de fum de dimensiuni diferite.

Un detector de fum modern conține aproximativ 1,0 microcurie din elementul radioactiv americiu, care este echivalent cu 37 kilobecquerel (37.000 de dezintegrări pe secundă).

Izotopul americiu utilizat în detectoarele de fum este americiu-241, având un timp de înjumătățire de 432,2 ani.

Americiul-241 este creat în reactoare nucleare prin iradierea plutoniului-239 cu neutroni. Atomii de plutoniu-239 tind să fisioneze atunci când sunt iradiați cu neutroni, dar o parte a atomilor vor absorbi un neutron în schimb, formând plutoniu-240, apoi va absorbi un alt neutron, formând plutoniu-241.

Plutoniul-241 este apoi scos din reactor și suferă în cele din urmă o dezintegrare beta pentru a deveni americiu-241.

Cum funcționează?

Americiul-241 se dezintegrează prin emiterea de particule alfa, particule puternic încărcate pozitiv. Particulele alfa ionizează aerul din camera detectorului, permițând curgerii unui curent electric între doi electrozi. Fumul absoarbe multe dintre particulele alfa, lăsând mai puține particule pentru ionizarea aerului. Astfel, aerul devine mai puțin ionizat și conduce mai puțină electricitate. Dacă aerul care intră în camera de detecție conține fum, cantitatea de curent care curge între cei doi electrozi scade, iar această scădere a curentului declanșează alarma.

Este americiul periculos?

Un detector de fum emite aproximativ 37.000 de particule alfa pe secundă, dar foarte puține dintre acestea ies din detector. Energia particulelor este de aproximativ 54, MeV și pot fi oprite de o bucată de hârtie sau câțiva centimetri de aer și nu pot pătrunde în epidermă. Nu există niciun pericol datorită acestei radiații, cu excepția în care americiul este inhalat sau ingerat. De aceea este o idee proastă să desfacem un detector de fum sau să-l ardem, deoarece acest lucru ar putea elibera americiumul în cameră.

Cu toate acestea, americiumul-241 emite și raze gamma, care pot pătrunde mult mai ușor decât particulele alfa. Utilizarea detectorului de fum casnic provoacă o doză de radiație de doar 9-50 nSv (nanosievert) pe an. Pentru a pune acest lucru în evidență, doza primită în urma consumului unei banane este de aproximativ 3,6 mSv (microsievert) – un microsievert = 1000 nanosievert, iar o doză letală este de aproximativ 5 Sv (sievert).

Cu alte cuvinte, radiațiile de la detectoarele de fum sunt neglijabile în comparație cu alte surse de radiații, deci ar trebui considerate sigure.

Sursa foto: https://en.wikipedia.org/wiki/Smoke_detector

Molecula de apă este un compus chimic al hidrogenului și al oxigenului, având formula chimică H2O (formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen).

Hidrogenul, primul element chimic necesar pentru a obține apă, este cel mai simplu element chimic (are numărul atomic 1, deci este format dintr-un singur proton) și este cel mai răspândit în univers. Hidrogenul împreună cu heliul (număr atomic 2) alcătuiesc 98% din materia universului (75% hidrogen și 23% heliu).

Viața pe Pământ s-a adaptat pentru a respira oxigen. Deși oxigenul pur este otrăvitor, organismele au învățat să-l folosească în diverse reacții chimice necesare metabolismului. Oxigenul favorizează combustia iar dacă atmosfera n-ar fi conținut atât de mult azot, atunci orice scânteie ar fi făcut ca întregul Pământ să fie cuprins în flăcări. Oxigenul este cel de-al treilea element chimic ca abundență în univers (aproximativ 1%), după hidrogen și heliu. Toate celelalte elemente chimice din tabelul periodic alcătuiesc restul de 1%.

Putem crea apă pură prin combinarea hidrogenului cu oxigenul, 2H2 = O2 -> 2H2O. Atenție însă, această reacție este spontană și explozivă.

Multe alte reacții pot fi folosite pentru a produce apă. Apa se poate produce și prin arderea hidrocarburilor (de exemplu, metan sau octan). Arderea hidrocarburilor va produce și apă, printre alți compuși chimici. Un alt exemplu este reacția dintre bicarbonatul de sodiu și oțet. Reacția produce acid carbonic (H2CO3) care se descompune rapid în dioxid de carbon și apă.

Apa se mai poate obține și prin neutralizare (un tip de reacție chimică în care un acid reacționează cantitativ cu o bază).

Dacă ingredientele necesare pentru a obține apă sunt atât de abundente, de ce apa este atât de rară în univers? Sau nu este?

Ingrediente necesare

Amestecarea celor două gaze nu este suficientă pentru a începe reacția. Pentru ca gazul de hidrogen și oxigenul să reacționeze pentru a forma apă, trebuie să adăugăm o anumită cantitate de energie în sistem pentru a porni reacția, iar această energie se numește „energie de activare”. O sursă bună de energie ar putea fi o flacără deschisă. Odată ce reacția a început, energia emisă în timpul reacției exotermice este suficientă pentru a crea o reacție în lanț.

În reacțiile chimice obișnuite (spre deosebire de reacțiile nucleare), se aplică legea conservării masei, adică, masa produselor este egală cu masa substanțelor reactante. Dacă luăm hidrogen (H2) și oxigen (O2) pentru a forma apă, atunci reacția chimică este următoarea: 2H2 (g) + O2 (g) -> 2H2O (g). Dacă calculăm masa pentru substanțele reactante și pentru produse pentru această reacție, masa va fi egală. 3 moli de gaz (2 moli H2 + 1 mol O2) reacționează formând 2 moli de de gaz (2 moli de H2O). Masa este egală, dar volumul este scăzut (mai ales după ce apa se condensează într-un lichid). În această reacție aproape tot hidrogenul și oxigenul reacționează foarte rapid pentru a forma vapori de apă.

Deși H2O nu poate exista în stele, hidrogenul și oxigenul pot exista în acestea separat. Hidrogenul este materialul de construcție de bază al universului, creat în Big Bang. Și asa cum am discutat mai sus, este și cel mai abundent în univers. Oxigenul este creat prin reacții nucleare în stele. De fapt, aproape tot oxigenul din spațiu este găsit sub formă de apă sau monoxid de carbon. În mod similar, carbonul și azotul din spațiu se găsesc, de asemenea, în formele lor cele mai hidrogenate: metanul (CH4) și amoniacul (NH3). Și așa cum ar fi de așteptat, în univers există cantități enorme de apă.

Cum s-a format apa pe Pământ?

Știm cum se poate produce apă dar adevărul este că nu știm exact cum a apărut apa pe Pământ. Este posibil ca apa să fi fost întotdeauna prezentă în mantaua Pământului și a fost eliberată treptat la suprafață de către vulcani.

O altă ipoteză spune că apa a fost adusă pe Pământ de asteroizi. Am descoperit că există apă pe Marte, pe Lună dar și pe alte planete sau sateliți. Este posibil ca apa să fi fost adusă de asteroizi deoarece nu există încă dovezi până în prezent care să arate activitate vulcanică pe acestea.

În 1974 s-a descoperit că mantaua Pământului conținea mai multe metale prețioase decât s-a estimat. Aceste elemente grele au fost atrase în nucleul de fier al planetei încă de la începutul formării Pământului. Această descoperire a adus la ideea că asteroizii care lovesc Pământul au adus un surplus de elemente chimice. Este posibil ca acești asteroizi să fi adus pe lângă metale prețioase și substanțe „volatile” precum carbonul și apa, despre care se știe că există pe un tip de asteroizi de tip C (condrită carbonică).

În anul 2017 un studiul publicat în revista Nature, realizat de Mario Fischer-Godde de la Institutul pentru Planetologie, Universitatea din Munster, a arătat că ruteniul din mantaua Pământului are o compoziție izotopică diferită de cea găsită în asteroizii din sistemul solar care au ajuns pe Pământ.

Se consideră că excesul de elemente volatile și de apă au fost aduse de asteroizi (de tip C) sau comete, însă până în 2017 nu a fost stabilită sau exclusă o legătură „genetică”. O astfel de legătură poate fi determinată folosind izotopi de ruteniu, așa cum a observat Mario Fischer-Godde. Anomaliile izotopului de ruteniu au demonstrat că elementul format la o distanță heliocentrică mai mare conține variații mai mari ale izotopilor și prin urmare, asteroizii nu au fost sursa primară de elemente volatile și apă pe Pământ.

Această lucrare se adaugă la alte cercetări care arată că apa era abundentă pe Pământ imediat după impactul uriaș cu planeta Theia (eveniment estimat că a avut loc acum 4,5 miliarde de ani) din care avea să se nască singurul nostru satelit natural. De exemplu, s-au descoperit cele mai vechi minerale terestre, precum zirconiul, cristalizat în magmă, unde interacționa cu apa lichidă. Aceste minerale au vârste cuprinse între 4,1 și 4,3 miliarde de ani.

Mai mult de atât, doar pentru că un asteroid transportă apă, nu înseamnă că aceasta va ajunge și va rămâne pe Pământ. Din contră, Pământul ar fi putut pierde mai multă masă decât ar fi câștigat-o în timpul impacturilor violente. Deși este o teorie neprobată, studiul recent al craterului din Sudbury, Canada, a dezvăluit că acea coliziune a vaporizat în cea mai mare parte a substanțelor volatile.

Un alt indiciu potrivit căreia oceanele planetei s-au format foarte timpuriu este că pe Pământ există mai mult clor decât ne-am fi așteptat. Prezența timpurie a apei lichide ar fi dat clorului ceva în care să se dizolve și astfel să contribuie la prevenirea risipirii sale în spațiu. Mai mult, geochimiștii susțin că oceanele Pământului nu s-au format din comete glaciare deoarece conțin cantități diferite de hidrogen greu (deuteriu).

Toate aceste dovezi sugerează că hidrosfera lichidă a Pământului provine din interiorul Pământului. Apa a fost stocată în mantaua Pământului sub forma unor grupări hidroxilice (un atom de hidrogen și un atom de oxigen) prinse în minerale precum silicat de magneziu. Atunci când mantaua s-a topit, apa s-a dizolvat în magmă. Pe măsură ce magma s-a ridicat la suprafață și s-a răcit, presiunea a scăzut și s-au format cristale iar apa s-a eliberat și a fost emisă sub formă de vapori prin vulcani. Prin acest mecanism, apa de la o adâncime mare a putut fi eliberată la suprafață.

Este important să înțelegem că apa poate fi reciclată înapoi în manta. Asta înseamnă că există un echilibru între apa din oceane și cea stocată în mantaua Pământului. Ceea ce știm este că nivelul mediu al suprafeței mării în raport cu suprafața uscată a rămas relativ constant în aproape 4 miliarde de ani. Acest lucru sugerează faptul că un ciclu constant de apă care apare și care este absorbit în manta a ajutat semnificativ viața să continue de-a lungul istoriei sale pe această planetă.

Abundența apei în Univers

Cât de abundentă este apa în univers? Este foarte probabil să existe chiar și la suprafață pe toate planetele care au o atmosferă ce conține cantități suficiente de ozon.

Soarele, pe lângă alte radiații, emite raze ultraviolete care pot descompune moleculele de apă înapoi în oxigen și hidrogen. Dar același Soare, la începutul sistemului solar, a împrăștiat în jur gaze prin radiații numite vânturi solare. O parte au ajuns pe Pământ și au format atmosfera terestră. În stratosferă, o moleculă de oxigen (O2) când absoarbe razele ultraviolete de la Soare este descompusă în 2 atomi de oxigen (O + O). Cei doi atomi sunt acum liberi să reacționeze cu o moleculă de oxigen (O2) pentru a crea o moleculă de ozon (O3). Astfel, atmosfera Pământului a realizat un strat protector ce a permis apei și mai apoi a vieții să existe.

Atmosfera pe alte planete

Dacă atmosfera joacă un rol important pentru existența apei lichide la suprafața planetei, cât de comune sunt planetele care au atmosferă? Factorul care determină dacă o planetă are o atmosferă stabilă este forța gravitației. Planetele masive au o gravitație puternică iar moleculele de gaze nu pot scăpa în spațiu. Pe de altă parte, un corp mic precum Mercur sau Luna, nu pot ține gazele laolaltă deoarece viteza termică a moleculelor este mai mare decât gravitația. Însă celelalte planete din sistemul nostru solar au atmosferă și avem chiar 4 giganți gazoși despre care putem spune că sunt aproape în totalitate „atmosferă”: Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun.

Prezența apei trebuie să fie un lucru comun și în alte sisteme solare. S-au descoperit multe planete care se află în zona locuibilă circumstelară (regiune în spațiu definită pe baza condițiilor pentru a asigura existența apei în stare lichidă) însă va trebui să așteptăm până în martie 2021, când va fi lansat telescopul James Webb, pentru a descoperi dacă suntem sau nu singuri în univers.

Bibliografie:
https://www.nature.com/articles/35051557
https://www.nature.com/articles/nature21045
https://periodictable.com/
https://pubs.geoscienceworld.org/

Cu siguranță în momentul de față au fost analizate sau luate în considerare toate posibilitățile de combatere/diminuare a virusului Covid-19, care a reușit să producă spaima în mai multe orașe din România, dar și în majoritatea țărilor UE și nu numai.

Și totuși, ne ajută cu ceva această panică în combaterea virusului? Am să vă las să răspundeți singuri la această întrebare.

Putem diminua panica, dar și riscul de contaminare?

Desigur!

Pe lângă izolarea în propria casă, care ne ajută extrem de mult atât pe noi, cât și pe cei din jurul nostru în combaterea acestui virus, fiecare acțiune este primordială și trebuie pusă în practică de către fiecare persoană în parte pentru prevenirea Covid-19, precum curățarea constantă a mâinilor și a tuturor suprafețelor atinse, evitarea contactului direct cu persoanele care prezintă simptome de răceală sau gripă și protejarea zonei feței în momentul unui strănut, cu ajutorul unui șervețel sau cu pliul cotului, sunt esențiale pentru viața fiecăruia dintre noi.

În momentul actual suntem conștienți de fiecare modalitate prin care putem intra în contact cu virusul Covid-19. Dar oare cât de repede se transmite acest virus?

Cercetătorii unei universități din Texas, axați pe boli infecțioase, au reușit să identifice cam cât de repede poate Covid-19 să se răspândească. Astfel că, aceștia au descoperit că timpul în care virusul se instalează în corpul unei persoane, este de mai puțin de o săptămână. Totodată, peste 10% dintre persoanele care sunt purtătoare de acest virus, au fost infectate de către alte persoane care nu erau conștiente  că erau purtătoare de Covid-19.

Ce înseamnă asta? Cu cât stai mai mult izolat acasă, și nu intri în contact cu NIMENI, indiferent de gradul de rudenie, prietenie sau altele, cu atât ești mai protejat. 

În documentul apărut în revista „Emerging Infectious Diseases”, o echipă de oameni de știință din Statele Unite, Franța, China și Hong Kong au putut calcula ceea ce se numește intervalul serial al virusului. Pentru a măsura intervalul de serie, oamenii de știință analizează timpul necesar apariției simptomelor la două persoane cu virusul: persoana care infectează o altă persoană și cea de-a doua persoană infectată.

Cercetătorii au descoperit că media seriei pentru noul coronavirus în China a fost de aproximativ patru zile. Acesta este, de asemenea, printre primele studii care estimează rata de transmitere asimptomatică.

“Viteza unei epidemii depinde de două lucruri – câte persoane infectează fiecare caz și cât durează răspândirea infecției între oameni. Prima cantitate se numește numărul de reproducere; al doilea este intervalul serial. Scurtul interval serial de COVID-19 înseamnă că focarele emergente vor crește rapid și ar putea fi dificil de oprit”, au susținut cercetătorii!

Prin urmare, stai acasă, stai în siguranță! 

Sursa

Te-ai întrebat vreodată cum ar fi să-ți readuci aminte de fiecare moment care trebuie povestit chiar și la bătrânețe, și care nu merită să treacă prin filtrul memoriilor pierdute? 

Eu da! Cât de frumos ar fi să poți să aduni toți nepoții în jurul tău și să reușești să le povestești cu entuziasm și cu dor despre acele perioade și momente care cu siguranță merită transmise mai departe. Până la urmă, la sfârșitul vieții suntem doar o poveste, un șir de cuvinte, momente, trăiri, emoții, iar dacă acestea nu sunt împărtășite mai departe, rămân doar la stadiul de memorii, poate chiar memorii pierdute. 

Ce ai putea să faci în privința aceasta?

Un studiu recent condus de către un grup de cercetători de la Universitatea Națională din Singapore (NUS) a dezvăluit că băutorii obișnuiți de ceai au regiuni cerebrale mai bine organizate, acest lucru fiind asociat cu funcția cognitivă sănătoasă, în comparație cu persoanele care nu consumă lichide, mai exact ceai. Echipa de cercetare a făcut această descoperire după ce a examinat datele de neuroimagistică ale 36 de adulți, cu vârsta cuprinsă între 60 de ani și peste 60 de ani. Acestora li s-au reținut date privind starea de sănătate, stilul lor de viață și bunăstarea psihologică. Participanții vârstnici au fost, de asemenea, supuși unor teste neuropsihologice și imagistică prin rezonanță magnetică (RMN).

După analizarea performanței cognitive a participanților și a rezultatelor imagistice, echipa de cercetare a descoperit că persoanele care au consumat fie ceai verde, fie ceai negru de cel puțin patru ori pe săptămână, timp de aproximativ 25 de ani aveau regiuni cerebrale care erau interconectate într-un mod mai eficient.

Studiile anterioare au demonstrat că aportul de ceai este benefic pentru sănătatea umană, iar efectele pozitive includ îmbunătățirea stării de spirit și prevenirea bolilor cardiovasculare. Totodată, rezultatele unui studiu longitudinal condus de Asst Prof Feng, publicat în 2017, a arătat că, consumul zilnic de ceai poate reduce riscul de declin cognitiv la persoanele în vârstă cu 50%.

„Luați ca exemplu analogia traficului rutier – considerați regiunile creierului ca destinații, în timp ce conexiunile dintre regiunile creierului sunt drumuri. Când un sistem rutier este mai bine organizat, circulația vehiculelor și a pasagerilor este mai eficientă și utilizează mai puține resurse. În mod similar, când conexiunile dintre regiunile creierului sunt mai structurate, procesarea informațiilor poate fi efectuată mai eficient”, a explicat prof. Feng.

Sursa

În Decembrie 2019, WHO (World Health Organization) a fost informată despre apariția unor cazuri de pneumonie cu etiologie necunoscută în Wuhan, oraș din provincia Hubei, China. Din 31 decembrie până pe 3 ianuarie 2020, autoritățile chineze au raportat 44 de pacienți-cazuri, care erau infectați cu un tip de coronavirus ce nu mai fusese întâlnit la oameni. În prezent, virusul s-a răspândit și în alte țari, atât în interiorul cât și în exteriorul Asiei, fapt care a obligat WHO să anunțe apariția unei pandemii. Cazurile de COVID-19 sunt considerate pandemice datorită ratei globale rapide de răspândire. Virusul a infectat mai mult de jumătate de milion de oameni și este prezent în peste 175 de tari. A ucis mai mult de 22.000 de oameni și are un procent de fatalitate de 4.4%. WHO au schimbat clasificarea situației COVID-19 în pandemie la data de 11 Martie 2020. Cuvântul pandemie nu trebuie folosit cu ușurință deoarece poate produce panica sau o acceptare nejustificata a faptului ca “lupta” s-a terminat, ceea ce duce la suferință și morți inutile. Trebuie luat în calcul ca COVID-19 este o boala nouă și că informațiile disponibile despre virus și efectele sale se schimbă de la o zi la alta. Grupurile cu riscul cel mai mare de complicații severe sunt persoanele în vârstă și cele cu sistemele imunitare compromise. Dar asta nu înseamnă că nu vor exista cazuri grave și morți în rândul celorlalte categorii de vârste.

Pandemia este un tip de epidemie ce descrie o boală care afectează țări, continente întregi sau tot globul. O epidemie devine pandemie atunci când se împrăștie peste mari zone geografice și afectează procente mari din populație. Este cauzată de un virus sau o nouă formă de virus ce nu a mai circulat prin populațiile umane, iar oamenii au foarte puțină imunitate. Exemple de pandemii: pandemia de gripa din 1968, pandemia SIDA și ciuma bubonica. Epidemia este apariția unei boli care se împrăștie repede și afectează o comunitate sau o zona geografică. Exemple de epidemii: gripa spaniola din 1918, epidemia de pojar din 1981-1991 și epidemia de tuse convulsiva din 2014.

Acești termeni, epidemie și pandemie, nu sunt folosiți niciodată pentru a indica severitatea unei boli, ci doar pentru a descrie cât de repede se împrăștie boala. Declararea stării de pandemie permite agențiilor medicale naționale și globale să abordeze situația într-un mod mai drastic. Folosirea termenului de pandemie subliniază și importanța faptului că țările trebuie să facă un efort comun pentru a controla pandemia. WHO consideră că COVID-19 poate fi o pandemie controlată dacă se respectă practicile preventive.

Ce este COVID-19?

SARS-CoV-2 e un coronavirus, adică face parte dintr-o familie de virusuri care afectează sistemele respiratorii ale mamiferelor. De regulă afectează doar animalele, dar poate face saltul la om. Primul salt a fost SARS, în anul 2002, tot în China. SARS a afectat doar populația din China și Hong King, dispărând complet în 2003. Celalalt salt este MERS, care a apărut în Arabia Saudita, în 2012. Infectarea oamenilor cu coronavirus necesită contact direct cu un animal infectat. Liliecii sunt unii dintre purtătorii cei mai comuni de virus, deși, în mod normal, nu au cum sa transmită virusul direct către oameni. Aproape întotdeauna infecția are loc prin intermediul unui animal intermediar, cum ar fi animalele de companie. Virusul SARS s-a transmis de la civete la oameni, în timp ce virusul MERS s-a transmis de la dromaderi la oameni. De cele mai multe ori este foarte dificil de stabilit care este animalul de la care a pornit infecția. În cazul COVID-19, rapoartele inițiale din China au indicat o piață din Wuhan. Piața fost închisă pe 1 ianuarie. Rapoartele ulterioare indică faptul ca piața din Wuhan nu a fost singurul focar, deoarece unii dintre oamenii bolnavi nu aveau legătură cu acea piață. Încă nu s-a putut determina sursa virusului sau dacă a existat un singur focar de infecție.

Care sunt simptomele?

Asemenea celorlalte coronavirusuri, COVID-19 afectează căile respiratorii. În general, persoana infectata prezintă febră, tuse și deficienta respiratorie. Totuși simptomele pot varia de la forme foarte ușoare (simpla tuse sau senzație de disconfort în gât) la forme foarte severe (pneumonie, stop respirator și deces) în funcție de starea de sănătate a celui infectat. Din păcate, simptomele sunt generice, lucru care îngreunează identificarea cazurilor COVID-19. Singurul mod în care se poate identifica corect un caz COVID-19 e prin testele de laborator.

Virusul Wuhan, coronavirusul Wuhan, coronavirusul chinez, 2019-nCoV, Covid-19 sau SARS-CoV-2

La început, ziarele și cercetătorii (chiar și cei din China) foloseau numele “virusul Wuhan”. Apoi a devenit “coronavirusul Wuhan” si “coronavirusul chinez”, ulterior devenind “2019-nCoV”. În final, pe 11 februarie 2020 WHO i-a dat bolii numele oficial: COVID-19. Denumirea Covid-19 se referă la boala. “Co” se referă la corona, “vi” se referă la virus, iar “d” la disease (boală). Virusul care cauzează boala este SARS-CoV-2, denumirea oficiala data de  I.C.T.V. (International Committee on Taxonomy of Viruses). Porțiunea “SARS” se referă la legătura genetică cu virusul care a produs focarele SARS din 2003. În testele de laborator pacienții sunt găsiți cu rezultat pozitiv de SARS-CoV-2, nu de Covid-19, deoarece virusul este cel contagios, nu boala. WHO precizează clar acest lucru pe siteul lor: deși virusul are un nume oficial, WHO nu se referă aproape niciodată la el ca fiind SARS-CoV-2. Preferă să folosească “virusul responsabil de Covid-19” sau “virusul Covid-19”. Această etichetare a virusului e datorată combinației, potențial explozive, de criza de sănătate publica și rivali geopolitici. În prezent, pe măsura ce numărul de cazuri noi din China începe să scadă, politicienii americani continuă sa se refere la virus ca “virusul chinez”, alți oficiali ai Casei Albe l-au numit “gripa kung fu”. O denumire face mult mai mult decât să transmită o simpla informație. În acest context, felul în care WHO face referire la virus devine foarte important. Pe siteul WHO se precizează că se evita folosirea denumirii SARS-CoV-2 deoarece poate produce panica în unele zone, mai ales în Asia, care a fost cea mai afectată de SARS în 2003. SARS-Cov-2 este denumirea tehnică a virusului, în timp ce COVID-19 este denumirea folosită de omul de rând.

WHO a folosit o denumire care sa nu facă referire la o zonă geografică, la un animal, la un individ sau la un grup de indivizi. Pe lista de boli epidemiologice și pandemice există astfel de nume: MERS (Middle East respiratory syndrome), febra Lassa (se referă la un oraș din Nigeria) etc. În publicațiile științifice, gen Lancet sau New England Journal of Medicine, cercetătorii folosesc ambii termeni, “Covid-19” și “SARS-CoV-2”, dar niciodată “virusul Covid-19”. În publicațiile de specialitate se face o distincție clară între boală și virus.

Cum putem preveni infectarea?

Pentru a preveni infectarea cu COVID-19 nu sunt necesare măsuri drastice în cazul individului. Se aplică aproximativ aceleași reguli de igienă personală ca la oricare alt virus sau bacterie ce se transmite prin contact direct:

– păstrarea unei distante de cel putin 1 m față de persoanele din jurul nostru.

– spălarea mâinilor cu apă și săpun, în mod regulat, timp de cel putin 20 de secunde.

– în cazul în care mâinile nu sunt vizibil murdare, se poate folosi o soluție hidro-alcoolică (concentrație alcool minim 70%). Dar numai dacă nu avem acces la apă și săpun.

– acoperirea gurii și nasului când tușim sau strănutăm.

– gătirea corespunzătoare a ouălelor și cărnii crude.

– evitarea contactului cu persoanele ce prezintă simptomele unei boli respiratorii.

– evitarea atingerii fetii, ochilor, nasului și gurii.

– mastile, servetelele, manusile si celelalte consumabile folosite trebuie aruncate intr-un recipient inchis. Nu le aruncati pe jos.

– nu folositi aceleasi prosoape, mai ales prosoapele de maini.

Măști chirurgicale, aparate respiratorii și distanțare socială

Aparatele respiratorii de unică folosință sunt făcute să reducă expunerea purtătorului la aerosoli de genul particulelor, gazelor sau vaporilor. Trebuie alese în mod individual pentru a fi siguri că se potrivesc etanș pe fața purtătorului, astfel încât respirația să aibă loc doar prin filtrele aparatului. Filtrează atat aerul care trece prin filtre, cat și pe cel care iese. Respiratoarele pot filtra particule cu diametrul de 0.3 microni, asta inseamnă aproximativ 95% din particulele aspirate. Evitați refolosirea lor. Evitați să să le spălați sau dezinfectați, acest lucru distruge capacitatea de filtrare a aparatului de respirat. Mai există incă un tip de aparate respiratorii ce acoperă doar partea de jos a feții sau intreaga față. Acestea pot fi refolosite deoarece filtrele vin sub formă de cartuse ce pot fi schimbate cand se uzează sau în functie de situație.

Masca chirurgicala este necesară doar dacă intri în contact direct cu o persoană suspectă de COVID-19 sau dacă strănuți și tușești constant. Măștile chirurgicale sunt de unică folosință, adică o mască nouă la fiecare întâlnire cu un posibil bolnav. Asigură protecție doar împotriva stropilor și picăturilor. Practic sunt o barieră solidă impotriva stropilor de saliva, mucus etc. Nu sunt ermetice și nici nu filtrează particulele mici din aer (aerosoli). Ele reduc contaminarea mediului prin particule mari generate de purtător. Măstile chirurgicale NU oferă niciun fel de protecție împotriva bacteriilor sau virusurilor.

Deși măștile pot oferi o oarecare protecție omului sănătos, gradul de protecție este foarte mic. Dacă posesorul măștii este într-un mediu cu aerosoli virali (masca chirurgicală nu poate filtra virușii aerosolizați), suprafața exterioară a măștii va fi contaminată, cea mai mică atingere a măștii va mări riscul de contaminare. Dacă posesorul măștii nu este într-un mediu cu aerosoli virali, trebuie doar să se spele pe mâini frecvent și să evite sa își atingă fața. Totodată măștile chirurgicale nu sunt etanșe, purtătorul de mască respiră prin mască și pe lângă mască în același timp. Dacă o persoana bolnavă poartă mască, atunci ea poate restrânge zona în care bolnavul proiectează particulele lichide și aerosolii în timpul tusei sau strănutului, dar în niciun caz nu este ermetică.

Înainte de a pune masca pe față trebuie sa ne spălam pe mâini. Acoperim gura și nasul cu masca, și ne asiguram că nu rămân spații între față și mască. După ce masca a fost pusă pe față este interzis să o mai atingem, să ne scărpinam sub ea, să o dam la o parte dacă vorbim la telefon etc. Evitați să atingeți partea frontala a măștii când o purtați, dacă o atingeți, trebuie să va spălați pe mâini. Înlocuiți masca cu una nouă imediat ce prezintă semne de umezeala. Nu refolosiți măștile de unică folosință. Când îndepărtați masca, nu atingeți partea frontală, aruncați-o într-un recipient închis și spălați-vă pe mâini.

Datorită lipsei de echipamente și consumabile medicale la nivel mondial, este indicat ca populația să respecte normele de igiena și distanțarea socială, iar măștile sa fie folosite doar de personalul medical care intră în contact direct zilnic cu persoanele bolnave. Medicii pot deveni foarte ușor vectori majori de infecție într-un spital aglomerat. Protejați sănătatea medicilor, iar medicii o vor proteja pe a voastră.

Distanțarea socială (include autoizolarea voluntara, fara a avea simptome) este o strategie de prevenire a răspândirii necontrolate a virusului COVID-19 (distanța dintre 2 persoane să nu fie mai mică de 1 m). După cum reiese din denumire, se cere mărirea distanței dintre oameni și evitarea adunărilor și mulțimilor. Din punct de vedere statistic, la fiecare persoană infectată apar alte 3.5 persoane infectate. Un astfel de număr poate avea un impact fatal asupra unei populații mari. Distanțarea socială este obligatorie pentru „aplatizarea” numărului de cazuri (flattening the curve). Aplicarea acestei strategii nu are ca scop eliminarea virusului, ci micșorarea vitezei de propagare a virusului în cadrul populației pentru a evita supraîncărcarea și prăbușirea sistemului medical.

Tratament și vaccin

La ora actuală nu există tratamente sau un vaccin oficial pentru COVID-19. Atunci când o infecție SARS-CoV-2 este detectată de medici, se tratează doar simptomele. Deși există studii și teste clinice promițătoare de identificare a unui tratament, va trece mult timp până când va fi disponibil un tratament sau un vaccin oficial. Eforturile cercetătorilor se îndreaptă spre spre folosirea unor substanțe deja existente și verificate, care până acum au fost folosite în alte scopuri, deoarece se știe că sunt relativ sigure pentru pacienți. Totodată nu e nevoie sa fie trecute prin serii lungi de testări preclinice și clinice, care pot dura foarte mult.

Mituri despre COVID-19

1. Temperaturile ridicate din perioada verii distrug virusul COVID-19.

Conform dovezilor actuale, virusul COVID-19 poate fi găsit în toate zonele geografice, inclusiv în cele cu clima caldă și umedă. Prin urmare, indiferent de clima locală, dacă trăiți sau treceți printr-o zona afectata de COVID-19, trebuie să adoptați măsuri protective. Cea mai bună metodă de protecție rămâne spălarea frecventă a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

2. Vremea rece și înghețul distruge virusul COVID-19.

Nu există niciun motiv să credem că vremea rece poate ucide virusul COVID-19 sau alte virusuri asemănătoare. Temperatura normală a corpului uman este de 36.5 – 37 grade Celsius, indiferent de temperatura exterioară. Cea mai buna metodă de protecție rămâne spălarea frecventă a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

3. Băile fierbinți distrug virusul COVID-19.

O baie fierbinte nu împiedică infecția cu COVID-19 și nici nu distruge virusul. Temperatura corporală rămâne intre 36.5 – 37 grade Celsius, indiferent de temperatura apei. Cea mai bună metodă de protecție rămâne spălarea frecventa a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

4. COVID-19 poate fi transmis prin mușcăturile țânțarilor.

La aceasta ora nu există dovezi în acest sens. COVID-19 este un virus respirator ce se transmite prin particulele generate de tuse sau strănut, picături de salivă sau secreții nazale. Cea mai bună metodă de protecție rămâne spălarea frecventă a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

5. Uscătoarele cu aer cald pentru mâini distrug virusul COVID-19.

Uscătoarele cu aer pentru mâini nu pot ucide virusul COVID-19. Cea mai bună metodă de protecție rămâne spălarea frecventă a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

6. Lămpile cu ultraviolete distrug virusul COVID-19.

Lămpile cu ultraviolete nu trebuie folosite pentru sterilizarea mâinilor sau a altor suprafețe corporale. Radiațiile ultraviolete cauzează iritații ale pielii. Cea mai bună metodă de protecție rămâne spălarea frecventă a mâinilor, evitarea atingerii feței și distanțarea socială.

7. Scanerele termice detectează oamenii infectați cu COVID-19.

Scanerele termice funcționează doar în cazul oamenilor care au deja febră. Dar nu pot detecta oamenii infectați ce nu prezintă încă febră. Simptomele infectării apar în 2 – 10 zile.

8. Spălarea întregului corp cu clor sau alcool distruge virusul COVID-19.

Nu. Virusurile deja existenți în corp nu pot fi distruși de substanțele aplicate pe exteriorul corpului. Folosirea acestor substanțe poate fi dăunătoare hainelor și membranelor mucoase (ochii, gura etc.). Alcoolul și clorul pot fi folosiți ca dezinfectanți pentru suprafețe, dar numai conform recomandărilor. Virusul e în interiorul celulelor. Nimic din ceea ce beți, trageți pe nas sau cu care va clătiți ochii nu poate sa îl afecteze.

9. Vaccinurile pentru pneumonie sau gripa ne protejează de virusul COVID-19.

Nu. Vaccinurile existente nu asigură protecție împotriva virusului COVID-19. Virusul este nou și necesită propriul său vaccin, care încă nu există. Totuși aceste vaccine sunt recomandate pentru protejarea sănătății proprii.

10. Clătirea nasului cu soluție salină previne infecția cu COVID-19.

Nu exista dovezi în acest sens, deși există dovezi limitate că poate grăbi recuperarea în cazul răcelii clasice.

11. Consumarea de usturoi previne infecția cu COVID-19.

Usturoiul este un aliment cu proprietăți anti-microbiene, COVID-19 este un virus. Nu există dovezi care să susțină ideea ca consumul de usturoi poate proteja împotriva virusului COVID-19.

12. Virusul COVID-19 afectează doar vârstnicii.

Toți oamenii, indiferent de vârstă sau de starea de sănătate, pot fi infectați de COVID-19. Oamenii cu risc de complicații grave, sunt cei în vârstă și cei cu sistemul imunitar slăbit.

13. Antibioticele ajuta în prevenirea și tratarea virusului COVID-19.

Nu. Antibioticele nu au efect asupra virusurilor, ele afectează doar bacteriile. Pacienții spitalizați cu COVID-19 pot fi tratați cu antibiotice doar în urma apariției infecției bacteriene.

14. Există medicamente sau vaccinuri ce pot trata sau preveni infectarea cu COVID-19.

Pana în acest moment (29.03.2020) nu există medicamente sau vaccinuri recomandate prevenirii ori tratării infecțiilor cu COVID-19. Persoanele infectate primesc doar tratamente medicale destinate tratării simptomelor, iar cazurile severe necesită îngrijire la nivel de terapie intensivă.

15. Suplimentele alimentare cu vitamina C împiedică infecția.

Nu există dovezi din care sa reiasă că aceste suplimente imunizează oamenii la infecția COVID-19.

16. Ingerarea de argint ucide virusul sau vindecă COVID-19.

Un tele-evanghelist american a susținut ca argintul coloidal, adică particule de argint suspendate în lichid, poate ucide virusul în 12 ore și întărește sistemul imunitar. Nu există nicio dovadă în acest sens, cu excepția celor care indica îmbolnăvirea rinichilor. Spre deosebire de fier și zinc, argintul nu are nicio valoare pentru corp.

17. Copiii și tinerii nu se infectează.

Deși rapoartele inițiale sugerau un număr mic de cazuri în rândul copiilor și tinerilor, virusul este contagios pentru toate grupele de vârstă.

18. Ingerarea unor cantități mari de apa previne infecția.

În mediile sociale circula informația că dacă se bea apa din 15 în 15 minute, apa va curăța virusul din gât, trimițăndu-l în stomac unde va fi distrus. Nu există niciun fel de dovezi în aceasta privință, totodată virusul este în interiorul celulelor.

19. COVID-19 nu este mai periculos decât gripa obișnuită.

Deși are simptome asemănătoare gripei, COVID-19 are o rata de mortalitate mai mare, cam de 10 ori mai mare decât cea a gripei uzuale.

20. Gargara cu apă sărată previne infectarea.

Virusurile respiratorii nu sunt afectate de apa sărată. Se mai susține că ar trebui făcută gargara cu clor sau etanol, acest lucru este fals și periculos.

21. Femeile infectate nu ar trebui sa își alăpteze copilul.

WHO consideră că alăptarea copilului trebuie să aibă loc normal. Dacă copilul a fost deja expus la virus, alăptarea îi va fi benefica deoarece laptele matern întărește sistemul imunitar al copilului.

22. Din păcate lista de mituri și de sfaturi pseudoștiințifice este mult mai lungă. Nu acceptați sfaturile medicale din alte surse decât cele oficiale și verificate. Este sănătatea voastră și a familiei voastre în joc. Poate chiar și viața.

O sursa oficiala de stiri despre cazurile COVID-19 din Romania este siteul știrioficiale.ro sau puteti folosit siteul oficial al DSU. Iar platforma formular.sts.ro, găzduită pe site-ul Serviciului de Telecomunicații Speciale permite cetățenilor să completeze de pe telefon sau calculator câmpurile predefinite și, ulterior, să salveze documentele în format PDF. Documentele necesită semnătura olografă pentru autentificarea acestora. Datele personale nu sunt prelucrate de către STS, acestea rămân în telefonul/calculatorul utilizatorului.

Surse:
https://www.who.int
https://www.medicalnewstoday.com
https://www.rochesterregional.org
https://www.rochesterregional.org
https://www.rochesterregional.org/
https://qz.com
https://finance.yahoo.com/
https://www.theguardian.com

Conform unei credințe populare, creativitatea este rezultatul proceselor petrecute în emisfera dreaptă a creierului – oamenii inovativi sunt considerați “gânditori de partea dreapta”, în vreme ce “gânditorii de partea stângă” sunt în general logici și analitici.  Savanții care sunt sceptici cu privire la aceste idei, argumentează că nu există îndeajuns de multe dovezi care să susțină ideea, iar abilitatea complexă de creație este în general rezultatul ambelor emisfere cerebrale.

Un nou studiu realizat în cadrul Laboratorului de Cercetare al Universității Drexel încearcă să facă lumină asupra acestei controverse prin analiza activității creierului la chitariștii de jazz în timpul în care ei improvizează.

Studiul publicat recent în revista NeuroImage arată că procesul creativ este de fapt operat de partea dreaptă a emisferelor cerebrale la muzicienii care nu sunt prea experimentați la improvizații creative. Pe de altă parte,  muzicienii foarte experimentați la improvizație își bazează această calitate pe emisfera stângă. Studiul sugerează că procesul de creativitate este o abilitate a emisferei drepte atunci când o persoană tratează o situație mai puțin cunoscută, în vreme ce creativitatea la un muzician experimentat e apanajul emisferei stângi a creierului.

Luând în considerare modul în care activitatea creierului se modifică odată cu experiența, experimentul poate să contribuie la explorarea a noi metode de instruire a oamenilor ca să devină creativi în domeniul lor de activitate. De exemplu, atunci când o persoană a atins nivelul de expert, performanța lui este produsă de un proces automat relativ inconștient, dificil de conștientizat, dar ușor de distrus printr-o încercare, ca atunci când semi-conștiența cauzează unei persoane ezitarea.

În contrast, muzicienii novici tind să fie sub un control deliberat, conștient. Din acest motiv au abilitatea să facă ajustări conform instrucțiunilor date de un profesor sau îndrumător. Înregistrarea activității creierului poate să releve punctul în care un interpret e gata să lanseze un oarecare control conștient  care se bazează pe o rutină bine asimilata. Eliberarea prematură a controlului conștient poate să ducă la blocarea interpretului în obiceiuri și tehnici proaste.

Studiul a fost condus de David Rosen, doctor al Universității Drexel, cofondator al firmei Secret Chord Laboratories, un start-up de tehnologie muzicală și de John Kounious, profesor doctor de psihologie, director al programului doctoral în domeniul științelor aplicate ale creierului de la universitatea menționată.

Echipa a înregistrat electroencefalograme de înaltă densitate (EEGs) la 32 de chitariști de jazz, unii dintre ei foarte experimentați, alții mai puțin. Fiecare muzician a interpretat și improvizat șase piese muzicale însoțite de acorduri programate și preînregistrate de baterie, bas și pian. Cele 192 înregistrări de improvizații de jazz au fost ulterior interpretate de patru muzicieni experți, astfel încât s-a putut evalua fiecare muzician pentru creativitate și alte calități artistice.

Cercetătorii au comparat EEGs-urile interpreților supercalificați cu ale celor considerați mai puțin creativi. Astfel s-a dovedit că pentru experți rata mare de creativitate venea din emisfera posterioară stângă a creierului, în vreme ce la cei mai puțin experimentați activitatea mai puternică se vădea în partea frontală a emisferei drepte. Pe baza acestor rezultate se putea spune că înalta performanță creativă era apanajul emisferei posterioare stângi, în vreme ce performanța mai puțin creativă era asociată cu emisfera dreapta. Șablonul era derutant pentru că așa cum spun cercetătorii, experiența muzicienilor nu a fost luată în considerare. Mulți dintre muzicieni erau foarte experimentați, cu multe concerte susținute de-a lungul anilor.  Alții erau mult mai puțin experimentați, cu un număr redus de spectacole publice. Atunci când echipa de cercetare a reanalizat EEGs-urile pentru o statistică bazată pe nivelul de experiență a rezultat un șablon foarte diferit. Virtual, toată diferența în activitatea creierului dintre cei mai performanți și cei mai puțin se găsea în emisfera dreaptă, cu precădere în aria frontală. Această descoperire, alături de alte cercetări care foloseau stimularea electrică pentru studierea generării creativității în creierul muzicienilor, arăta cum deopotrivă cântăreții experimentați sau nu se îndemnau să devină și mai creativi.

Studiul arată ariile din creier care susțineau improvizația creatoare la cele două categorii de muzicieni, răspunzând la controversata întrebare asupra rolului celor două emisfere cerebrale în domeniul creativității. “Când creativitatea este definită în termeni de calitate a produsului precum un cântec, o invenție, poezie sau pictură, atunci emisfera stângă joacă rolul cheie. În schimb, dacă este înțeleasă ca abilitatea persoanei de a trata o situație nouă, nefamiliara precum e cazul la muzicienii novici, atunci emisfera dreaptă joacă rolul esențial” afirmă profesorul John Kounious.

Extincția în masă de la sfârșitul Permianului din urmă cu 252 de milioane de ani – unul dintre punctele de cotitură ale vieții pe pământ, apare a fi fost diferită și în perioade diferite în mare și pe uscat, așa cum o demonstrează straturile fosile nou datate din Africa de Sud și Australia.

Noile informații despre vertebratele fosilizate care au trait la sfârșitul erei Permian arată că ecosistemul a început să se modifice cu sute de mii de ani pe pământ înaintea oceanelor. Asta a dus la extincția a aproape 70% dintre vertebratele terestre.  Extincția marină care a provocat pieirea a aproape 95% dintre viețuitoare s-a petrecut mai târziu cu câteva sute de mii de ani.

Mulți oameni de știință cred că o serie de erupții vulcanice puternice petrecute de-a lungul unui milion de ani în ceea ce acuma e Siberia au fost cauza principală a extincției permiene. Întârzierea  extincției terestre din emisfera sudică și extincția marină din emisfera nordică sugerează cauze diferite.

“Mulți oameni cred că extincția marină și cea terestră au fost concomitente” spune paleobotanistul Cindy Looy de la Berkeley, profesor asociat. “Adevărul e însă că ambele extincții, oceanică și terestră nefiind concomitente au un mare impact asupra cauzelor ce au dus la ele. Extincția marină nu a avut aceleași cauze ca aceea terestră” completează Looy.

Membrii echipe de la Berkeley au făcut experimente pe plante ca să afle dacă prăbușirea păturii de ozon protective a dus la extincția speciilor de plante. Alte schimbări de dimensiuni globale – încălzirea atmosferei, creșterea cantității de dioxid de carbon și creșterea acidității oceanelor au contribuit la sfârșitul Permianului și începutul Triasicului la marea extincție.

Pe sol, extincția de la finalul Permianului este cel mai bine documentată în Gondwana, adică jumătatea sudică a supercontinentului cunoscut ca Pangea din care s-au separat mai târziu Antarctica, Africa, America de Sud și Australia. În bazinul sud-african Karoo, largi populații de erbivore au trecut de la grupul Daptocephalus la Lystrosaurus. Ambele grupuri sunt astăzi dispărute.

În oceane, extincția a fost bine documentată în emisfera nordică, cel mai bine în straturile fosile din China. Marea extincție permiană este cel mai mult asociată cu dispariția trilobiților.

Pentru îmbunătățirea datelor cu privire la extincția terestra, o echipă internațională de savanți, incluzând-o și pe Looy, au făcut o datare cu Uraniu asupra cristalelor de Zirconiu în bazinul Karoo care se conservă foarte bine. Cindy Looy care este și curator al Muzeului de Paleontologie, confirmă că sedimentele situate la câțiva metri deasupra stratului datat lipsit de polen Glossopteris, evidențiază că semințele de ferigi – plante care dominau flora sfârșitului Permianului, își începeau extincția în acea perioadă.

Bătrâne de 252,24 milioane de ani, cristalele microscopice de Zirconiu ce se formează în magma din interiorul vulcanilor și care au fost expulzate în atmosferă în timpul erupțiilor sunt cu 300 de mii de ani mai vechi decât mostrele din perioada Permian-Triasic obținute din China. Aceasta înseamnă că sedimentele din straturile Africii de Sud din aceeași perioadă Permian-Triasic sunt cu cel puțin 300 de mi de ani mai bătrâne. Datele obținute de la un strat de scrum australian situat exact deasupra stratului de sol care documentează extincția inițială a plantelor, demonstrează că e cu 400 de mii de ani mai vechi decât s-a crezut. Rezultatele studiului au fost publicate în ianuarie de Christopher Fielding și colegii lui de la Universitatea din Nebraska, Lincoln.

“Bazinul sud-african Karoo este imaginea dispariției vertebratelor de la sfârșitul Permianului, dar până recent nu a fost foarte bine datat. Noile noastre informații obținute pe baza datării Zirconiului, arată ca zona Lysostraurus preceda extincția marină cu câteva sute de mii de ani, un model asemănător existând și în Australia. Aceasta înseamnă că extincția florei și faunei în Gondwana nu se suprapune cu criza marină din emisfera nordică. Știm acuma că în contrast cu extincția marină, ritmul perturbării vieții terestre a pătruns adânc în Triasic. Faptul că dispariția vieții terestre a început cu mult înainte de cea marină a fost o surpriză ” spune Cindy Looy.

Concluziile studiului au fost publicate în revista Nature Communications. Foto: Julio Lacerda.

Un virus este o particula infectioasa ce prezinta atat caracteristicile vietii cat si ale non-vietii. Virusurile sunt diferiti de plante, animale sau bacterii in structura si functia lor. Nu sunt celule si nu se pot replica singure. Virusurile se bazeaza pe o gazda pentru producere, reproducere si supravietuire. Desi de obicei au numai 20-400 nanometri in diametru, virusurile sunt cauza multor boli umane, inclusiv gripa, varicela si raceala.

Unele virusuri cauzeaza cancer

Anumite tipuri de cancere au fost legate de virusurile canceroase. Limfomul Burkitt, cancerul de col uterin, cancerul hepatic, leucemia celulelor T, sunt exemple de cancer care au fost asociate cu diferite tipuri de infectii virale. Majoritatea infectiilor virale, totusi, nu provoaca cancer.

Nu toate virusurile au membrana

Virusurile au un invelis protector de natura proteica, numit capsida. Capsida si genomul viral alcatuiesc nucleocapsida. La virusurile mai complexe mai apare un invelis exterior de natura proteica numit pericapsida, peplos sau anvelopa virala. Prezenta sau absenta unei anvelope este un factor important in modul in care un virus interactioneaza cu membrana gazdei, cum intra intr-o gazda si cum iese din gazda dupa maturizare. Virusurile pot intra in gazda prin fuziune cu membrana gazda pentru a elibera materialul lor genetic in citoplasma, in timp ce virusurile fara o membrana trebuie sa intre intr-o celula prin endocitoza.

Entocitoza este procesul de internalizare de catre celule a unor macromolecule, particule sau chiar a altor celule. Materialul extracelular este inconjurat progresiv de catre membrana celulara care apoi formeaza o invaginatie inspre interiorul celulei si apoi se desprinde, formand o vezicula endocitica ce contine substanta ingerata.

Exista doua clase de virusuri: virusul ADN si ARN

Virusurile pot contine ADN monocatenar sau dublu catenar ca baza pentru materialul genetic al acestora, iar unele contin chiar ARN monocatenar sau dublu catenar. Mai mult, anumite virusuri au informatia lor genetica organizata ca fire simple, in timp ce altele au molecule circulare. Tipul de material genetic continut intr-un virus nu determina numai ce tipuri de celule sunt gazde viabile, ci si modul in care virusul este replicat.

Un virus poate “hiberna” intr-o gazda ani de zile

Virusurile au un ciclu de viata impartit in mai multe faze. Virusul se ataseaza mai intai la gazda prin intermediul proteinelor specifice de pe suprafata celulei. Aceste proteine sunt, in general, receptori care difera in functie de tipul de virus vizat de celula. Odata atasat, virusul intra in celula prin endocitoza sau fuziune. Mecanismele gazdei sunt utilizate pentru a replica ADN-ul sau ARN-ul virusului. Cand virusul ajunge la maturitate, membrana externa este lizata pentru a permite noilor virusuri sa repete ciclul.

Exista o etapa inainte de replicare, cunoscuta sub denumirea de faza lizogena sau inerta, ce are loc  doar intr-un numar limitat de virusuri. In timpul acestei faze, virusul poate ramane in interiorul gazdei pentru perioade lungi de timp fara a provoca schimbari aparente in celula gazda. Odata activat, totusi, aceste virusuri pot intra imediat intr-o alta faza in care apare replicarea, maturarea si eliberarea. Virusul HIV, de exemplu, poate sa ramana latent timp de 10 ani.

Virusurile infecteaza celulele animalelor, plantelor dar si bacteriile

Virusurile pot infecta atat celulele bacteriene cat si cele eucariote. Cele mai cunoscute virusuri eucariote sunt virusurile animale, dar pot afecta si plantele. Aceste virusuri de plante au de obicei nevoie de ajutorul unor insecte sau bacterii pentru a penetra peretele celular al unei plante. Odata ce planta este infectata, virusul poate provoca mai multe boli care de obicei nu ucid planta, ci provoaca deformari in cresterea si dezvoltarea plantei.

Un virus care infecteaza bacteriile este cunoscut ca bacteriofag. Bacteriofagii urmeaza aceleasi cicluri de viata ca si virusurile eucariote si pot provoca boli in bacterii si le pot distruge. De fapt, aceste virusuri se replica atat de eficient incat pot distruge rapid colonii intregi de bacterii. Bacteriofagii au fost utilizati in diagnosticarea si tratamentul infectiilor cauzate de bacterii precum E. Coli si Salmonella.

Unele virusuri utilizeaza proteinele umane pentru infectarea celulelor

HIV si ebola sunt exemple de virusuri care folosesc proteine umane pentru a infecta celulele. Capsida virala contine atat proteine virale cat si proteine din membranele celulare ale celulelor umane. Proteinele ajuta la “deghizarea” virusului.

Retrovirusurile sunt folosite in clonarea si terapia prin gene

Un retrovirus este un tip de virus care contine ARN si foloseste propria enzima numita reverstranscriptaza pentru a produce ADN din ARN si astfel “intoarce” sablonul initial, de unde si prefixul “retro” (invers). Noua secventa de ADN este incorporata in genomul gazdei cu ajutorul unei enzime numite integraza. Celula gazda se comporta cu noua secventa de ADN ca si cum aceasta ar face parte din propriile sale instructiuni, pe care le urmeaza neconditionat, facand proteinele necesare pentru asamblarea noilor copii ale virusului.

O categorie speciala de retrovirusuri o constituie retrovirusurile endogene care sunt integrate in genomul gazdei si pot fi mostenite si transmise de la o generatie la alta. Virusul pastreaza informatia sa genetica sub forma de ARN mesager. Se integreaza in genomul celulei gazda, devine un parazit si declanseaza infectii. Se estimeaza ca aproximativ 8% din genomul uman e reprezentat de cod genetic provenit de la retrovirusuri.

Aceste retrovirusuri au fost folosite ca instrumente importante in descoperirea stiintifica. Oamenii de stiinta au modelat multe tehnici dupa retrovirusuri, inclusiv clonarea, secventierea si unele tehnici de terapie genetica.

In viata de zi cu zi, intelegem intuitiv cum functioneaza lumea. Daca scapi un pahar pe jos acesta se va sparge, daca impingi un obiect, se va misca. Exista legi fundamentale ale fizicii care se desfasoara in jurul nostru si pe care le intelegem instinctiv, fara sa necesite cunostinte teoretice de fizica.

La inceputul secolului, oamenii de stiinta au crezut ca toate legile de baza ale fizicii ar trebui sa se aplice la tot ceea ce exista in natura. Asta pana a aparut mecanica cuantica.

In timp ce fizica clasica explica materia si energia la o scara familiara experientei umane, mecanica cuantica este stiinta lucrurilor mici. Ea explica comportamentul materiei si interactiunile ei cu energia la nivel atomic si subatomic.

In vreme ce Einstein si Hubble desluseau structura larga a cosmosului, altii se luptau din greu sa inteleaga ceva aparent mai la indemana, dar, in felul sau, la fel de indepartat: atomul.

Atomul este cea mai mica unitate constitutiva a materiei comune care are proprietatile unui element chimic. Orice solid, lichid, gaz sau plasma este compus din atomi neutri sau ionizati. Acestia sunt foarte mici, in jur de 100 pm (a zecea miliardime dintr-un metru).

Atomii sunt unitatile de baza ale materiei si structura definitoare a elementelor. Termenul de „atom” vine de la cuvantul grecesc si inseamna „indivizibil”, deoarece se credea ca atomii erau cele mai mici lucruri din Univers. Acum stim ca atomii sunt compusi din trei particule: protoni, neutroni si electroni – care la randul lor, sunt compuse din particule chiar mai mici, cum ar fi cuarcurile.

Principala structura functionala formata din atomi este molecula. O molecula reprezinta doi sau mai multi atomi care conlucreaza intr-un aranjament mai mult sau mai putin stabil. Daca adaugati doi atomi de hidrogen la unul de oxigen, obtineti o molecula de apa. Chimistii gandesc in general in termeni de molecule si nu de elemente, cam in acelasi fel in care scriitorii gandesc in termen de cuvinte si nu de litere. Iar aceste molecule sunt extrem de mici… La nivelul marii, la o temperatura de 0 grade C, un centimetru cub de aer contine 45 de miliarde de miliarde de molecule. Si tot atatea se afla in fiecare centimetru cub din jurul lui. Gandeste-te cati centimetri cubi se afla dincolo de fereastra ta – si apoi gandeste-te de cate astfel de cuburi e necesar pentru a construi un Univers.

Si nu doar ca atomii sunt numerosi, dar sunt si longevivi. Fiecare atom aflat in posesia ta a trecut aproape sigur prin mai multe stele si a facut parte din milioane de organisme pe drumul sau. Fiecare dintre noi suntem atat de bogati in atomi, iar dupa moarte suntem atat de bine reciclati, incat un numar important din atomii nostri – pana la un miliard din fiecare dintre noi – probabil ca au apartinut candva lui Shakespeare, Buddha sau Genghis-Han.

Prin urmare, toti suntem reincarnari – cand murim, atomii nostri se dezasambleaza si trec mai departe sa-si gaseasca alte intrebuintari – o frunza, o fiinta sau o boaba de roua. Nimeni nu stie exact cat traieste un atom, dar potrivit lui Martin Rees, probabil circa 10³⁵ ani – un numar incredibil de mare.

Pe la inceputul secolului XX, se stia ca atomii sunt alcatuiti din componente – descoperirea electronului de catre Thomson stabilise acest lucru – dar nu se cunostea cate sunt, cum si unde se imbina sau ce forma iau. Unii fizicieni credeau ca atomul ar putea avea forma de cub, deoarece cuburile pot fi asamblate foarte precis, fara pierdere de spatiu.

In 1910 Rutherford a bombardat o foita de aur cu atomi de heliu ionizati. Spre uluirea lui Rutherford, cateva particule au tasnit inapoi. Era ca si cum, a spus el, ai trage cu un proiectil de 15 toli intr-o coala de hartie si ti-ar veni inapoi in poala. Acest lucru pur si simplu nu trebuia sa se intample. Dupa o cugetare considerabila, si-a dat seama ca nu exista decat o singura explicatie: particulele care au ricosat se loveau de ceva mic si dens din inima atomului, in vreme ce alte particule isi croiau drum nestanjenite. Un atom, a conchis Rutherford, era alcatuit in mare parte din spatiu gol si avea un nucleu dens in centru. Era o descoperire care sa-ti mearga la inima, dar care crea imediat o problema. Dupa toate legile fizicii conventionale, rezulta ca atomul nu ar trebui sa existe.

Fiecare atom este alcatuit din trei tipuri de particule elementare: protonii, electronii si neutronii. Numarul de protoni este cel care ii confera atomului identitatea sa chimica. Un atom cu un singur proton este un atom de hidrogen, unui cu doi protoni este de heliu, cu trei este de litiu si tot asa in sus, pe scara. De fiecare data cand adaugam un proton, obtinem un nou element.

Neutronii nu influenteaza identitatea atomului, dar ii cresc masa. Numarul lor este in general cam acelasi cu numarul de protoni. Neutronii si protonii ocupa nucleul atomului, care este extrem de mic – 1 milion din 1 miliarda parte din intregul atom – dar care este extrem de dens.

Daca ne gandim ca atomii reprezinta in mare parte spatiu gol si ca soliditatea pe care o vedem pretutindeni in jur este doar o iluzie, notiunea este inca ametitoare. In lumea reala, cand doua obiecte se ciocnesc, precum doua bile de biliard, ele nu se lovesc de fapt una de cealalta. Timothy Ferris descrie cum “campurile incarcate cu sarcina negativa ale celor doua bile se resping reciproc… Daca nu ar exista sarcinile lor electrice, ar putea trece unele prin altele nevatamate, precum galaxiile”. Cand stai pe un scaun, de fapt nu stai pe el, ci levitezi deasupra lui la o inaltime de un angstrom (a suta milioana parte dintr-un centimetru), iar electronii tai si cei ai scaunului se opun implacabil.

Richard Feynman observa ca, “intrucat comportamentul atomilor este atat de diferit de experienta noastra obisnuita, este foarte dificil sa il accepti; el lasa impresia de ciudatentie si mister tuturor, atat incepatorilor, cat si fizicienilor experimentati”.

Electronii, cand au fost descoperiti prima data, se comportau ca niste particule. Cercetarile ulterioare aratau ca se comporta ca unda. O data cu trecerea timpului, a existat o confuzie din ce in ce mai mare despre cum se comporta cu adevarat aceste particule – corpuscul sau unda? Unda sau corpuscul? Totul arata ca materia prezinta ambele proprietati, atat corpusculare cat si ondulatorii.

Principiul de incertitudine

In 1926, Heisenberg a venit cu o idee noua ce avea sa duca la o noua disciplina, mecanica cuantica. In centrul ei se afla Principiul Incertitudinii al lui Heisenberg, care afirma ca electronul este o particula, dar una ce poate fi descrisa in termeni de unda. Incertitudinea in jurul careia este construita teoria spune ca putem sti calea pe care o urmeaza un electron atunci cand se misca intr-un spatiu sau putem sti unde se afla intr-un anumit moment.

In practica, inseamna ca nu putem prezice unde se afla un electron la un moment dat, putem preciza doar probabilitatea prezentei sale acolo. Asadar, atomul s-a dovedit a fi destul de diferit de imaginea pe care si-o formasera cei mai multi oameni. Electronul nu zboara in jurul nucleului asemenea unei planete in jurul stelei ei, ci ia mai mult aspectul amorf al unui nor. Iar ciudatenia nu se termina aici – pe masura ce cercetau mai adanc, fizicienii isi dadeau seama ca au descoperit o lume in care nu numai ca electronii puteau sari de la o orbita la alta fara sa treaca printr-un spatiu intermediar, dar materia putea lua nastere subit, din nimic, cu conditia sa dispara din nou suficient de repede.

Conform principiului de incertitudine al lui Heisenberg, un fenomen fizic nu poate fi descris ca o particula clasica sau ca o unda, ci ca dualitatea formata dintre cele doua. Notiunile de traiectorie si impuls isi pierd sensul, intrucat pozitia si viteza particulei nu pot fi determinate cu o precizie infinita, ca in teoriile clasice. Amplitudinea functiei de unda determina probabilitatea ca particula sa existe intr-o anumita regiune a spatiului. Astfel, cu cat zona in care amplitudinea este diferita de zero este mai mica, cu atat localizarea particulei este mai precisa. In acelasi timp, impulsul este bine precizat atunci cand lungimea de unda este bine determinata, ele fiind legate prin relatia de Broglie. Pentru aceasta este necesar ca functia de unda sa aiba anumite proprietati de periodicitate pe un interval cat mai mare. Prin urmare, o localizare cat mai exacta a particulei duce la imposibilitatea determinarii impulsului si, invers, o definire cat mai exacta a lungimii de unda presupune o imprecizie in stabilirea pozitiei particulei.

Principiul de incertitudine stabileste limitele dintre teoriile fizicii clasice si cele ale mecanicii cuantice. Aceasta ipoteza poate fi considerata corecta si la nivel macroscopic deoarece proprietatile ondulatorii nu se manifesta. Efectele cuantice trebuie luate in considerare pentru marimi fizice comparabile cu constanta lui Planck, despre care vom vorbi mai tarziu.

Principiul de excluziune

Poate cea mai naucitoare dintre improbabilitatile cuanticii este ideea ce rezulta din Principiul de excluziune al lui Wolfgang Pauli din 1925, care spune ca, in anumite perechi de particule subatomice, chiar daca sunt despartite una de alta prin distante considerabile, una va “sti” in fiecare clipa ce face cealalta. Particulele au o calitate denumita spin, iar potrivit teoriei cuantice, in momentul in care determini sensul rotirii unei particule, geamana sa va incepe imediat sa se roteasca in directie opusa, in acelasi ritm, indiferent de cat de departe s-ar afla. Acest fenomen a fost dovedit in 1997, cand fizicienii de la Geneva au trimis fotoni in directii diferite la o distanta de zece kilometri si au demonstrat ca perturbarea unuia a provocat un raspuns instantaneu in celalalt. Einstein nu credea ca o particula poate influenta o alta particula la o asa distanta si credea ca asta ar incalca teoria speciala a relativitatii.

Astfel fizica cuantica a introdus un grad de dezordine ce nu existase inainte. Brusc era nevoie de doua seturi de legi care sa explice comportamentul universului: teoria cuantica pentru microcosmos si teoria relativitatii pentru macrocosmos.

In 1924, Louis de Broglie a avansat ipoteza ca toate particulele se comporta pana la un punct ca niste unde. In 1926, Erwin Schrodinger a folosit aceasta idee pentru a dezvolta un model matematic al atomului, care descria electronii ca forme de unda trimimensionale. O consecinta a folosirii formelor de unda pentru a descrie particule a fost ca este matematic imposibil sa se obtina valori precise atat pentru pozitia cat si pentru impulsul unei particule la un moment dat in timp.

Deoarece mecanica cuantica este teoria miscarii particulelor materiale la scara atomica, datorita acestor incertitudini, a provocat numeroase probleme. Mecanica cuantica nerelativista, asa cum a aparut la inceput, a rezolvat problema structurii atomice. Extinsa apoi, pentru a tine seama de principiile teoriei relativitatii, a deschis drumul catre teoria cuantica relativista a radiatiei, numita electrodinamica cuantica. Denumirea de mecanica cuantica a fost pastrata pentru a indica teoria fenomenelor atomice din domeniul energiilor nerelativiste, in care numarul de particule ramane constant; dezvoltarile ulterioare care studiaza procese de creare si anihilare de particule, se incadreaza in teoria cuantica a campurilor si are legatura cu ramuri experimentale precum cea a fizicii nucleare si a particulelor elementare.

La nivel fundamental, atat radiatia cat si materia au caracteristici de particule cat si de unde. Influentati de Newton, majoritatea fizicienilor din secolul al XVIII-lea au crezut ca lumina era compusa din particule, pe care le-au numit corpusculi. Din anii 1800, dovezile au inceput sa se stranga in favoarea unei noi teorii a luminii. Thomas Young a aratat ca, daca lumina monocromatica trece printr-o pereche de fante, cele doua fascicule emergente interfereaza, astfel incat pe ecran sa apara un sir de benzi alternante. Conform teoriei, o banda luminata este produsa atunci cand varfurile valurilor celor doua fante ajung impreuna pe ecran; o banda intunecata este produsa atunci cand varful unui val ajunge in acelasi timp cu celalalt, iar efectele celor doua fascicule luminoase se anuleaza.

In mecanica cuantica, lumina nu este considerata nici unda, nici corpuscul in sensul clasic, ci este unitatea celor doua, fara o delimitare precisa.

Formula lui Planck

Pana la sfarsitul secolului al XIX-lea, fizicienii au acceptat dualismul unda-particula. Cu toate acestea, desi fizica clasica explica fenomenele de interferenta si difractie legate de propagarea luminii, ele nu reflecta absorbtia si emisia de lumina. Toate corpurile radiaza energia electromagnetica ca si caldura; de fapt, un corp emite radiatii la toate lungimile de unda. Cu cat corpul este mai fierbinte, cu atat este mai mica lungimea de unda.

In 1900, Max Planck a venit cu o sugestie indrazneata. El a presupus ca energia radiatiei este emisa nu incontinuu, ci mai degraba in pachete denumite cuante. Energia E a cuantei este legata de frecventa v de E = hv. Cantitatea h, cunoscuta acum ca si constanta lui Planck, este o constanta universala cu valoarea aproximativa de 6,62607 x 10 la puterea 34 joule * secunde.

In ciuda dificultatilor sale, teoria cuantica ramane o parte esentiala a fizicii moderne. Este, fara indoiala, una dintre cele mai de succes teorii ale stiintei si, in ciuda naturii aparent ezoterice, este in primul rand o ramura practica a fizicii, deschizand calea catre noi aplicatii si noi descoperiri.

Bibliografie:

Despre toate, pe scurt – De la Big Bang la ADN, Bill Bryson, editura Polirom.
https://bouman.chem.georgetown.edu/general/feynman.html
https://www.britannica.com/science/Plancks-constant
https://www.thoughtco.com/quantum-physics-overview-2699370
https://www.livescience.com/37206-atom-definition.html
https://ro.wikipedia.org/wiki/Mecanică_cuantică
https://ro.wikipedia.org/wiki/Dualismul_corpuscul-undă
https://www.physicsoftheuniverse.com/topics_quantum.html

Elementele a ceea ce a devenit fizica au fost extrase in primul rand din domeniile astronomiei, optice si mecanice, care au fost unite metodologic prin studiul geometriei. Aceste discipline matematice au inceput in antichitate cu babilonienii si cu scriitorii elenisti precum Arhimede si Ptolemeu. Filozofia antica, intre timp – inclusiv ceea ce se numea “fizica” – s-a axat pe explicarea naturii prin idei precum cele patru “cauze” ale lui Aristotel.

Grecia antica

Trecerea la o intelegere rationala a naturii a inceput cel putin in Grecia antica (650 – 480 i.En.) cu filozofii pre-socrati. Filozoful Thales din Milet, numit “tatal stiintei” pentru refuzul de a accepta diferite explicatii supranaturale, religioase sau mitologice ale fenomenelor naturale, a sustinut ca fiecare eveniment are o cauza fireasca. Thales a facut, de asemenea, progrese in 580 i.en., sugerand ca apa este elementul de baza, experimentand cu atractia dintre magneti si chihlimbarul frecat si formuland primele idei despre cosmologie.

In Grecia, in secolele VI, V si IV i.en., si in vremurile elenistice, filozofia naturala s-a transformat incet intr-un camp de studiu interesant si controversat. Aristotel (384 – 322 i.en.), student al lui Platon, a promovat ideea ca observarea fenomenelor fizice ar putea duce, in cele din urma, la descoperirea legilor naturale ce guverneaza lumea. Scrierile lui Aristotel se refera la fizica, metafizica, poezie, teatru, logica, lingvistica, politica, etica, biologie si zoologie. Aristotel a fondat sistemul cunoscut sub numele de fizica aristoteliana. El a incercat sa explice idei precum miscarea (si gravitatia) cu teoria a patru elemente. Aristotel credea ca toata materia este alcatuita din eter sau o combinatie de patru elemente: pamant, apa, aer si foc. Potrivit lui Aristotel, aceste patru elemente sunt capabile de inter-transformare, astfel ca o piatra cade in jos spre centrul pamantului, dar flacarile se ridica in sus spre circumferinta. Teoria sa a ramas paradigma stiintifica in Europa pana in epoca lui Galileo Galilei si a lui Isaac Newton.

Hiparh (190 – 120 i.en.), s-a axat pe astronomie si matematica si a folosit tehnici geometrice sofisticate pentru a cartografia miscarea stelelor si a planetelor, chiar si prezicand vremurile in care s-ar produce eclipsele solare. In plus, el a adaugat calcule privind distanta dintre Soare si Luna, pe baza imbunatatirilor aduse instrumentelor observationale folosite la vremea respectiva.

Un alt fizician renumit al acelor vremuri a fost Ptolemeu (90 – 168 i.en.), unul dintre mintile conducatoare in timpul Imperiului Roman. Ptolemeu a fost autorul a mai multor tratate stiintifice.

O mare parte din cunostintele acumulate din lumea antica au fost pierdute. Chiar si din lucrarile celor mai cunoscuti ganditori, doar cateva fragmente au supravietuit. Desi Hiparh a scris cel putin 14 carti, aproape nimic din lucrarea sa a supravietuit. Din cele 150 de lucrari aristotelice reputate, exista doar 30, iar unele dintre acestea sunt putin mai mult decat note de curs.

Europa medievala

Operele antice au reintrat in Occident prin traducerile din araba in latina. Reintroducerea lor, combinata cu comentariile teologice iudeo-islamice, a avut o mare influenta asupra filozofilor medievali precum Toma de Aquino. Acestia au cautat sa reconcilieze filozofia clasicilor antici cu teologia crestina.

Revolutia stiintifica

In secolele XVI si XVII, in Europa a avut loc o revolutie importanta a progresului stiintific. Nemultumirea fata de abordarile filozofice mai vechi a produs multe schimbari in societate, cum ar fi reforma protestanta, dar revolutia in stiinta a inceput atunci cand filozofii naturali au inceput sa atace sustinut programul filozofic scolastic si presupunea ca schemele descriptive matematice adoptate de astfel de domenii precum mecanica si astronomia ar putea sa dea de fapt caracterizari universale valide ale miscarii si ale altor concepte.

Nicolaus Coperic (1473 – 1543) a oferit argumente puternice pentru modelul heliocentric al sistemului solar. In modelele heliocentrice ale sistemului solar, Pamantul orbiteaza Soarele impreuna cu alte corpuri, o contradictie conform astronomului Ptolemeu, cel care a plasat Pamantul in centrul Universului – idee ce acceptata de peste 1400 de ani.

Noua perspectiva a lui Copernic, impreuna cu observatiile exacte ale lui Tycho Brahe, au permis astronomului german Johannes Kepler (1571 – 1630) sa formuleze legile privind miscarea planetara – legi ce sunt in uz si astazi.

Matematicianul italian, astronom si fizician, Galileo Galilei (1564 – 1642) a fost figura centrala in revolutia stiintifica si renumit pentru ca sustinea ideile lui Copernic, pentru descoperirile sale astronomice, experimente empirice si pentru imbunatatirea telescopului.

Ca matematician, rolul lui Galileo in cultura universitara a erei sale a fost subordonat celor trei teme majore de studiu: drept, medicina si teologie.

Galileo a fost numit  de catre Stephen Hawking “tatal atronomiei observationale moderne”, “tatal fizicii moderne” si poate mai mult decat orice alta persoana, a fost responsabil pentru nasterea stiintei moderne. A provocat controverse, a fost judecat de Inchizitie si a fost gasit vinovat de erezie. A fost fortat sa se retraga si a petrecut restul vietii sub arest la domiciliu.

Contributiile sale includ confirmarea fazelor lui Venus; descoperirea celor patru sateliti ale lui Jupiter, observarea si analiza petelor solare. Galileo a urmarit, de asemenea, stiinta si tehnologia aplicata, inventand, printre alte instrumente, o busola militara.

La sfarsitul secolului al XVII-lea si inceputul secolului al XVIII-lea s-au vazut realizarile celei mai mari figuri ale revolutiei stiintifice: fizicianul si matematicianul universitar din Cambridge, Isaac Newton (1642 – 1727), considerat de multi ca cel mai mare si mai influent om de stiinta care a trait vreodata. Newton, membru al Societatii Regale din Anglia, si-a combinat propriile descoperiri in mecanica si astronomie cu cele anterioare pentru a crea un singur sistem de descriere a Universului. Newton a formulat trei legi ale miscarii si legea gravitatiei universale, aceasta din urma putand fi folosita pentru a explica comportamentul obiectelor ce cad pe pamant, dar si a planetelor si a altor corpuri ceresti. Pentru a ajunge la rezultatele sale, Newton a inventat o forma a unei ramuri complet noi de matematica. Constatarile lui Newton au fost expuse in “Principiile matematice ale filozofiei naturale”, publicata in 1687 si a marcat inceputul perioadei moderne de mecanica si astronomie.

Secolul XVII

In timpul secolului al XVIII-lea, mecanica fondata de Newton a fost dezvoltata si mai mult de catre oamenii de stiinta.

Au urmat apoi nenumarate inventii. In 1800, Alessandro Volta a inventat bateria electrica. Un an mai tarziu, Thomas Young a demonstrat natura luminii, iar in 1813, Peter Ewart a sustinut ideea de conservare a energiei. In 1821, Michael Faraday a construit un motor electric, in timp ce Georg Ohm a postulat legea rezistentei electrice, in 1826, exprimand relatia dintre tensiune, curent si rezistenta intr-un circuit electric.

In 1831, Faraday descopera inductia electromagnetica, reusind sa realizeze conversia electromecanica a energiei si sa enunte Legea inductiei electromagnetice.

In 1842, Christian Doppler a propus efectul Doppler, iar in 1847, Hermann von Helmholtz a declarat in mod oficial legea conservarii energiei.

In secolul al XIX-lea, legatura dintre caldura si energie mecanica a fost stabilita de Julius Robert von Mayer si James Prescott Joule, in 1840. In 1849, Joule a publicat rezultate care aratau cum caldura este o forma de energie, fapt acceptat in anii 1850. Relatia dintre caldura si energie a fost importanta pentru dezvoltarea motoarelor cu aburi.

Fizica moderna

Pe masura ce secolul al XIX-lea se apropia de final, oamenii de stiinta puteau privi inapoi si constata cu satisfactie ca dadusera de cap celor mai multe dintre misterele lumii fizice: electricitatea, magnetismul, gazele, optica, acustica, cinetica, mecanica statistica. S-au descoperit razele X, razele catodice, electronul, radioactivitatea. Daca ceva putea fi oscilat, accelerat, perturbat, distilat, combinat, cantarit sau transformat in gaz, o facusera deja, iar pe parcurs descoperisera un corp de legi universale cu atata greutate si maretie, incat noi inca avem tendinta sa le scriem cu majuscule: Legea Gay-Lussac, Conceptul de Valenta, Legile Actiunii Masei si multe altele. Intreaga lume era entuziasmata de ingeniozitatea umana, iar multi intelepti credeau ca stiintei nu-i mai ramasese mare lucru de descoperit.

In 1875, un tanar neamt pe nume Max Planck incerca sa se hotarasca daca sa-si dedice viata matematicii sau a fizicii. Desi a fost asigurat ca urmatorul secol nu era unul al revolutiilor ci unul al consolidarilor si a cizelarii, Max Plank n-a ascultat si si-a continuat drumul. A studiat fizica teoretica si s-a cufundat in studiul entropiei, proces care sta la baza termodinamicii si care parea sa promite multe. In 1891 a venit cu propriile sale rezultate si spre marea sa dezamagire a aflat ca cercetarile importante asupra entropiei fusesera intr-adevar facute de catre un om de stiinta de la Universitatea Yale, J. Willard Gibbs.

Gibbs a reusit sa demonstreze ca termodinamica nu se aplica pur si simplu caldurii si energiei, ci este prezenta si isi exercita influenta la nivelul atomic al reactiilor chimice.

Zorii unei noi ere in fizica s-a produs in anul 1905, cand in publicatia germana de fizica “Annalen der Physik” au aparut o serie de lucrari ale unui tanar elvetian care nu avea nicio legatura cu lumea universitara, niciun acces la laboratoare si nicio intrare la vreo biblioteca impozanta, alta decat cea a biroului national de patente din Berna, unde era angajat pe postul de examinator tehnic.

Numele lui era Albert Einstein si, in acelasi an a trimis publicatiei 5 lucrari. Trei dintre ele “se numarau printre cele mai valoroase din istoria fizicii”, dupa spusele lui C.P. Snow; una analiza efectul fotoelectric prin prisma noii teorii cuantice a lui Planck, una se ocupa de comportamentul particulelor mici aflate in suspensie (cunoscut drept miscare browniana), iar cealalta schita o Teorie Speciala a Relativitatii.

Prima dintre acestea, care a explicat natura luminii si de asemenea, a contribuit la aparitia televiziunii, printre altele, i-a adus autorului Premiul Nobel. Cea de-a doua lucrare a oferit dovada ca atomii exista – lucru care, in mod surprinzator, fusese contestat. Iar a treia lucrare, n-a facut decat sa schimbe lumea.

La zece ani dupa Einstein, se naste Edwin Hubble in 1889. Viata lui Hubble a fost plina de recunoasteri reale. Intr-o perioada in care se stiau foarte putine despre cosmos, Hubble a atacat doua dintre intrebarile fundamentale ale universului: cat de batran este si cat de mare? Pentru a raspunde la amandoua, e necesar sa cunoastem cat de departe se afla anumite galaxii si cat de repede se indeparteaza de noi.

Norocul lui Hubble a fost acela ca a intrat in peisaj la putin timp dupa ce o femeie ingenioasa, pe nume Henrietta Swan Leavitt, a descoperit o cale de a marca stelele de pe cer. Leavitt lucra la Harward College Observatory pe postul de calculator, dupa cum se spunea pe atunci. Calculatoarele isi petreceau viata studiind placi fotografice ale stelelor si facand calcule – de unde si numele. Era doar cu o treapta mai sus de roboteala, dar era postul cel mai apropiat de astronomia adevarata pe care o femeie il putea ocupa la Harward.

Un calculator de la Harward, Annie Jump Cannon a pus la punct un sistem de clasificare a acestora atat de practic, incat mai este folosit si astazi. Ea a remarcat ca un anume tip de stea cu stralucire variabila, cunoscuta drept o cefeida, pulsa intr-un ritm regulat – un fel de bataie a inimii stelara. Cefeidele sunt destul de rare, dar cel putin una dintre ele este bine cunoscuta de cei mai multi dintre noi. Polaris, sau Steaua Polara, este o cefeida.

Acum stim ca cefeidele pulseaza in acest ritm deoarece sunt stele mai in varsta, care au trecut de stadiul de secventa principala si devin giganti rosii. Prin compararea magnitudinii relative a cefeidelor in puncte diferite pe cer, si-a dat seama ca se poate calcula unde se situeaza unele in raport cu celelalte. Metoda oferea distante relative, nu absolute, dar chiar si asa, era prima data cand cineva propunea o metoda viabila de a masura universul la scara larga.

In 1924 Hubble a scris o lucrare de referinta, “Cefeidele in nebuloasele spirale”, aratand ca Universul era format nu numai din Calea Lactee, ci dintr-o multime de galaxii independente – multe dintre aceseta mai mari decat Calea Lactee si mult mai indepartate.

Dupa ce a masurat spectrele galaxiilor indepartate si-a dat seama ca Universul se afla intr-o expansiune rapida si egala in toate directiile. Nu era nevoie de o imaginatie debordanta pentru a face o interpretare inversa si a intelege ca totul trebuie sa fi pornit de la un punct central. Departe de a fi vidul stabil, fix si etern pe care toata lumea il presupusese dintotdeauna, acest Univers avusese un inceput. Prin urmare, ar putea avea si un sfarsit.

Bibliografie:

Despre toate, pe scurt – De la Big Bang la ADN, Bill Bryson, editura Polirom.
Stephen Hawking, „Galileo and the Birth of Modern Science”

O retea recent descoperita de canale umplute cu lichid ar putea ajuta la transportul celulelor canceroase in intreg corpul.

Aceasta descoperire a fost facuta intamplator, in timpul unei endoscopii de rutina (o procedura care implica introducerea unei camere subtiri in tractul gastro-intestinal al unei persoane).

Echipa se astepta sa gaseasca canalul biliar inconjurat de un tesut dens si dur. In schimb, au vazut modele ciudate, inexplicabile. Acestia au aratat descoperirea lui Neil Theise, un patolog si cercetator din New York.

Cand Theise a folosit acelasi dispozitiv endomicroscopic pentru a privi sub pielea sa, a observat un rezultat similar. Investigarea ulterioara a altor organe a sugerat ca aceste modele sunt facute dintr-un fel de fluid care se deplaseaza prin canale peste tot in organism.

Theise considera ca fiecare tesut din corp poate fi inconjurat de o retea de astfel de canale, care in esenta formeaza un organ.

Acest organ nu a mai fost probabil vazut niciodata inainte, deoarece abordarile standard pentru prelucrarea si vizualizarea tesuturilor umane cauzeaza scurgerea fluidelor, iar fibrele de colagen care confera o structura retelei, colapseaza. Acest lucru ar fi facut ca aceste canale sa para ca un zid tare de tesut dens de protectie si nu o perna cu lichid.

In imagine – spatiul interstitial. (A) Microscopia electronica prezinta fascicule de colagen compuse din fibre bine organizate. (B) Marirea arata ca celulele nu prezinta caracteristici endoteliului sau altor tipuri de celule si nu au membrana de baza. Scara 1 μm (C) Colagen – albastru inchis. Fibrele de culoarea cyan sunt probabil elastina. (40 x) (D) Fibre de elastina (negru) alaturi de colagen (roz) (40 x).

Pe langa protectia organelor, reteaua poate, de asemenea, ajuta la raspandirea cancerului. Cand echipa lui Theise a analizat monstrele prelevate de la persoane cu cancer invaziv, au descoperit ca celulele canceroase care au iesit din tesuturile originale ar putea gasi drumul in aceste canale, ceea ce le-a dus direct in sistemul limfatic. „Odata ce intra, sunt ca si cum ar fi pe un tobogan”, spune Theise. Avem o fereastra noua asupra mecanismului de raspandire a tumorii.

Theise si colegii sai investigheaza acum daca analizarea fluidului din aceste nou descoperite canale ar putea duce la diagnosticarea mai din timp a cancerelor. Acestia cred ca organul ar putea fi, de asemenea, implicat si in alte probleme, inclusiv endem, o boala hepatica rara si alte tulburari inflamatorii.

Surse:
https://www.newscientist.com
https://www.nature.com

Dacă doriți să investiți într-un telescop, primul pas este să decideți ce tip de telescop vreți să achiziționați. Cele mai populare sunt telescoapele optice reflectoare și refractoare. Diferența între ele este că telescoapele reflectoare folosesc oglinzi pentru a colecta lumina, iar cele refractoare folosesc lentile. Există multe tipuri de reflectoare, dar, în general, urmează același design de bază.

Telescopul refractor

Telescopul refractor mai este numit și lunetă astronomică sau telescop cu refracție și este compus din 2 lentile: una mare, plasată în partea frontală și numită „obiectiv”, care colectează lumina, și una mică în partea posterioară, „ocularul”, care focalizează razele luminoase în ochiul observatorului.

Acest tip de telescop poate suferi de aberație cromatică. Pentru a rezolva această problemă au apărut două variații diferite ale refractorului.

Prima variantă, refractorul acromatic, este cel mai ieftin dintre cele două variații, folosind două lentile pentru a reduce aberația cromatică. Telescoapele refractoare acromatice nu sunt ideale pentru astrofotografie.

Cel de-al doilea tip, mai scump, este telescopul reflector apocromat care elimină aberația cromatică și poate fi folosit în astrofotografie.

Telescopul refractor a fost utilizat de Galileo Galilei în anul 1609 pentru a privi Luna.

Avantajele telescopului refractor

Acest tip te telescop are câteva avantaje față de alte tipuri de telescoape. Deoarece tubul este închis la ambele capete (cu lentile), praful nu poate intra înăuntru. De asemenea, datorita etanșeității, nici aerul (mai cald sau mai rece) din exterior nu poate intra, oferind astfel imagini mai clare și mai stabile.

Acest tip de telescop nu necesită întreținere sau calibrare, ceea ce îl face ideal pentru începători.

Dezavantajele telescopului refractor

Telescoapele refractoare sunt mai lungi decât echivalentul ca putere al telescoapelor reflectoare. Acest tip de telescop poate suferi de aberații cromatice, unde apare un curcubeu de culori în jurul imaginii. Pe măsură ce lumina trece prin lentila primară, ea se desparte în culorile componente luminii, la fel cum o prismă proiectează un curcubeu de culori pe perete. Culorile nu ajung în același timp în punctul focal.

Un alt dezavantaj al telescopului refractor este dat de costul ridicat al lentilelor. Obiectivele cu deschideri mari, de 1-2 metri, sunt un domeniu evident al telescoapelor reflectoare. După o anumită dimensiune lentilele devin atât de scumpe și grele, încât sunt, din punct de vedere tehnic și economic, impracticabile.

Telescopul reflector

Unul dintre cele mai des întâlnite tipuri de telescop reflector este telescopul newtonian ce poartă numele inventatorului, Isaac Newton. Telescopul Newtonian are tubul deschis la un capăt.

Razele luminoase intră în tub și sunt reflectate de o oglindă concavă, numită oglindă primară, montată în celalalt capăt. Lumina este direcționată înapoi către o altă oglindă mai mică, în partea de sus, numită oglindă secundară. Această oglindă direcționează mai apoi razele către un orificiu aflat în partea laterală a telescopului, unde este montat ocularul.

Această configurație poate face ca privirea prin ocular să fie mai puțin comodă, în special la telescoapele newtoniene mari, unde este posibil să aveți nevoie de o scară pentru a ajunge să vedeți prin ocular.

O variantă a telescopului newtonian este reflectorul Cassegrain, o combinație între oglinda concavă primară și o oglindă convexă secundară. Acest design pune punctul focal într-o locație în spatele oglinzii primare, iar secundarul convex adaugă un efect de teleobiectiv creând o lungime focală mult mai lungă fără a crește lungimea telescopului.

Avantajele telescopului reflector

Telescoapele reflectoare nu suferă de aberații cromatice iar oglinda oferă o fidelitate bună a culorilor. Efectele de difracție sunt mai mici și spre deosebire de telescopul refractor, la același diametru, telescopul reflector este mai ușor și mai puternic.

Oglinzile fiind mai ieftine decât lentilele, puteți găsi telescoape reflectoare cu un diametru de 600 mm sau chiar mai mult, în timp ce telescoapele refractare, în general, nu depășesc 200 mm.

Dezavantajele telescopului reflector

Telescopul newtonian poate fi mai greu de folosit în special datorită faptului că necesită colimare. Colimarea este un proces care constă în alinierea perfectă a oglinzilor primare și secundare. Acest lucru ar trebui să fie realizat în mod ideal periodic, sau sau când începeți o sesiune de astrofotografie. Oglinzile, de asemenea, trebuie curățate periodic și tubul trebuie acoperit cu capacul atunci când nu este folosit.

Care este mai potrivit pentru dumneavoastră?

Cu cât deschiderea telescopului este mai mare, cu atât va putea capta mai mulți fotoni, deci, puteți vedea mai multe lucruri pe cer. Însă o dată cu creșterea diametrului, crește și prețul.

Dacă sunteți în căutarea unui telescop de până în 100 mm, atunci un telescop refractor poate fi alegerea ideală. Telescopul refractor este ușor de utilizat, rezistent și poate fi transportat cu ușurință. Dacă doriți un telescop mai mare de 100 mm diametru, atunci telescopul reflector este mai potrivit. Design-ul newtonian devine într-adevăr rentabil la aceste dimensiuni.

În lumea academică, exactitatea și corectitudinea informațiilor contează. Datorită Internetului, publicul este mai implicat în știință decât înainte. Este și normal, având în vedere că știința și tehnologia ne influențează atât de mult viețile.

Majoritatea oamenilor își culeg informațiile din presă, iar prin intermediul rețelelor de socializare, aceștia ajută la distribuirea acestor știri, care într-un procent destul de mare, sunt doar interpretări ale jurnaliștilor. Așadar, am devenit din cititori, distribuitori de informație, iar o parte din jurnaliști, popularizatori ai științei. Însă cât de corecte sunt interpretările și cât de „alfabetizați științific” suntem pentru a discerne informațiile prezentate într-un articol?

Suntem bombardați în fiecare zi cu titluri senzaționale și povești incluzând fraze de genul „un grup de cercetători au descoperit recent că…”. Însă, evident, acestea nu sunt rapoarte originale ale cercetării științifice. Studiile sunt publicate în jurnale de știință și din păcate, până ajung la public, ele își pierd atât forma cât și esența.

Fizicienii, chimiștii, biologii, etc. publică cercetările în reviste științifice, care sunt fundamental diferite de ziarele de știri. Articolele din revistele științifice nu sunt scrise de jurnaliști – sunt scrise de oameni de știință. Articolele științifice nu sunt povești senzaționale destinate să distreze cititorul cu o descoperire uimitoare. Aceste articole descriu rezultatele autorilor și sunt destinate comunității științifice prezentate într-o manieră transparentă.

Un articol științific începe cu abstractul care conține toate elementele de bază al unui articol științific, urmat de introducere, unde se reamintesc rezultatele din literatura de specialitate care se află în strânsă legătură cu articolul. Tot aici este descris foarte clar cadrul științific al lucrării și sunt menționate metodele de cercetare și scopul lucrării. Apoi urmează nucleul articolului științific, analiza datelor și detalierea metodelor folosite. Aici sunt prezentați algoritmii, tehnologiile și cadrul de evaluare a rezultatelor, detaliate pas cu pas în așa fel încât oricine va citi lucrarea să poată fi capabil să reproducă experimentul. Urmează o secțiune unde sunt prezentate rezultatele studiului, probabil cea mai importantă parte a unui articol științific, urmate de concluzii și bibliografie.

O altă diferență este că articolele din publicațiile științifice trec printr-un proces de verificare, în care alți oameni de știință evaluează calitatea și meritul cercetării înainte de a fi publicat. Acesta este un proces mult mai lung și mai riguros decât editarea și verificarea informațiilor care se desfășoară într-o publicație de știri.

Articolele științifice sunt prezentate fără o interpretare lucrurilor, așa cum adesea se întâmplă în cazul literaturii științifice de mâna a doua – în agențiile de știri. Tonul și vocabularul specializat într-un articol științific este unul riguros, deloc poetic, și poate îngreuna citirea, însă înțelegerea acestor articole este o abilitate și, ca orice altă abilitate, necesită practică, cunoștințe și experiență pentru a o stăpâni. Nu este, însă, o sarcină imposibilă.

Credibilitatea sursei

Dacă „afirmațiile extraordinare necesită explicații extraordinare”, uneori și explicațiile, oricât de extraordinare ar fi ele, tot ne pot păcăli. Și nu doar atât, uneori, chiar și sursele credibile pot conține erori.

Apariția Internetului a permis publicarea rezultatelor științifice mai rapid decât oricând. Articolele din jurnale sunt disponibile online înainte ca acestea să fie tipărite. Această distribuție rapidă a informației poate accelera ritmul științei, deoarece ele pot fi examinate și replicate. Dar fluxul nu se oprește aici, jurnaliștii pot prelua aceste studii și le pot mediatiza. Consumatorii acestor informații trebuie să fie conștienți că, în știință, primul raport al unei constatări nu este niciodată și ultimul cuvânt.

Uneori unele descoperiri nu au trecut testul timpului și cu cât există mai multe date din surse diferite, cu atât putem avea încredere mai mare în acea concluzie. De exemplu, în anul 2004, Woo Suk Hwang (în imagine), un medic veterinar din Coreea de Sud, a anunțat că a realizat ce nimeni nu mai reușise până atunci: clonarea unei celule stem embrionare umane. Evident că știrea s-a împrăștiat în întreaga lume și nimeni nu-și mai amintește și de concluzia finală: în următorii doi ani, după analiza atentă a imaginilor din lucrarea sa publicată ce păreau a fi manipulate, așa-numita descoperire a fost dovedită ca fiind o fraudă. Pe măsură ce alte cazuri au ieșit la iveală, multe reviste au început să cerceteze mai atent imaginile din lucrările științifice, folosind deseori programe de calculator pentru a analiza digital imaginile și pentru a descoperi editările.

Suntem oameni și putem greși. Uneori se face apel la autoritate folosind păreri ale unor oameni de știință ca și argument. De exemplu, profesorul francez Luc Montagnier (în imagine), laureat al Premiului Nobel pentru Medicină în anul 2008, a afirmat în luna aprilie a acestui an că noul tip de coronavirus (SARS-CoV-2) nu este de origine naturală, ci a fost fabricat într-un laborator din provincia Wuhan. Există numeroase studii în care s-au comparat caracteristicile genomului SARS-CoV-2 și toate arată că originea virusului este una naturală și că a apărut prin mutații genetice, la fel cum apar toate virusurile noi, prin aceleași mecanisme biologice care afectează orice formă de viață de pe Pământ. Și asta pentru că evoluția nu este „doar o teorie”. În știință, teoriile chiar funcționează.

Mai mult, oricine cu ceva cunoștințe de biologie și genetică poate analiza datele acasă, deoarece genomul virusului SARS-CoV-2 este public, la fel ca și genomurile altor virusuri din familia coronavirusurilor.

În știință nu contează opinia oamenilor, oricine ar fi aceștia, ci rezultatele studiilor după riguroase verificări.

Educația științifică și pseudoștiintele

O persoană mai informată nu este mai inteligentă; citirea unor site-uri de știri nu o face mai educată. Nici nu este acesta scopul jurnaliștilor, dar această lipsă de alfabetizare științifică are un impact mult mai mare decât pare la prima vedere.

Lipsa educației științifice se observă peste tot, în presa scrisă, online sau TV și dă naștere teoriilor conspiraționiste, a refuzării vaccinurilor sau a tot felul de metode de tratamente alternative, naturiste. Evident, oamenii când nu înțeleg un lucru, tind să-l respingă. Aceștia nu înțeleg cum funcționează un vaccin, nu înțeleg cum putem trăi pe un obiect sferic, nu înțeleg cum alți oameni au putut ajunge pe Lună. Este mai simplu să crezi că SARS-CoV-2 a fost creat în laborator, că guvernele ne otrăvesc cu substanțe aruncate din avion sau că tehnologia 5G a fost inventată ca să țină sub control populația globului.

Pseudoștiintele încep acolo unde se termină educația științifică, iar teritoriul acaparat de ele este enorm de mare, fără să realizăm că fiecare dintre noi suntem responsabili pentru acest lucru, chiar și cu cele mai mici acțiuni ale noastre, precum o distribuire pe Facebook.

Ar trebui să acordăm prioritate educației și științei în paralel cu reforma educației pentru a fi mai deschisă, flexibilă și incluzivă, pentru a sprijini generațiile tinere care se dezvoltă într-o lume aflată într-o evoluție mai rapidă decât oricând.

Acum 9 ani, în 2011, scriam un articol numit „Din România, Universul pare sărac”, în care vorbeam despre directorul Institutului Astronomic al Academiei Romane că este plătit pentru a rata proiecte menite să reînvie astronomia romanească. Nu s-a schimbat nimic între timp, doar că de această dată discutăm despre un alt institut românesc.

În anul 2014 avea să fie inaugurat Centrul Integrat de Tehnologii Avansate cu Laseri (CETAL), care avea să deruleze un program de configurare și pregătire a experimentelor de fizică nucleară din cadrul ELI-NP.

ELI-NP este un departament al Institutului Național pentru Fizică și Inginerie Nucleară – Horia Hulubei (IFIN-HH) și face parte din proiectul european ELI (Extreme Light Infrastructure) desfășurat în 3 țări, Cehia, Ungaria și România. Baza din România a proiectului poartă numele de „Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics”, sau pe scurt, ELI-NP și este amplasată la Măgurele, lângă Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizică și Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”.

ELI-NP includea 3 mari echipamente, doi laseri și un generator de raze gama. Testele laserelor au început în aprilie 2017 și au devenit operaționale în 2019, iar în 13 martie 2019 s-a atins 10 PW, o intensitate de 10 ori mai mare decât valorile obținute până în prezent în lume.

Am putea spune că suntem lideri mondiali… Dar înainte să intrăm în detalii și să vorbim despre dezastrul cercetării din România, să începem cu câteva idei despre acest proiect și la ce ar fi putut ajuta.

Utilitatea acestui proiect

Această infrastructură de cercetare putea deveni cea mai avansată din lume axată pe studiul fizicii fotonucleare și favoriza cercetările în domeniul fizicii fundamentale, al fizicii nucleare și astrofizicii. Puterea acestui laser ajunge la frontierele fizicii în care legile interacțiunii fotoni-materie se schimbă fundamental datorită efectelor în dinamica particulelor încărcate sub influența fotonilor.

Printre produsele secundare importante din acest domeniu se numără mecanisme noi pentru generarea razelor X, raze gama, precum și aplicațiile lor în diverse discipline precum fizica, cercetarea materialelor și științele vieții.

ELI va fi poarta către noile descoperiri în fizica fundamentală. În același timp, va promova și apariția de noi tehnologii, cum ar fi acceleratoarele laser-plasmă care furnizează particule și surse de fotoni cu energii extrem de mari, dincolo de limitele fizice ale tehnologiilor convenționale.

ELI va contribui la beneficiile societății în medicină, datorită cercetărilor sale de bază privind noi metode de radiografii și metodele de terapie cu hadron. De asemenea, va contribui la știința materialelor, cu posibilitatea de a descoperi și de a controla efectele dinamice în microelectronică. Datorită caracteristicilor sale unice, ca primă instalație internațională de utilizare a laserului, ELI va deschide o nouă eră de cercetare bazată pe laser, atrăgând cei mai buni cercetători din lume către oportunități de cercetare unice la nivel mondial.

Scandalul dintre EuroGammaS și IFIN-HH

Revenind cu picioarele pe pământ, din păcate, cel de-al treilea echipament, Sistemul Gama de Energie Variabilă, ce trebuia instalat la Măgurele în anul 2018 nu a mai fost realizat. Anul trecut, Consorțiul EuroGammaS, condus de Institutul de Fizică Nucleară din Italia pentru construirea sistemului susțin că românii au construit prost clădirea și refuză să ducă mai departe lucrarea. În urma testelor s-a descoperit că podeaua nu este dreaptă, că materialele folosite sunt de calitate îndoielnică și că șantierul pe care s-a lucrat nu a respectat regulile de siguranță.

România a reziliat în cele din urmă contractul în valoare de 66 de milioane de euro cu EuroGammaS. Italienii au dat în judecată partea română iar procesul se judecă și în prezent. Procesul poate fi urmărit pe portal.just.ro dosarul cu nr. 3896/93/2018 aflat pe rol la Tribunalul Ilfov. Aici sunt în joc 67 milioane de Euro în mare parte bani din fonduri europene.

Acum un an, revista Nature a publicat un articol unde descria situația dezastruoasă din România. Documentele analizate de Nature dezvăluie eforturile Comisiei Europene de a aplana tensiunile din România și de a menține proiectul pe făgașul normal. Dar în ciuda acestor eforturi, disputa ridică îndoieli cu privire la implicarea continuă a României în proiect.

Mai mult decât atât, un angajat al INFIN-HH, care a dorit să rămână sub protecția anonimatului, pune la îndoială rezultatele laserului, că acesta nu a ajuns la puterea de 10 PW. „Nimeni nu a verificat sala experimentală în care trebuia trimis acel puls. Știți de ce? Era gol-goluță. Doar pereți! Trebuia anunțat pulsul de 10 PW, altfel trebuiau rambursați banii de la EU.” Angajatul INFIN-HH mai spune că „un număr important de cercetători serioși și-au dat demisia deoarece au înțeles că ELI-NP este orice altceva, numai institut de cercetare nu.”

Problema a căpătat și o dimensiune politică, după ce a fost discutată la cel mai înalt nivel. Comisarul european Corina Crețu a vorbit despre îngrijorarea Comisiei Europene și a cerut găsirea unei soluții cât mai rapide de către autoritățile române pentru implementarea fazei a doua a proiectului.

Între timp, în 4 octombrie 2019, IFIN-HH a semnat un contract cu compania americană Lyncean Technologies Inc. pentru construirea Sistemului Gama de Energie Variabilă (Variable Energy Gamma – VEGA), care va fi cel mai performant sistem de gama din lume, după cum susține directorul IFIN-HH, Nicolae Zamfir, furnizând radiații gama monocromatice cu energii de până la 20 MeV.

Doar că a apărut o contestație pe pagina ELI-NP, parte din arhiva Sistem VEGA, dar poate fi vizualizată pe site-ul mic-mic-anc.ro

Contestatarul, deși este hașurat, este ușor de intuit, pentru că face referire la faptul că a fost câștigătorul contractului pentru sursa inițială de raze gama. Acesta cere Consiliului Național de Soluționare a Contestațiilor să oprească demersurile pentru construirea sistemului VEGA. Contestația detaliază și motivele pentru care au dat anterior în judecată IFIN-HH: EGS contestă nulitatea declarației unilaterale de rezoluțiune a contractului pentru sursă de raze gama, cere IFIN-HH să pună la dispoziția lor infrastructurile așa cum scrie în Caietul de Sarcini și Propunerea Tehnică, prelungirea termenelor de livrare pentru date ulterioare momentului în care clădirea va respecta parametri din actele menționate, respectiv returnarea penalităților de întârziere de 2,3 milioane de euro.

Și mai importantă este însă problema de fond: obiectul celor două proceduri de atribuire, cea din 2013 pentru Gamma Beam și cea din 2019 pentru sistemul VEGA, este același: sistemul VEGA se va instala în clădirea în care trebuia pus inițial sistemul Gamma Beam, energia fasciculelor de fotoni este aceeași pentru cele două sisteme, respectiv 19.5 Mev, specificațiile tehnice ale celor două fascicule sunt aceleași. În aceste condiții, dacă se face un alt sistem ca cel conceput de ei, dosarul nr. 3896/93/2018 rămâne parțial fără obiect, întrucât EGS oricum nu va mai putea obliga IFIN-HH să le pună la dispoziție facilitățile și infrastructura, respectiv nu vor mai avea pentru ce prelungi termenele de livrare (presupunând că vor avea câștig de cauză în instanță). De asemenea contestatarul spune că inițierea procedurii e nelegală pentru că eludează principiul transparenței. Asta pentru că noul sistem e la fel cu cel pentru care s-a făcut deja licitație în 2013, doar că sub un alt nume. Mai multe informații puteți citi pe site-ul mic-mic-anc.ro

În urmă cu câteva săptămâni, Nicolae Zamfir a desființat consiliul științific, ducând IFIN-HH în cea mai mare criză de la înființarea sa.

Astăzi, 18 mai 2020, Federația Sindicală Hermes din învățământ superior și cercetare științifică atrage atenția opiniei publice și a autorităților asupra situației catastrofale de la IFIN-HH și cere demiterea de urgență din funcția de director general al IFIN-HH a domnului Nicolae-Victor Zamfir pentru dezastrul managerial în care a împins ELI-NP dar și celelalte departamente din institut, culminând cu eliminarea ELI-NP din consorțiul european ELI.

Din păcate, ELI continuă fără România. Un comunicat al ELI publicat cu câteva zile în urmă, se precizează că Cehia, Ungaria, împreună cu Italia și Lituania au aplicat pentru constituirea unei noi organizații pan-Europene.

UPDATE: 15 august 2020 – Directorul Nicolae Zamfir a fost demis.

Link către comunicatul Federației Hermes:

http://federatiahermes.ro/salvati-ifin-hh-de-la-distrugere

Sursă foto: eli-np.ro

Bibliografie:
https://eli-laser.eu
https://mic-mic-anc.ro
https://europa.eu
https://www.edupedu.ro
https://www.edupedu.ro

Articolul Dezastrul din cercetarea românească – despre IFIN-HH și ELI-NP apare prima dată în Descoperă.

De unde provine virusul SARS-CoV-2? Experții spun că provine de la lilieci, dar cum au ajuns la această concluzie?

Bioinformaticienii folosesc unelte precum BLAST, dar în acest articol vă vom arăta cum puteți analiza și voi, de acasă, genomul noului coronavirus din perspectiva științifică. Vom folosi metodele științifice pentru a prezice originea virusului SARS-CoV-2 comparând genomul său cu a altor coronavirusuri descoperite în alte specii de animale, precum rațe, bovine, găini și lilieci.

Sursa datelor

Secvența genomului SARS-CoV-2 este pusă la dispoziția publicului prin intermediul site-ului web al Bibliotecii Naționale a Medicinii din SUA: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/virus

Observați două link-uri către două tipuri de secvențe de genom viral: nucleotide și proteine. Aici, vom analiza în mod special secvențele de nucleotide ale 4 specii de animale, și anume găini, lilieci, bovine și rațe și le vom compara cu secvențele de genom viral colectate de la persoanele infectate cu SARS-CoV-2.

Obținerea datelor

Vom începe cu nucleotidele prin accesarea acestui link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov

Puteți observa că „Severe acute respiratory syndrome” este deja selectat în secțiunea „virusuri” din filtrul din partea stângă. Mai departe, sunt două tipuri de secvențe: „GenBank” și „RefSeq”. Vom alege „GenBank”, iar din secțiunea „Nucleotide Completeness” vom bifa „complete” și vom apăsa butonul „Download”. Bineînteles, puteți filtra rezultatele după multe alte criterii precum regiunea geografică, gazdă, data descoperirii, dar pentru acest experiment nu sunt necesare.

După ce apăsăm butonul „Download” va apărea o fereastră precum în imaginea alăturată de unde putem selecta tipul datelor, formatul de export etc. Vom selecta „Nucleotide”, apoi „Download all records” iar în pasul 3, „Use default”.

După ce ați descărcat datele, puteți deschide fișierul în formatul „fasta” cu un editor de text precum Notepad, Notepad++ sau orice editor de text preferați. Fișierul va arăta precum în imaginea alăturată. Puteți observa că prima linie începe cu caracterul „>” care denotă descrierea virusului. În momentul scrierii acestui articol, există 3117 genomuri de virusuri complete (fișierul are aproximativ 92 MB).

Dacă doriți să săriți peste restul articolului, puteți încărca fișierul aici și vă va arăta secvențe similare, însă trebuie să reduceți dimensiunea (încărcând doar parțial fișierul) deoarece serverul are o limită a dimensiunii fișierului. Însă făcând acest lucru, pierdeți distracția. În continuare puteți analiza chiar voi genomurile virusurilor și să identificați care este sursa acestuia.

Acum, să descărcăm secvențele de nucleotide ale coronavirusurilor descoperite în alte specii de animale (rațe, găini, bovine și lilieci). Pentru a face acest lucru, trebuie să ștergem opțiunea din filtru numită „Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2” și selectăm „Coronaviridae”. Acesta este numele științific pentru toate coronavirusurile care circulă în rândul tuturor speciilor. Apoi, din secțiunea „Host”, care înseamnă „gazdă”, selectăm „Gallus gallus” (găina) și apăsăm butonul Download. Repetăm pașii pentru celelalte 3 specii: bovine (Bos taurus), rațe (Anatidae) și lilieci (Chiroptera). Fișierele le-am denumit sequences_bovina.fasta, sequences_gaina.fasta, sequences_liliac.fasta. Nu are importanță denumirea, însă aceasta este folosită mai jos în cod.

Transformarea datelor

Acum că avem genomurile în 5 fișiere diferite (unul pentru noul coronavirus, SARS-CoV2 și 4 pentru cele 4 specii analizate ce conțin genomuri de coronavirusuri), primul pas este să scăpăm de liniile care încep cu „>”. Aceste linii nu ne interesează și pot afecta analiza pe care o vom efectua mai jos, deoarece avem nevoie doar de secvențele de nucleotide, nu și de meta-date. Bineînțeles, având milioane de linii într-un fișier, nu le vom șterge manual, ci vom folosi un mic script. Pentru a rula codul din secțiunile următoare veți avea nevoie de Jupyter, un mediu de dezvoltare și câteva librarii: ntlk, care este o librărie pentru procesarea limbajului natural (uman), sklearn, care este un framework pentru analiza datelor și matplotlib, folosit pentru vizualizări grafice (opțional).

Bineînteles, puteți folosi orice alte unelte de transformare, extragerea caracteristicilor și „tokenizare”. Dacă sunteți familiarizați cu C# / .NET, atunci o variantă bună este StandfordNLP.

Pentru a identifica fiecare nucleotidă (folosind semnul „>”) se va rula codul de mai jos:

from nltk.corpus import stopwords
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer
import pandas as pd
def process_file(filename,target_val):
f = open(filename) #’datafolder\\sequences_gaina.fasta’)
lines = „”
s1 = list()
step = 0
term = 0
for line in f:
line = ”.join(line.split())
if line.startswith(„>”) and step==0:
line = line.split(‘>’,1)[0].strip()
step = step + 1
if line.startswith(„>”) and step>=1: #and step>=1:
line = line.split(‘>’,1)[0].strip()
s1.append(lines)
lines = „”
step = step + 1
term = 0
lines = lines + line

Reprezentarea numerică a secvențelor

Următorul pas este de a genera caracteristici folosind șirurile care conțin caracterele noastre de secvență. Deoarece secvența este reprezentată ca o serie de caractere alfabetice, trebuie să împărțim secvența în bucăți mai mici, numite token-uri – de exemplu: un token cu 2 caractere, unul cu 3, altul doar cu 4 etc. Apoi, trebuie să transformăm token-urile într-o reprezentare numerică, astfel încât să le putem introduce în algoritmul de învățare folosit ulterior pentru predicție. Pentru a face acest lucru, folosim conceptul de reprezentare numit „bag-of-words” care calculează frecvența, sau de câte ori apare, a fiecărui token. Astfel obținem două lucruri importante: vocabularul (token-urile) și numărul de apariții pentru fiecare token.

Pentru a aplica în același timp ambele metode, n-grams și bag-of-words, se poate folosi metoda CountVectorizer din librăria scikit-learn. Metoda primește 3 parametri, definiți ca în codul alăturat.

count_vect = CountVectorizer(lowercase=False, ngram_range=(2,4),analyzer=’char’)
X1 = count_vect.fit_transform(s1)

Pentru această etapă, vom seta mărimea token-urilor la 2 până la 4 caractere. Astfel ne va genera token-uri precum „AT” (2 caractere), „ACG” (3 caractere) și „ACTT” (4 caractere).

def generate_ngrams(s1):
count_vect = CountVectorizer(lowercase=False, ngram_range=(2,4),analyzer=’char’)
X1 = count_vect.fit_transform(s1)
lcount = list()
lcount = []
for i in s1:
count = len(i)
#print(count)
lcount.append(count)
count_vect_df = pd.DataFrame(X1.todense(), columns=count_vect.get_feature_names())
count_vect_df=count_vect_df.apply(lambda x: x / lcount[x.name] ,axis=1)
return count_vect_df

Etichetarea datelor

O dată ce datele au fost transformate în valori numerice, trebuie să le punem o etichetă pentru predicție.

df1 = process_file(‘datafolder\\sequences_gaina.fasta’,”gaina”)
df2 = process_file(‘datafolder\\sequences_rata.fasta’,”rata”)
df3 = process_file(‘datafolder\\sequences_bovina.fasta’,”bovina”)
df4 = process_file(‘datafolder\\sequences_liliac.fasta’,”liliac”)

Puteți observa că fiecare fișier fasta este atribuit cu propria sa etichetă (găină, rață, bovină și liliac). Bineînteles, modificați calea către fișier și denumirea acestuia dacă le-ați salvat cu un alt nume.

Dacă totul a decurs fără erori, ar trebui să vedeți un rezultat precum cel de mai jos, unde toate caracteristicile au fost transformate în valori numerice.

Analiză exploratorie

Având toate secvențele reprezentate, putem explora distribuția procentuală a seturilor de date pentru a vedea în rândul căror specii aceste virusuri sunt mai răspândite.

Construirea modelului predictiv

Acum suntem pregătiți pentru a construi modelul predictiv trimițând seturile de nucleotide către algoritmul de „machine learning”. În acest caz, este folosit algoritmul „gradient boosting” pentru modelul predictiv.

from sklearn.model_selection import train_test_split
from xgboost import XGBClassifier
from xgboost import plot_importance
import xgboost
# create a train/test split
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=7, shuffle=True)
model = XGBClassifier()
model.fit(X_train, y_train)

Folosind modelul, se poate analiza mai departe pentru a determina ce secvențe de nucleotide sunt mai răspândite și au un factor determinant pentru a identifica gazda virusului.

Transformarea datelor și reprezentarea

Mai departe, trebuie să încărcăm fișierul care conține noul coronavirus, SARS-CoV-2 (primul fișier descărcat) în aplicație pentru a efectua predicția.

cov = process_file(‘datafolder\\serquences.fasta’,“SARS-CoV-2”)
cov

Următorul pas este antrenarea algoritmului prin compararea rezultatelor și renunțând la prima linie deoarece nu avem nevoie de etichetă în acest moment:

cov = cov.drop(‘target’, axis=1)
mc = X_train.columns.difference(cov.columns)
mc

Putem observa că anumite caracteristici precum „AAAM”, „AAR”, „AAAY” sunt găsite în coronavirusuri dar nu și în SARS-CoV-2.

În următorul pas, scoatem caracteristicile care există în SARS-CoV-2 dar nu există în celelalte fișiere. O data ce am găsit care sunt acestea, le ștergem:

rf = cov.columns.difference(X_train.columns)
cov = cov.drop(rf, axis=1)

Rezultatul

Acum suntem pregătiți să prezicem originea virusului SARS-CoV-2! Tot ce trebuie să faceți este să rulați asta:

model.predict(cov)

iar rezultatul:

array([‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’,
‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’,
‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’,
‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’, ‘liliac’], dtype=object)

Pe baza valorilor prezise, putem observa că toate sample-urile rămase au prezis că originea virusului este liliacul. Nici măcar una nu a prezis alt animal. Mai departe, se poate folosi „predict_proba” pentru a obține probabilitatea pentru fiecare predicție. Rezultatul a fost de 0,957, adică 95,7% șanse ca originea virusului să fie de la lilieci, în timp de doar 4,1% șanse de la rațe și 0,1 de la găină sau bovine.

Compararea rezultatelor cu BLAST

BLAST este metoda standard de a compara secvențele de nucleotide sau proteine. Programul se poate găsi aici: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi unde puteți încărca fișierul conținând secvențele de SARS-CoV-2 și vă va arăta secvențe similare. Însă spre deosebire de metoda din acest articol, BLAST nu aplică modele predictive ci folosește un algoritm de căutare euristic.

Bibliografie:
https://towardsdatascience.com

Link-uri și aplicații utile:
Word2Vec
Jupyter
Matplotlyb
Standford Natural Language Processing
NTLK

Articolul Originea SARS-CoV-2 – cum poți descoperi chiar tu, de acasă apare prima dată în Descoperă.

Dezvoltarea și testarea vaccinurilor durează ani de zile, uneori chiar și decenii. Cu toate acestea, dezvoltarea vaccinului împotriva COVID-19 este cu totul altă poveste. De când a început pandemia, eforturile pentru a realiza un vaccin au avut un ritm fără precedent. În mai puțin de un an s-au acordat autorizații pentru două vaccinuri, realizate de Pfizer și Moderna și se așteaptă să mai urmeze câteva. Chiar dacă vaccinul a fost realizat atât de rapid, el a trecut prin toate etapele obișnuite de testare la fel ca orice vaccin sau medicament pus pe piață.

Cum a fost posibil acest lucru?

Finanțarea

Un aspect cheie este finanțarea – pentru realizarea vaccinurilor împotriva COVID-19 s-a contribuit din fonduri publice cât și private, eliminând astfel problema financiară cu care se confruntă dezvoltatorii de vaccinuri. Mai mult, cererea și urgența n-a fost niciodată atât de mare, iar suportul financiar a fost pe măsură.

Faptul că guvernele au cumpărat în prealabil vaccinurile este unul dintre factorii care au contribuit la realizarea și testarea lor într-un timp atât de scurt.

Tehnologia

Un alt factor care a contribuit la realizarea vaccinului în mai puțin de 1 an este tehnologia bazată pe ARN mesager. Deși vaccinul Pfizer / BioNTech este primul vaccin bazat pe ARNm care a fost aprobat pentru utilizare asupra oamenilor, tehnologia de producere este în curs de cercetare și dezvoltare de 2 decenii.

Realizarea vaccinului BNT162b2 a început pe 10 ianuarie 2020, atunci când secveța genetică a SARS-CoV-2 a fost publicată de Centrul chinez pentru controlul și prevenirea bolilor și diseminată la nivel global prin inițiativa GISAID (Global Initiative on Sharing All Influenza Data).

De atunci, genomul SARS-CoV-2 a fost secvențiat de peste 250.000 de ori de cercetători din toată lumea de la pacienți din diferite țări.

Vaccinurile bazate pe ARN mesager necesită doar informații secvențiale genetice virale pentru a iniția dezvoltarea și reprezintă un nou instrument pentru combaterea pandemiilor și a altor focare de boli infecțioase.

Prin această tehnologie, vaccinurile nu doar că sunt produse mai rapid și se cunosc multe despre profilul său de siguranță încă de la început, dar producția este mai rapidă și mai ieftină. O altă considerație este că în timp ce în cazul vaccinurilor tradiționale, fazele studiilor clinice sunt efectuate în serie, în cazul vaccinurilor împotriva COVID-19, acestea au fost făcute simultan, făcând procesul mai rapid.

Cercetările anterioare

Coronavirusul care provoacă COVID-19 este într-adevăr un virus nou, dar este foarte asemănător cu SARS și MERS. Acest lucru a fost de ajutor deoarece cercetătorii nu au început complet de la zero dezvoltarea unui vaccin. Prima informație necesară a cercetătorilor a fost secvența genetică a acestui nou coronavirus. Înainte chiar de a începe un studiu clinic, cercetătorii folosesc modele pre-clinice pentru a reduce listele cu potențiale ținte de vaccinare. Ei caută acele ținte care produc cel mai puternic răspuns imun, cu un profil de siguranță bun, iar acesta poate fi un proces lent și istovitor.

Deoarece de la focarul SARS din 2003 nu au mai existat alte focare, niciun vaccin SARS nu a mai fost finalizat. Dar strategiile de vaccinare și țintele potențiale – cum ar fi binecunoscuta proteină Spike – au fost identificate înainte ca dezvoltarea acelui vaccin să se oprească.

În vederea realizării acestui vaccin s-a beneficiat de experiența, obiectivele și strategiile privind vaccinul împotriva SARS din ultimele două decenii.

Recrutarea

În mod normal recrutarea participanților la studiu durează luni de zile, însă în cazul acesta, din dorința oamenilor de a ajuta, recrutarea s-a petrecut foarte rapid.

Dezvoltarea în paralel

Un alt avantaj care a dus la dezvoltarea rapidă a vaccinului este datorat numărului mare de dezvoltatori. Zeci de vaccinuri produse de diferite companii au fost dezvoltate și testate în paralel. Unii au folosit ținte diferite, alții au folosit tehnologii diferite – și având acest nivel de diversitate și saturație a dus la rezultate rapide într-un timp foarte scurt. Dacă un vaccin nu a trecut de testele clinice, au existat altele care au putut veni din urmă și astfel nu s-a pierdut timp pentru a relua totul de la capăt.

Articolul Cum a fost posibilă realizarea vaccinului într-un timp atât de scurt? apare prima dată în Descoperă.

Substanța activă este de tip ARN mesager monocatenar cu capăt 5’, produs prin utilizarea unei transcripții in vitro acelulare, de la modele de ADN corespunzătoare, cu codificarea proteinei S (spike) virale a SARS-CoV-2.

După diluare, flaconul conține 5 doze a câte 0,3 ml, fiecare cu 30 micrograme de ARN mesager.

Celelalte componente sunt:

Lipide

• ((4-hidroxibutil)azanediil)bis(hexan-6,1-diil)bis(2-hexildecanoat) (ALC-0315)
• 2-[(polietilenglicol)-2000]-N,N-ditetradecilacetamidă (ALC-0159)
• 1,2-Distearoil-sn-glicero-3-fosfocolină (DSPC)
• Colesterol

Lipidele sunt folosite pentru a incorpora ARN-ul. Aceste nanoparticule sunt în esență mici sfere grase care protejează ARN mesager și îl ajută să pătrundă în celule. Lipida ALC-0315 este ingredientul principal deoarece acesta este ionizabil – i se poate da o sarcină pozitivă și, din moment ce ARN-ul are o sarcină negativă, acestea rămân împreună. Este de asemenea, o componentă care poate provoca reacții adverse sau reacții alergice.

Celelalte lipide, dintre care una este colesterolul cunoscut moleculei, conferă integritate structurală nanoparticulelor și le împiedică să se aglomereze.

Săruri

• clorură de potasiu
• dihidrogenofosfat de potasiu
• clorură de sodiu
• fosfat disodic dihidrat

Vaccinul conține 4 săruri, dintre care una este sarea de masă obișnuită. Împreună, aceste săruri mai sunt cunoscute sub numele de soluție salină tamponată cu fosfat, un ingredient foarte comun care menține pH-ul sau aciditatea vaccinului aproape de cel al corpului uman. Veți înțelege cât de important este acest lucru dacă ați stors vreodată suc de lămâie pe o tăietură.

Pe lângă lipide și săruri, vaccinul conține și sucroză, sau după denumirea populară, zahăr. Scopul lui este de a acționa ca un crioprotector pentru a proteja nanoparticulele atunci când sunt înghețate.

Prospectul vaccinului Comirnaty realizat de Pfizer și BioNTech poate fi citit aici:

descopera.org/prospect-vaccin.pdf

Articolul Ce substanțe conține vaccinul Pfizer – BioNTech? apare prima dată în Descoperă.

Vaccinurile bazate pe ARN mesager necesită doar informații secvențiale genetice virale pentru a iniția crearea proteinelor și reprezintă un nou instrument pentru combaterea pandemiilor și a altor focare de boli infecțioase.

ARN-ul mesager se găsește în toate celulele vii și este practic precum o fotocopie temporară a unor porțiuni de ADN. Aceste bucăți de cod acționează ca niște intermediari chimici între ADN-ul din cromozomii noștri și mașina celulară numită ribozom care produce proteinele de care avem nevoie pentru a funcționa. ARNm-ul oferă instrucțiunile de care această mașină are nevoie pentru a asambla proteine. Proteinele sunt elementele de bază folosite de celulele noastre pentru a se dezvolta și a se repara.

Odată ce proteina este produsă, ARNm-ul este degradat. La oameni, procesul este întodeauna același, din ADN este realizat ARNm-ul și eliberat în citoplasmă, apoi ARNm-ul este citit de ribozomi (cu ajutorul ARNt – acid ribonucleic de transfer) pentru a crea proteina necesară. Procesul invers nu este posibil deoarece celulele noastre nu au un asemenea mecanism.

Atunci când suntem infectați cu un virus – inclusiv virusurile relativ inofensive precum cele care provoacă răceala obișnuită – acești invadatori își injectează materialul genetic în celulele noastre, ajungând la mașinile noastre de fabricare a proteinelor (ribozomi).

Acest lucru permite virusului să asambleze noi particule virale și să se răspândească. Deși vaccinurile ARNm sunt o tehnologie relativ nouă, ele se bazează pe ceea ce natura face de milioane de ani: livrarea unor instrucțiuni în format ARNm pe care celulele noastre îl vor folosi pentru fabricarea proteinelor respective.

Există anumite retrovirusuri precum HIV care pot integra materialul lor genetic în ADN-ul gazdelor cu ajutorul enzimelor specializate pe care le transportă. Însă vaccinurile ARNm nu transportă astfel de enzime și nu există riscul ca materialul genetic pe care îl conțin să modifice ADN-ul uman. Mai mult, retrovirusurile ARN sunt diferite din punct de vedere structural față de ARNm, chiar dacă vaccinul ar conține secvențe de retrovirus, vaccinul bazat pe ARNm pur și simplu nu ar putea modifica ADN-ul nostru.

Așadar, deși vaccinurile ARNm sunt o tehnologie nouă, nu există niciun motiv să credem că acestea vor avea un efect de durată asupra biologiei noastre, ci doar vor instrui sistemul nostru imunitar pentru a preveni boala COVID-19.

Articolul Poate vaccinul să modifice ADN-ul uman? apare prima dată în Descoperă.

Substanța activă a vaccinului Pfizer / BioNTech este de tip ARN mesager.

ARN mesager este o moleculă foarte fragilă și nu poate rezista mult timp în afara unei celule înainte să înceapă să se dezintegreze.

Vaccinul trebuie păstrat la temperaturi cuprinse între -90° C și -60° C. După decongelare, vaccinul trebuie diluat și utilizat imediat. Datele privind stabilitatea în timpul utilizării au demonstrat că, după ce a fost scos din congelator, vaccinul nediluat poate fi păstrat înainte de utilizare timp de până la 5 zile, la temperaturi de 2-8 grade Celsius, sau timp de până la 2 ore, la temperatură de până la 30 grade Celsius.

După diluare, vaccinul trebuie păstrat la temperaturi de 2 până la 30° C și utilizat în decurs de 6 ore.

Dacă nu este depozitat corespunzător, ARNm-ul va fi distrus iar vaccinul nu va mai avea efect.

Prospectul vaccinului Comirnaty realizat de Pfizer și BioNTech poate fi citit aici:

descopera.org/prospect-vaccin.pdf

Articolul De ce vaccinul trebuie păstrat la temperaturi așa de scăzute? apare prima dată în Descoperă.

În fazele 1 și 2 ale studiilor clinice vaccinul produs de BioNTech și Pfizer (BNT162b2) s-au efectuat teste pe un număr mic de voluntari pentru a verifica dacă sunt sigure și pentru a determina doza potrivită. În studiile din faza 3, vaccinul a fost testat pe 43.000 de oameni pentru a testa eficiența. Un grup a primit vaccinul iar un al doilea grup, de control, a primit un placebo. Aceștia au fost atent monitorizați pentru orice reacție adversă.

Rezultatele studiului

Au existat 8 cazuri de Covid-19 cu debut la cel puțin 7 zile după a doua doză în rândul pacienților cărora li s-a administrat BNT162b2 și 162 de cazuri în rândul celor care li s-a administrat placebo.

Așadar, BNT162b2 a fost eficient într-un procent de 95% în prevenirea Covid-19 cu o eficiență similară la toate subgrupurile definite în funcție de vârstă, sex, rasă, etnie și indicele de masă corporală.

S-au înregistrat 10 cazuri severe cu debut după prima doză, dintre care 9 au apărut la pacienții cărora li s-a administrat placebo și un singur caz printre cei care au primit BNT162b2.

S-au observat unele efecte adverse precum durere pe termen scurt la locul injectării, oboseală și cefalee. Incidența efectelor adverse grave a fost scăzută și similară în ambele grupuri.

Rezultatele studiului pot fi citite aici:

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2034577

Articolul Cât de eficient este vaccinul realizat de Pfizer și BioNTech? apare prima dată în Descoperă.