ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Nova raziskava je pokazala, da se je Zemljina os vrtenja občutno nagnila zaradi človeškega delovanja.

Kot vemo, se Zemlja ne vrti pravokotno glede na pot okoli sonca. Njena os je nagnjena za približno 23,5°. Temu se imamo zahvaliti, da na Zemlji obstajajo letni časi, saj sonce tekom leta sije na nas pod različnimi koti. Razlog za nagnjenost Zemljine osi vrtenja tiči v njeni nepravi obliki in razporeditvi mase.

Čeprav si naš planet radi predstavljamo kot kroglo, je pravzaprav bolj jajce in še to jajce je nekoliko izmaličeno. Najboljši primer so gore in oceanska dna, ki poskrbijo, da je Zemljina masa neenakomerno porazdeljena. Tudi morski tokovi in tektonski premiki pomagajo pri tem. Kot je povedal vodja sledeče raziskave Ki-Weon Seo z Univerze v Seoulu, Zemljina os vrtenja ves čas nekoliko niha. Vendar ljudem je uspelo še nekaj več.

Ljudje smo nagnili Zemljo

Zaradi ogromnih količin vode, ki smo jih izčrpali s tal, se je v zadnjih dvajsetih letih os vrtenja nagnila za dodatnih 80 centimetrov na vzhod. Podzemna voda se nahaja v vodonosnikih, ki jih ljudje izkoriščamo za pridobivanje pitne vode in za agrikulturo. Ker se voda iz vodonosnikov tja ne vrne, temveč ostane v rekah, jezerih in morjih, smo tako spremenili razporeditev Zemljine mase in posledično njeno nagnjenost v vesolju. V zadnjih dvajsetih letih smo po izračunih iz tal vzdignili 2150 gigaton vode.

Raziskava se naslanja na raziskavo iz leta 2016, ki je ugotovila vpliv vode na nagnjenost Zemljine osi vrtenja. Takrat so znanstveniki upoštevali le premike ledenikov in polarnih ledenih plošč. Njihovi računi se niso izšli, zato so iskali še druge vplive. Ekipa Ki-Weona Sea je upoštevala vpliv izčrpane podzemne vode in prišli so do pravilnega rezultata ter pokazali, da smo tudi ljudje odgovorni za večje nagibanje Zemljine osi vrtenja.

Na prvi pogled nič zaskrbljujočega, a vendar …

Nagib Zemljinega vrtenja se tekom leta sicer spreminja za več metrov, tako da nas ni treba skrbeti, da bi se nam začeli spreminjati letni časi. Vsaj ne neposredno. Obstaja pa druga težava: podzemna voda se ne vrne od koder je prišla temveč ostane na površju, njen delež pri višanju gladine morja pa ni zanemarljiv. Globalno segrevanje in vedno več vode na površju lahko vplivajo na morske tokove in izmenjavo toplega in hladnega zraka, kar pa ima veliko večjo možnost spreminjati naše letne čase in celotno Zemljino podnebje.

Nova študija, objavljena v reviji The Lancet, je pokazala doslej najobsežnejšo analizo o tem, kaj je privedlo do odpovedi srca pri prvi uspešni presaditvi gensko spremenjenega prašičjega srca človeškemu bolniku na svetu. Ta prelomni postopek so januarja 2022 izvedli zdravniki in znanstveniki z Medicinske fakultete Univerze v Marylandu (UMSOM) in je pomenil pomemben mejnik za medicinsko znanost.

Zakaj je bolnik umrl dva meseca po presaditvi?

Bolnik, 57-letni David Bennett, je bil zdravljen v medicinskem centru Univerze v Marylandu. Skoraj sedem tednov po operaciji je imel močno srčno funkcijo brez očitnih znakov akutne zavrnitve. Dva meseca po presaditvi je zaradi nenadnega srčnega popuščanja umrl. Od takrat je ekipa za presaditve izvajala obsežne študije fizioloških procesov, ki so privedli do odpovedi srca, da bi ugotovila dejavnike, ki jih je mogoče preprečiti pri prihodnjih presaditvah in tako izboljšati možnosti za dolgoročni uspeh.

»Naš članek zagotavlja ključni vpogled v to, kako so številni dejavniki verjetno imeli vlogo pri zmanjšanju funkcionalnosti presajenega srca,« je dejal glavni avtor študije Muhammad M. Mohiuddin, doktor medicine, profesor kirurgije in znanstveni/programski direktor programa za ksenotransplantacijo srca na UMSOM. »Naš cilj je še naprej razvijati to področje, saj se pripravljamo na klinična preskušanja ksenotransplantacij prašičjih organov.«

Gospod Bennett, ki je bil v končni fazi srčnega popuščanja in se je bližal koncu življenja, ni bil primeren za tradicionalno presaditev srca. Postopek je odobrila Uprava ZDA za hrano in zdravila v skladu z določbo o razširjenem dostopu (sočutna uporaba).

»Bili smo odločeni, da bomo razjasnili, kaj je pri gospodu Bennettu, ki je prostovoljno opravil junaško dejanje in postal prvi na svetu, povzročilo motnje v delovanju presajenega srca,« je dejal soavtor študije Bartley Griffith, doktor medicine, profesor kirurgije in ugledni profesor za transplantacijo Thomas E. in Alice Marie Hales na UMSOM. »Želimo, da naš naslednji bolnik s ksenotransplantacijo ne le preživi dlje, ampak da se vrne v normalno življenje in uspeva več mesecev ali celo let.«

Opravili so obsežne teste na bolniku

Da bi bolje razumeli procese, ki so privedli do disfunkcije presadka prašičjega srca, je raziskovalna skupina opravila obsežne teste na omejenih razpoložljivih tkivih bolnika. Skrbno so začrtali zaporedje dogodkov, ki so pripeljali do odpovedi srca, in dokazali, da je srce na slikovnih testih, kot je ehokardiografija, dobro delovalo do 47. dne po operaciji.

Nova študija potrjuje, da v prvih nekaj tednih po presaditvi ni bilo znakov akutne zavrnitve. Verjetno je srčno popuščanje pri gospodu Bennettu povzročilo več prekrivajočih se dejavnikov, vključno s slabim zdravstvenim stanjem pred presaditvijo, zaradi katerega je postal močno imunsko oslabljen. To je omejilo uporabo učinkovitega režima proti zavrnitvi, ki se uporablja v predkliničnih študijah za ksenotransplantacijo.

Raziskovalci so ugotovili, da je bil bolnik zato verjetno bolj izpostavljen zavrnitvi organa zaradi protiteles, ki jih proizvaja imunski sistem. Raziskovalci so na podlagi histologije, imunohistokemičnega barvanja in analize RNA posameznih celic našli posredne dokaze o zavrnitvi, ki jo povzročajo protitelesa.

K poškodbam celic srčne mišice je morda prispevala tudi uporaba intravenskega imunoglobulina IVIG, zdravila, ki vsebuje protitelesa. Bolnik ga je dobil dvakrat v drugem mesecu po presaditvi, da bi preprečil okužbo, kar je verjetno sprožilo tudi imunski odziv proti prašičem. Raziskovalna skupina je našla dokaze o imunoglobulinskih protitelesih, usmerjenih v plast prašičjega žilnega endotelija srca.

Nazadnje je nova študija raziskala prisotnost latentnega virusa, imenovanega prašičji citomegalovirus (PCMV), v prašičjem srcu, ki je morda prispeval k motnjam v delovanju presadka. Do aktivacije virusa je morda prišlo po tem, ko je bil bolnikov režim protivirusnega zdravljenja zmanjšan zaradi drugih zdravstvenih težav. To je lahko sprožilo vnetni odziv, ki je povzročil poškodbe celic. Vendar ni dokazov, da bi se bolnik okužil z virusom ali da bi se virus razširil na organe zunaj srca. Razviti so bili izboljšani protokoli testiranja PCMV za občutljivo odkrivanje in izključitev latentnih virusov za prihodnje ksenotransplantacije.

V prihodnosti strožji nadzor nad znaki zavrnitve

»Iz te prelomne operacije in pogumnega prvega bolnika, gospoda Bennetta, se lahko naučimo dragocenih lekcij, ki nam bodo pomagale pri prihodnjih ksenotransplantacijah,« je dejal dekan UMSOM Mark T. Gladwin, doktor medicine, podpredsednik za medicinske zadeve Univerze Maryland v Baltimoru in zaslužni profesor John Z. in Akiko K. Bowers.

»V prihodnosti bo naša ekipa kirurgov in znanstvenikov uporabila novo oblikovane teste imunskih celic za natančnejše spremljanje bolnika v dneh, tednih in mesecih po ksenotransplantaciji. To bo omogočilo strožji nadzor nad najzgodnejšimi znaki zavrnitve in obetalo resnično življenjsko pomembno inovacijo.«