1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Priča dana

Terahertz valovima otkrivena tajna «šećerne vodice»

Gotova jela podgrijavaju se u mikrovalnoj pećnici, daljinski upravljač televizora funkcionira uz pomoć infracrvenog svjetla. Točno između to dvoje leži područje frekvencija, koje je tehnički do sada ostalo gotovo neiskorišteno: polje terahertz valova. No, to se polako počinje mijenjati.

Šećer je «antifriz» i «balzam» za žive stanice.

Šećer je «antifriz» i «balzam» za žive stanice.

Inženjerima je, naime, sada pošao za rukom razvoj svjetiljki i kamera za terahertz valove pa se sve više istraživača bavi tim područjem visokih frekvencija – i to vrlo uspješno. Znanstvenici iz Bochuma, na primjer, uspjeli su odgonetnuti zašto je šećer neka vrsta zaštite od smrzavanja za živa bića, što bi moglo biti od silnog značaja za razvoj novih lijekova.

Šećer nije samo ukusan, nego ima i zaštitna svojstva. Otopljene bjelančevine bolje će biti zaštićene od isušivanja i smrzavanja, dodamo li im malo šećera. Ili drugim riječima: šećer je svojevrsni «antifriz» – sredstvo protiv smrzavanja živih stanica. Da je tome tako, istraživači znaju već odavno. Ali: «Posve je nejasno što je tome razlog», kaže Martina Havenith, fizičarka s Rurskog sveučilišta u Bochumu. «Postoje o tome različita nagađanja. Na primjer da se šećer uvlači između vode i proteina. Druga je teorija da šećer utječe na vodu i usporava njezino kretanje.»
Havenith je htjela doći do točnih spoznaja te je provjerila hipotezu o usporenome kretanju vode. Za to je, logično, bilo nužno njezino promatranje. Problem je što se molekule vode kreću nevjerojatnom brzinom – brže od bilijuntog djelića sekunde. Uobičajene metode mjerenja pokazale su se presporima za takvo što. Slike do kojih se njima došlo bile su jednostavno mutne. «Kao i kod fotografije: ako namjestite dugo vrijeme ekspozicije, a ljudi jure s jedne strane na drugu, kasnije više nećete moći razlučiti ljude ni s lijeva ni s desna, nego će cijela slika biti zamućena.»

Šećer «koči» vodu

Martina Havenith zbog toga je posegnula za još mladom, krajnje hitrom metodom terahertz spektroskopije. Terahertz valovi, kao i radijski signali ili svjetlo, spadaju u elektromagnetska zračenja. No, još do nedavno za njih nisu postojale lampice ili senzori, koje si je čovjek mogao priuštiti. Upravo se na tom području stvari počinju mijenjati. «U terahertz tehnologiji sada je doista došlo do revolucije». Najnoviji terahertz laseri i senzori tako su brzi da mogu pratiti i najbrže pokrete molekula vode. Uz njihovu pomoć Havenith proučava titranje otopine šećera.
«Istražili smo terahertz spektre laktoze u vodi i jasno smo mogli vidjeti utjecaj šećera na strukturu vode u njegovom neposrednom okružju. Prisutnost šećera odrazila se na pokretljivost 110 vodenih molekula,» priča Havenith. To konkretno znači sljedeće: otopimo li laktozu, dakle mliječni šećer, u vodi, oko svake molekule šećera 110 vodenih molekula postat će ukočenije, manje pokretne – i time sporije. Martina Havenith za to već ima spremno objašnjenje: «Postoji izravno uzajamno djelovanje. Voda se uz pomoć atoma vodika vezuje za šećer, suočena je s njegovom privlačnom snagom i više se ne može proizvoljno kretati u svakom pravcu.»

«Zimski san» za bjelančevine

No, zašto ukočena šećerna vodica stanične molekule bjelančevina štiti od isušenja odnosno smrzavanja – to točno ne zna ni ova fizičarka. «Sve su to još samo nagađanja. Moglo bi biti da se usporavanjem vode usporavaju i procesi u proteinima.» Iza toga se krije sljedeća ideja: Voda u stanici nije tek pasivni promatrač bioloških procesa, već aktivni igrač koji se intenzivno upliće u događaje. «Prevedemo li to na slikovit način, onda su molekule vode nešto poput nogometaša koji nastupaju izvana i time pokreću izvjesne procese. Nastupe li polaganije, i ti se procesi mogu usporiti» pokušava dočarati ova znanstvenica.
Slično kao što medvjed usporava svoj metabolizam, kako bi prebrodio zimski san, tako su i bjelančevine usporenim kretanjem zaštićene od smrzavanja i isušivanja – barem na papiru. Možda se ta ideja jednoga dana uspije pretočiti i u produkte. Bilo bi, na primjer, zanimljivo za biotehnologiju razviti bjelančevine otporne na vrućinu koje bi onda mogle poslužiti u proizvodnji lijekova.

  • Datum 04.04.2006
  • Autor Frank Grotelüschen
  • Ispis Ispiši ovu stranicu
  • Permalink http://p.dw.com/p/9ZpN
  • Datum 04.04.2006
  • Autor Frank Grotelüschen
  • Ispis Ispiši ovu stranicu
  • Permalink http://p.dw.com/p/9ZpN