Otto Dix: Dr. Mayer-Hermann, 1926
Early Radiographic Examination, 1905
Která věda je užitečnější a v čem spočívá její užitečnost?
Ta věda je užitečnější, jejíž plod je sdělitelnější, a proto naopak je méně užitečné, co je méně sdělitelné.
(Obraz a fotografie jsou reprodukce z publikace A treasury of Art and Literature, Huge Lauter Levin Associates. Inc., 1991.)
Autoři sdělení: doc. RNDr. Helena Illnerová, DrSc., PharmDr. Alena Sumová, CSc., prof. MUDr. Soňa Nevšímalová, DrSc.
Předmět sdělení: savčí biologické hodiny jako kalendář
Zdroj: Am. J. Physiol., 1998, 274, R857-R863; Brain Res., 1998, 801, 254-258, Brain Res., 1999, 816, 249-253; Neurosci.Lett., 2000, v tisku;
Electroencephalography and Clin.Neuropsychol., 2000, v tisku; granty GA ČR 309/97/0512; IGA MZ ČR 4181-3
Všechny živé organizmy včetně savců a člověka vykazují denní rytmy, např. v pohybové aktivitě či ve spánku a bdění, v tělesné teplotě, v tvorbě hormonů, v zapínání genů apod. Rytmy přetrvávají i ve zcela neperiodických vnějších podmínkách, např. ve stálé tmě, a jsou tudíž organizmu vrozené. U savců jsou řízeny biologickými hodinami, uloženými ve dvou shlucích nerovových buněk nazývaných suprachiasmatická jádra, umístěných symetricky po obou stranách 3. mozkové komory u křížení, tj. u chiasmatu, optických nervů. Hodiny dávají organizmu časový program.
V neperiodickém prostředí volně běží s periodou blížící se, ale nerovnající se 24 hodinám. Ke 24-hodinovému dnu jsou hodiny synchronizovány zpravidla střídáním světla a tmy, zejména světlou periodou dne. Suprachiasmatické jádro se skládá ze dvou částí, a to z dřeně a slupky; v dřeni končí nervová zakončení zprostředkující přenos informace o osvětlení z oka do jádra. Po osvětlení potkanů v noci je indukován přepis genu c-fos a tvoří se transkripční protein c-Fos. Zjistili jsme, že časový interval, po který osvětlení v noci vyvolá indukci proteinu c-Fos závisí na roční době: na dlouhých "letních" dnech je tento interval výrazně kratší než na krátkých "zimních dnech". Po přechodu potkanů z dlouhých na krátké dny se interval pouze pozvolna přizpůsobuje změně v délce dne. Funkční stav suprachiasmatického jádra je tedy modulován předchozí délkou dne a paměť na dlouhé letní dny může být uložena přímo v dřeni jádra. Ale i rytmicita slupky jádra závisí na roční době. Nalezli jsme ve slupce, ne však v dřeni, rytmus ve spontánní tvorbě proteinu c-Fos, který je též ovlivněn délkou vnějšího dne a jen pozvolna se přizpůsobuje změně z dlouhých na krátké dny. Obdobně je délkou dne ovlivněn i další rytmus specifický pouze pro slupku, to jest rytmus v přepisu genu pro peptid arginin vasopresin.
I funkční stav slupky moduluje roční dobu a paměť na dlouhé dny může být uschována v obou částech suprachiasmatického jádra. Světelná synchronizace rytmicity biologických hodin závisí též na předchozí délce dne.Jak je to u člověka? Rytmicitu lidských biologických hodin nemůžeme studovat přímo, můžeme však sledovat periferní rytmy, které tuto rytmicitu odrážejí, např. rytmus v hladině hormonů melatoninu či kortizolu ve slině. Zjistili jsme, že i u člověka, vystaveného dlouhým letním dnům, je délka nočního melatoninového signálu výrazně kratší než v zimě, obdobně jako je tomu u ostatních savců. Stav lidských biologických hodin může být tedy také ovlivněn délkou dne, tj. vnějším prostředím. Stav i fáze hodin člověka mohou být také ovlivněny endogenně. Ve spolupráci s Neurologickou klinikou 1. LF UK jsme např. nalezli, že u pacientů trpících idiopatickou hypersomnií se významně zpožďuje počátek i konec noční tvorby melatoninu i ranní vzestup v kortizolu (a prodlužuje se, byť pouze náznakově, melatoninový signál). Nálezy podporují již formulovanou hypotézu o komplexních biologických hodinách v suprachiasmatickém jádru, které měří nejen denní, ale i roční dobu. Další naše výsledky mohou sloužit jako podklad pro terapii poruch denního časového řádu, např. při směnném provozu, letu přes časová pásma, poruchách spánku či při sezónních depresích.
Autor sdělení: prof. MUDr. Josef Špaček, DrSc.
Předmět sdělení: neurocytologický výzkum
Zdroj: J. Špaček, K. M. Harris: Three-dimensional organisation of cell adhesion junctions at synapses and dendritic spines in area CA 1 of the rat hippocampus. J. Comp. Neurol. 393: 58-68, 1998; Grant: NIH Fogarty: TW00178
V roce 1983 začaly být v laboratoři elektronové mikroskopie Fingerlandova ústavu patologie LF UK v Hradci Králové intenzivně studovány dendritické trny. Jsou to drobné výstupky na dendritech nervových buněk, podobné spíše malým houbičkám nebo paličkám na buben než trnům. Nejvíce jich mají neurony mozkové kůry - každý až několik desítek tisíc. Dovedou se čile pohybovat a měnit tvar a jejich důležitost spočívá zejména v tom, že k nim směřují výběžky jiných nervových buněk a vytvářejí na nich specializované kontakty zvané synapse. V synapsích přestupují informace zakódované do elektrických signálů z jedné nervové buňky do druhé.
Vše nasvědčuje tomu, že synapse jsou také základním morfologickým elementem, v němž se odehrávají procesy učení a paměti. Při učení jejich množství stoupá, jejich velikost se zvětšuje a jejich tvar a distribuce se mění. Tento jev se označuje jako synaptická plasticita. K výzkumu dendritických trnů a synapsí nedošlo v Hradci Králové náhodně - většina předchozích studií laboratoře k němu vlastně směřovala už téměř dvacet let. Na začátku osmdesátých let studovala trny a jejich synapse řada světových laboratoří, ale v naprosté většině ne metodou, kterou používala právě hradecká laboratoř; tj. seriovou elektronovou mikroskopií. Tuto metodu hradecká laboratoř zvládla jako jedna z mála na světě již v roce 1967. Spočívá v geometrickém spojení plošných obrazů ze serie ultratenkých řezů buňkou či tkání do prostorového modelu, který umožňuje vidět a analyzovat zároveň vnitřní struktury buňky i její povrch. Laboratoř pomocí této metody poskytla neurobiologům začátkem sedmdesátých let jedny z prvních maximálně reálných pohledů na prostorovou ultrastrukturu nervové tkáně.
V osmdesátých letech pak metoda umožnila převést z plošných řezů zpět do trojrozměrného prostoru i dendritické trny a synapse, změřit je, vzájemně porovnat, a odhalit prostorové souvislosti v jejich ultrastruktuře.
V základních pěti studiích, které z hradecké laboratoře v letech 1983-1987 vyšly, byla kromě jiného odhalena přímá závislost mezi velikostí trnu a velikostí a tvarem synapse. Byl zjištěn úzký vztah mezi synapsí a derivátem endoplazmatického retikula - trnovým aparátem. Byly nalezeny a prostorově zobrazeny strukturálně odlišné oblasti synapse. Podařilo se dokumentovat struktury, které zatím v jiných světových laboratořích identifikovány nebyly, a které jsou podkladem hypotézy, jakým mechanizmem by synapse mohla růst a zvětšovat se. Nehomogenitu struktury synapsí až po deseti letech potvrdili japonští a američtí neurobiologové. Imunocytochemicky prokázali v oněch úsecích, které byly hradeckou laboratoří popsány, adherentní molekuly cadherin a catenin, které jsou nyní ve světě intenzivně zkoumány ve spojitosti se specifickou vazbou buněk ve tkáních a mají svou úlohu i při formování paměti. Hradecká laboratoř nyní spolupracuje s laboratoří pro výzkum mentálních retardací univerzity v Harvardu. Nálezy z osmdesátých let byly reprodukovány v nových společných projektech v letech 1994 - 1998. Bibliografie a další dokumenty k popsanému výzkumu jsou k dispozici na internetové adrese http://synapses.tch.harvard.edu/.
Autor sdělení: Karel Jelen
Předmět sdělení: modelový situační biomechanický výzkum
Zdroj: K. Jelen, S. Otáhal, A. Doležal: Analýza účinku impaktní zátěže na dělohu v těhotenství. Výzkumný úkol GA UK, č. projektu: 318
Společensky vysoce závažným tématem jsou úrazy obecně, zvláštní význam pak mají úrazy těhotných s vysokou mortalitou plodu: např. při abruptio placentaes odloučení placenty. Gravidita je přirozeným stavem žen, který za normálních okolností trvá 40 týdnů. Z tohoto důvodu se veškerá pohybová činnost žen v tomto období odpovídajícím způsobem modifikuje. Na jedné straně se s postupem gravidity omezují především ty pohybové činnosti, které by vedly k ohrožení těhotenství; na druhé straně je však žádoucí zachovat nebo přizpůsobit ty pohybové činnosti, které vedou jednak ke zlepšení nebo udržení fyzického i psychického zdraví, k přípravě na porod nebo i k rekonvalescenci po případných traumatech. V rámci obecné problematiky kmitů hydroviskosních a elastických systémů jednotlivých orgánů, které reprezentují gravidní organizmus, je třeba řešit rozsahy těchto kmitů za gravidity při běžné lokomoci, pracovních i sportovních činnostech, ale i např. při traumatech. Modelové simulační a experimentální studie zabývající se teoreticky i prakticky kmity, tuhostí, silovými účinky interakcí na tělesnou schránku člověka se zaměřením na gravidní, jsou nezbytné pro řešení této problematiky. K řešení uvedených problémů významně pomáhá biomechanika. Experimenty na těhotné děloze in vivo jsou významným způsobem (z pochopitelných důvodů) omezeny. Pro první matematické odhady a výpočty pro charakteristik silně tlumeného, aperiodického nadkritického tlumeného kmitání břicha a topicky příslušných orgánů u těhotné ženy, jsme využili metody rychlostního kinematografického záznamu a synchronní záznam dynamické reakce ve 3D prostoru při interakci chodidel s podložkou. První řešení byla provedena kinematickou analýzou trajektorie sledovaného bodu (omfalionu - pupku), jemuž byla pro zjednodušení dána ta vlastnost, že je hmotným bodem, k němuž se vztahuje hmotnost všech pohyblivých částí břicha gravidní ženy. Model byl uvažován jako soustava hmotného bodu uloženého pomocí pružiny a tlumiče ve všech třech směrech souřadného systému. Řešení dynamických vlastností bylo provedeno pro svislý směr. Z realizovaných experimentů a modelové interpretace vyplývá, že vlastní frekvence těhotné dělohy (32.týden) a topicky příslušných orgánů ve frontální rovině kmitání je v našem konkrétním případě cca 1 - 2 Hz. Z toho vychází vysoká citlivost k rezonanci právě pro tyto frekvence. Rezonanční pásmo lze považovat za jedno z pásem zvýšeného rizika pro plod. Tato vlastní frekvence v sobě odráží další veličiny tuhost k a hmotnost dělohy s plodem m. Znamená to, že tuhost k závěsů dělohy a hmotnost m, a tedy i vlastní frekvence, se budou silně měnit se stupněm gravidity. Lze očekávat, že rezonanční kmitočet bude reflektovat patologii těhotenství, fetopatii a vícečetné těhotenství. Nalezené uvedené charakteristiky musí být vzhledem k metodologické obtížnosti jejich získání a vzhledem k pilotnímu charakteru projektu brány jako mezní. Výsledky se budou dále podrobovat verifikaci pomocí dynamického snímání na živém objektu a zpřesňovat, zejména v oblasti matematického řešení nadkriticky tlumeného kmitání uvedené soustavy. Poté budou sloužit pro matematické modelování impaktních zátěží těhotné dělohy. Předpokládá se dále sycení modelu větším počtem parametrů pružnosti a pevnosti příslušných vazů, svalů, uteru apod., získaných z technických zkoušek vlastních tkání. Závěr: Těmito kroky budou vytvořeny nástroje k verifikaci výpočtových a měřených hodnot impaktně zatěžované gravidní ženy. Výzkumy přispějí také k řešení konstrukce např. pasivních bezpečnostních prvků v dopravních prostředcích, zavedení ochranných pohybových režimů, pomůcek a systémů při přetěžování lidského organizmu v základních zátěžových situacích při interakci gravidních s okolím. Speciálně pak v oblasti traumat při dopravních nehodách gravidních žen.
Autor sdělení: doc. RNDr.Petr Solich, CSc.
Předmět sdělení: Automatizace procesů v analytické laboratoři
Automatizace laboratorních postupů patří k jednomu ze současných trendů v oblasti analytické chemie. Moderním příkladem analytické metody, která splňuje požadavky na automatizaci, ekonomizaci a rychlost, je metoda sekvenční injekční analýzy (SIA - Sequential Injection Analysis). SIA patří do skupiny průtokových analytických metod. Vznikla při vývoji a zdokonalování průtokové injekční analýzy (Flow Injection Analysis - dále jen FIA). FIA však má některé výhody, které z ní činí moderní a široce použitelnou metodu, vhodnou zejména pro stanovení obsahu různých anorganických a organických látek v odlišných oblastech analýzy, včetně farmaceutické analýzy. Základními komponenty jsou mikropístová pumpa poháněná velmi přesným krokovým motorem, 6-10cestný selekční ventil a vhodný průtokový detektor. Vše spojují teflonové trubičky o vnitřním průměru nejčastěji 0,5 mm a řídí počítač. SIA je nová metoda, s poměrně krátkou historií. První zmínka o ní byla popsána prof. J. Růžičkou na University of Washington v Seattlu, USA v roce 1990. Až do roku 1995 si skupina, vedená profesorem Růžičkou, udržuje výsadní postavení, mezi pracovišti zabývajícími se průtokovými metodami využívá jako jediná SIA metodu. Další centrum směřující k tomuto novému trendu vzniklo před několika lety ve Španělsku kolem prof. Cerdy a v Portugalsku pod vedením prof. Montenegro. Se všemi těmito pracovišti je Katedra analytické chemie FaF UK v Hradci Králové v úzkém kontaktu (studijní pobyt 2 pracovníků FaF UK v laboratoři prof. Růžičky v roce 1998, návštěva prof. Cerdy v Praze v červnu 1999 na konferenci ICFIA 99, nedávný studijní pobyt doktorandky v Portugalsku). Ve světě existují v současné době pouze dva výrobci komerční SIA aparatury, a proto jsme se na Katedře analytické chemie pokusili sestavit podobné funkční zařízení včetně složitého software. Za pomoci nadaného doktoranda se podařilo sestavit zařízení pro Sekvenční injekční analýzu. Jednotlivé komponenty (speciální pístová pumpa Cavro, 8-cestný selekční ventil Vici-Valco, UV-VIS průtokový detektor) byly propojeny s počítačem, v programovacím jazyku LabVIEW existuje řídící a vyhodnocovací program, umožňující provést automaticky dávkování analyzovaného vzorku (tedy jeho transport v systému, dále - po provedení vhodné chemické reakce transport reakčního produktu k detektoru, vyhodnocení signálu z detektoru a uchovávání výsledků analýzy v paměti počítače pro další zpracování). Toto zařízení je v ČR unikátní a srovnatelné s jedinými dvěma komerčními aparaturami, které se ve světě vyrábí.
Autor sdělení: MUDr. Zdenka Ulčová-Gallová, DrSc.
Předmět sdělení: antifosfolipidové protilátky
Zdroj: Diagnóza neplodnost. Útok protilátek. Praha, 1999, s. 1-120, ISBN 80-7229-020-7
Jednou z nejzávažnějších příčin imunologické podstaty potrácení je výskyt antifosfolipidových protilátek u postižených pacientek. Uvádí se, že právě 20-30 procent samovolných opakovaných potratů (vyloučeny příčiny potrácivosti ze strany plodu, vývojové poruchy dělohy, celkové onemocnění matky apod.), je na bázi imunologické. Mezi základní řadu fosfolipidů, proti které se tvoří protilátkové ativity, patří směsný antigen kardiolipin, fosfatidylserin, fosfatidylcholin, fosfatidylethanolamin, fosfatidylinositol, fosfatidylcholin, fysfatidylglycerol a kyselina fosfátová). Protilátky bývají v izotypu IgG, A a M. Přítomnost vysokých hladin antifosfolipidových protilátek u těhotných žen vyžaduje zvýšenou péči z důvodu nebezpečí samovolného potratu, nitroděložního úmrtí plodu v různém období gravidity nebo hypotrofie plodu, eph-gestozy u matky apod. Musíme myslet i na současné autoimunitní onemocnění těhotné. Antifosfolipidový syndrom (antifosfolipidové protilátky, snížený počet krevních destiček, trombóza žilní nebo arteriální, a těhotenské ztráty) se stal také tříletým výzkumným programem pro bilaterální mezinárodní studii (viz O. B. Christiansen, Z. Ulčová - Gallová, H. Mohapeloa, V. Krauz: Studies on associations between human leucocyte antigen (HLA) class II alleles and antiphospholipid antibodies in Danish and Czech women with recurrent miscarriages, in: Human reprod. 13, 12, 1998, s.3326-3331.)
Léčba infertilních pacientek (opakovaně potrácejících) s přítomnými antifosfolipidovými protilátkami spočívá vedle nespecifické imunosuprese většinou v experimentální, ale v řadě případů velmi účinné imunizaci pacientky bílými krvinkami nebo kožním štěpem partnera s cílem zvýšit hladiny tzv. blokujících protilátek. Tím se může zlepšit imunologická toleranci matka - plod.
V posledních letech se objevila řada žebříčků, které vyhodnocují nejvýznamnější knihy tohoto století. Seznam, který sestavil americký časopis Logos, se od nich liší způsobem, jakým vznikl. Zatímco např. London Times zveřejnily vloni anketu čtenářů a New York Review of Books ještě o rok dříve hlasování kritiků, Logos - časopis pro nakladatele a univerzitní pedagogy, čekal. Od roku 1994 sledovali jeho redaktoři a přispěvovatelé výsledky obdobných anket. Čtrnáct publicistů a vědců ze Spojených států, Evropy i Afriky pak tituly vyskytující se ve všech výběrech obodovalo a dodalo některá díla, která se v dosavadních žebříčcích neobjevila vůbec. Kritériem přitom nebyla kvalita knihy, ale - ve shodě s názvem seznamu (Knihy, které formovaly 20. století) - vliv díla na společenské, vědecké či umělecké dění (proto se tu objevují i spisy politických diktátorů). Soubor titulů, který takto vznikl, podává téměř vyčerpávající obraz kultury a myšlení ve 20. století. (Nás může těšit, že ve výběru se objevují práce i tří Čechů - Haška, Kundery, Havla - a jednoho pražského Němce - Kafky, zatímco španělské, italské či polské písemnictví vyšlo naprázdno.) V seznamu je uveden autor a rok vzniku díla, které - podle časopisu Logos - svou existencí trvale formuje myšlení 20. století.
Například:
1900 - J. Conrad: Lord Jim (román)
1913 - A. N. Whitehaed, B. Russel: Principia Mathematica (matematika)
1922 - J. Joyce: Odysseus (román)
1926 - A. A. Milne: Medvídek Pú (kniha pro děti)
1936 - J.M. Keynes: Obecná teorie zaměstnanost, úroku a peněz (ekonomie)
1943 - J.P. Sartre: Bytí a nicota (filozofie)
1945 - K. Popper: Otevřená společnost a její nepřátelé (politologie)
1948 - A. Kinsey: sexuální chování lidského samce (biologie)
1959 - G. Grass: Plechový bubínek (román)
1962 - C. G. Jung: Vzpomínky, sny, reflexe (psychologie)
1974 - P. Drucker: Management: úkoly, odpovědnosti, cvičení (ekonomie)
1984 - M. Kundera: Nesnesitelná lehkost bytí (román)
atd.
Hlavním cílem grantového úkolu Prezentace výsledků výzkumu v oblasti endokrinologie, nádorových onemocnění a molekulární biologie, grant (č.PG97288, MŠMT, program Rozšiřování výsledků výzkumu) je vydávání edice monografií Imunoanalytické metody v diagnostice. V tištěné a elektronické podobě jsou průběžně publikovány výsledky centrálního výzkumného pracoviště Lékařské fakulty v Plzni a dalších spolupracujících pracovišť fakulty i Fakultní nemocnice v Plzni, která se zabývají problematikou sledování biomarkerů v oblasti diagnostiky a prevence nádorových, endokrinologických a dalších civilizačních chorob.
Výsledky shrnuté do monotematických monografií jsou dostupné širokému spektru zdravotnických odborníků v celé ČR, a to jak z teoretických pracovišť vysokých škol a výzkumných institucí, tak z klinických a laboratorních pracovišť nemocnic. Všechna dosud vydaná čísla jsou uživatelům internetové sítě k dispozici prostřednictvím služby www na adrese http://www.lfp.cuni.cz/journals/imj/.
Edice vychází ve dvou jazykových mutacích: české a anglické. V současné době se uvažuje o dalším rozšíření na verzi německou a ruskou.
Autoři sdělení: V. Sechovský, L. Havela.
Přemět sdělení: magnetismus ternárních intermetalických sloučenin uranu.
Zdroj: V. Sechovský, L. Havela, in: Handbook of Magnetic Materials, vol. 4, 11; K.H.J. Buschow, ed., (North-Holland, Amsterodam 1998), pp. 1-289, 309-491; E. P. Wohlfarth, K.H.J. Buschow, eds., (North-Holland, Amsterodam 1988)
První ze čtyř částí nového, jedenáctého dílu série Handbook of Magnetic Materials, vydávané nakladatelstvím North-Holland, se zabývá vývojem magnetických vlastností ve složitějších sloučeninách uranu s dalšími kovovými prvky. Navazuje tak na předchozí kapitolu o intermetalických sloučenách aktinoidů, jež stejní autoři připravili pro čtvrtý díl série. V této práci byla pozornost věnována především binárním sloučeninám uranu, neptunia a plutonia, avšak za poslední desetiletí se pokrok v oblasti magnetismu aktinoidů, tedy látek s částečně zaplněnými elektronovými stavy 5f, promítl především do objemu informací o ternárních sloučeninách uranu, studovaných mj. v kontextu fyziky těžkých fermionů. Na ploše téměř tří set stran se práce postupně zabývá podmínkami vzniku magnetických momentů 5f v kontextu vlastností elektronové struktury, zvláštnostem magnetismu 5f, k nimž patří velmi výrazná magnetokrystalová anizotropie, související se silnou spin-orbitální interakcí v itinerantních systémech, a vznik orbitálního momentu v itinerantních systémech. Dále je podrobně popsán vliv magnetismu na další vlasntosti, jako je elektrický odpor a specifické teplo. Z mikroskopických experimentálních metod je diskutován především význam nepružného rozptylu neutronů a fotoelektronové spektroskopie pro studium dynamiky magnetických momentů a charakteristiky elektronové struktury. Větší část práce je pak věnována popisu vlastností jednotlivých sloučenin a jejich pochopení v rámci obecných tezí, zmíněných v úvodní části. Jednotlivé materiály jsou zařazeny podle stechiometrií a podle typu krystalové struktury. Nejrozsáhlejší kapitoly jsou věnovány sloučeninám UTX (T představuje tranzitivní, X netranzitivní prvek) a UT2X2. Pro přehlednost jsou do textu zařazeny rozsáhlé tabulky sumarizující základní krystalografická a magnetická data jednotlivých sloučenin, text je též doplněn značným množstvím obrázků krystalových struktur a grafů, snažících se v syntetické formě postihnout souvislosti jednotlivých vlastností (magnetických, transportních a termodynamických). Zmíněná publikace je určitou kombinací učebnice specializované na magnetismus aktinoidů s příručkou referenčního typu, jež obsahuje přes 1500 odkazů.
