وبلاگ شیمی - زندگی - سلامت wellcome to my weblog

از نظر مصرف کنندگان، محصولات ارگانیک همواره از برخی جهات بهتر و سالم تر از محصولات غیر ارگانیک هستند. افزایش علاقه مندی به کشاورزی ارگانیک عمدتاً به دلیل توجه بیشتر برخی مصرف کنندگان به استفاده از تولیدات ارگانیک و پرداخت قیمت های بیشتر برای خرید آنها بوده است. تمایل شخصی برای استفاده از مواد غذایی سالم و اعتقاد به توانایی روش های تولید مواد ارگانیک در پیشبرد اهداف عالی جامعه از قبیل حفاظت محیط زیست، از جمله عواملی هستند که مصرف کننده را به سوی کشاورزی ارگانیک سوق می دهد.

نگرانی از وجود مواد زیان آور در محصولات غذایی عامل اصلی تمایل مصرف کنندگان به خرید و مصرف محصولات ارگانیک به عنوان مواد غذایی عاری از آفت کش ها و مواد شیمیایی است. البته باید توجه داشت که اصطلاح عاری از مواد شیمیایی یک اصطلاح عامیانه و بی معنا است. منظور از اصطلاح فوق عاری بودن از مواد شیمیایی مضر، فلزات سنگین و بقایای آفت کش ها است که البته این امر به طور کاملاً تضمینی و مطلق نیست چرا که خاک زراعی در اثر سال ها استفاده نادرست اکنون بیمار است و تیمار و پاکسازی کامل آن مستلزم گذشت زمان است. اما در هرحال آلودگی محصولات ارگانیک به بقایای مواد شیمیایی مضر، کمتر از محصولات غیرارگانیک است.

مصرف مواد غذایی ارگانیک که دارای حداقل آلودگی هستند، کمک قابل توجهی به حل مساله بقایای آفت کش های می کند. بر اساس گزارشی از فرانسه، میزان آلودگی شیر مادران در این کشور به ِDDT، HCH و PCB (نوعی آلاینده صنعتی) هنوز هم بالاتر از حد استاندارد است. این آلاینده های به تدریج رسوب کرده و غلظت آنها در چربی انسان افزایش می یابد و سپس وارد شیر می شود؛ به طوری که میزان DDT در شیر انسان 127 برابر شیر گاو است. یک پیشنهاد برای کاهش میزان DDT کاهش چربی اضافی قبل از بارداری است و پیشنهاد دیگر مصرف غذاهای ارگانیک است. 

تجمع نیترات در سبزیجات

تجمع نیترات در سبزیجات یکی دیگر از مشکلات حاصل از کاربرد روش های کشاورزی مدرن است.

در حدود %70 ازتی که روزانه جذب می شود، از طریق مصرف سبزیجات و تنها %20 آن از طریق مصرف آب تامین می شود. ترکیبات نیتراته به راحتی توسط گیاهان زراعی جذب می شوند و اگر بلافاصله  به پروتئین تبدیل نشوند به شکل نیترات در سلول ها ذخیره می شوند. ممکن است تبدیل نیترات به نیتریت در اثر بلع یا پختن، و سپس ترکیب آن با آمین ها باعث تشکیل نیترو آمین های سرطان زا شود. ترکیبات نیتریت همچنین از ترکیب با بقایای برخی علف کش ها مانند دی تیو کاربامات ها تشکیل ترکیبات سرطان زا می دهند.

در آزمایشی با مقایسه سبزیجات ارگانیک و غیر ارگانیک، تفاوت فاحشی در میزان نیترات آنها مشاهده شد. در سبزیجات ارگانیک نه تنها تجمع نیترات کمتر است، بلکه نسبت ازت پروتئینی به ازت غیر پروتئینی نیز بالاست.

ترکیبات معدنی و ویتامین ها

وجود یا عدم وجود مواد زیان آور در محصولات غذایی، تنها یک طرف مسئله ارزش غذایی است. این موضوع به خوبی مشخص شده است که استفاده بیش از حد از کودهای معدنی بر ترکیب غذایی گیاهان زراعی تاثیر می گذارد. علت بیماری تب شیر (فقر منیزیم) در گاوهای شیری، افزایش مصرف بیش از حد عنصر پتاسیم به جای منیزیم است که بیانگر اهمیت اثر متقابل عناصر بایکدیگر است.

مطالعات مختلف حاکی از افزایش میزان نیترات، اسیدهای آمینه آزاد، اکسالات ها و همچنین کاهش ویتامین C در اثر مصرف بیش از حد کودهای ازته است.  میزان کلسیم، فسفر، منیزیم، سدیم و عناصر نادر نیز تحت تاثیر سطوح مختلف مصرف کود قرار می گیرد.

در آزمایش در سال 1984 جوجه های تغذیه شده با غذاهای ارگانیک در نسل اول بعد از 4 تا 8 هفته دارای سرعت رشد بیشتری بودند، اما بعد از 32 هفته جوجه های تغذیه شده با غذاهای ارگانیک از وزن بیشتری برخوردار بودند. وزن تخم مرغ جوجه های تغذیه شده با غذای ارگانیک در هر دوسال بیشتر بود. وزن زرده آنها نیز بیشتر بود. اما در جوجه های تغذیه شده با غذای غیرارگانیک، سفیده تخم مرغ آنها دارای وزن بیشتری بود.

تعداد  زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکانهایی دیده اند .مثلا در لوکوموتیو ها .بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل - الکتریکی بهره میبرند و یا در شهرهایی مانند سیاتل اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل - الکتریکی کار وجود دارند .این اتوبوس ها یا بهتر بگوییم نوعی تراموا  وقتی که به سیمهای برق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خودبهره میبرند و زمانی که به این کابل های برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه میدهند .زیر دریایی ها نیز نوعی ماشینهای هیبریدی هستند  که معمولا با یکی از سیستمهای  هسته ای - الکتریکی و یا دیزل - الکتریکی  کار می کنند .

بطور کلی تمام وسایل نقلیه ای که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم و یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشینهای هیبریدی گوییم.

بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی - الکتریکی هستند گرچه بعضی از خودروسازها مانند پژو سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل - الکتریکی نیز تولید کرده اند .خودروهای بنزینی - الکتریکی از نظر کارکرد بین خودروهای الکتریکی و بنزینی هستند .خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین میباشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است  وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی را به چرخ ها میرساند .در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم میکند  وموتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها میرساند .

در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد  نیاز موتور الکتریکی را فراهم میکند و موتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها میرساند.یک خودروی هیبریدی بنزینی – الکتریکی ترکیبی از دو پیشرانه است  که به نوعی میتوانند  مکمل همدیگر باشند . درواقع این خودروشامل  موتور بنزینی،  موتور الکتریکی، و باتری است.

سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی  شامل اجزا زیر است:

** موتور بنزینی :  موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی  خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی  بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش الودگی و ا فزایش کارایی میشود.

** باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد.

** موتور الکتریکی : موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور  پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کا ر است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرونیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر میگرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی)

** ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکترکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته  مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه کار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری  به کار میرود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.

** باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند  . برخلاف بنزین  موجود در باک بنزین  که میتواند فقط به موتور بنزینی  سوخت برساند (یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی).  موتورهای الکتریکی  علاوه بر کار فوق میتوانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی  نمیتواند چنین کاری را انجام دهد.

** سیستم انتقال قدرت : سیستم انتقال قدرت دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله : سری و موازی.

در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی  هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حرکت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال  قدرت نیرو نمی دهد.

عملکرد خودروی هیبریدی:

موتور بنزینی در خودروی هیبریدی معمولا کوچکتر از یک خودروی معمولی است و از این رو بهره وری بیشتری دارد.بیشتر خودروها برای تولید نیروی کافی برای ایجاد شتاب سریع نیاز به یک موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهای کوچک بهره وری و کارایی میتواند توسط کوچک کردن، سبک کردن قطعات ونیز با کاهش تعداد سیلندرها  بهبود پیدا کند.چندین دلیل مبنی بر اینکه چرا موتورهای کوچکتر کارایی بالاتر و بهره وری بیشتری نسبت به موتورهای بزرگتر دارند وجود دارد.

ویژگی های خودروی هیبریدی

**یک خودروی هیبریدی میتواند: انرژی را بازیابی ودر باتری ذخیره نماید. هنگامیکه شما پدال ترمز را فشار می دهید، شما در حال تلف  کردن انرژی در خودرو هستید.هر چه خودرو سریعتر رود انرژی جنبشی بیشتری دارد.ترمز کردن این انرژی را هدر می دهد و به شکل گرما در می آورد.در خودروهای هیبریدی می توان مقداری از این انرژی را بازگرداند و در باتری برای استفاده مجدد ذخیره کرد.این کار با سیستم" ترمز احیا کننده" انجام می گیرد.در این حالت موتور الکتریکی به مانند یک ژنراتور رفتار می کند و ضمن کند شدن حرکت ماشین این انرژی جنبشی را صرف شارژ کردن باتری می کند. 

**بعضی وقتها موتور بنزینی خاموش می شود: یک خودروی هیبریدی همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینی ندارد. بعضی وقتها برای مثال پشت چراغ قرمز می توان موتور بنزینی خودروی هیبریدی را خاموش کرد.  

**به کار بردن اصول ایرودینامیک برای کاهش نیروی فشاری هوا :راه مطمئن برای کاهش این نیرو, کاهش ناحیه جلوی اتومبیل وبه کار بردن اصول ایرودینامیک در آن است. کاهش اشیا خارجی روی بدنه خودرو و نیز حذف بعضی از آنها می تواند در بهبود ایرودینامیک خودرو موثر باشد.

** به کار بردن لاستیک های خاص : خودروهای هیبریدی از یک تایر مخصوص استفاده می کنند که سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادتری نسبت به تایرهای معمولی دارد.نتیجه این کار باعث کاهش نیروی درگ به نصف نسبت به تایرهای معمولی می شود.  

** به کار بردن مواد سبک وزن: کاهش وزن کل خودرو راه ساده افزایش کارایی خودرو است. مواد کامپوزیت مانند فیبر کربن یا فلزات سبک وزن مانند الومینیوم  و منیزیم می توانند در کاهش وزن خودرو به کار روند.

مزایای خودروی هیبرید

شما ممکن است تعجب کنید که چرا اشخاص به این سیستم پیچیده  علاقه دارند علیرغم  اینکه  بیشتر مردم  با خودروهای بنزینی خیلی راحت هستند.دلیل این علاقه دو چیز است اول، کاهش الایندگی و دوم ، بهبود بهره وری و کارایی .اجازه دهید مثالی از استانداردهای آلودگی کالیفرنیا بزنیم.که تعیین می کند چه مقدار از هر نوع  الودگی در یک خودرو می تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل  (mi/g) بیان می شود.برای مثال این استاندارد بیان می کند که مقدار مونو اکسید کربن  در هر مایل نباید از 4.3 گرم بیشتر باشد.

در موجودات زنده  سلولهای تمایز نیافته ای وجود دارد که می توانند سلول هایی را تولید کنند که نهایتاً بافت های تخصصی و اندام ها را شکل می دهند. این سلول سلول های بنیادی نامیده می شوند. دو نوع عمده از بن یاخته ها وجود دارد؛ سلول های بنیادی جنینی ( embryonic stem cell) و سلول های بنیادی بالغ (Adult stem cell). سلول های بنیادی جنینی در توده داخلی بلاستوسیت ( جنین در مراحله اولیه تکوین) قرار گرفته اند و در نهایت به انواع سلول های موجود زنده تکوین می یابند. سلول های بنیادی بالغ در برخی بافت های تخصصی بدن موجودات، از جمله اپیدرم پوست، مغز استخوان، جدار داخلی روده باریک وجود دارد. این سلول ها در بازسازی بافت های مسن نقش دارند.

در درمان سرطان به طور متداول سلول های بنیادی تولید کننده سلول های خونی از مغز استخوان برداشت می شود، ذخیره شده و سپس مجدداً به بیمار پیوند زده می شود تا سلول های خونی تخریب شده در  اثر شیمی درمانی یا رادیو درمانی جایگزین شوند. این پتانسیل برای جایگزینی بافت تخریب شده توجه بسیاری را به استفاده از سلول های بنیادی جنینی برای درمان تعدادی از شرایط دیگر نظیر بیماری پارکینسون، سوختگی های شدید، و تخریب نخاع سبب شد.

سلول های بنیادی جنینی موش به طور گسترده ای برای تولید موش های دستکاری ژنتیکی شده (ترنس ژنیک یا knock out ) برای بررسی بیماری انسان استفاده می شود.

اگرچه، استفاده از سلول های بنیادی جنینی انسان، از آنجا که نیازمند تخریب بلاستوسیت ها می باشد مورد مخالفت آن دسته از افرادی که مرحله جنینی بلاستوسیت  را انسان به شمار می آورند قرار گرفته است. اولین رده سلول های بنیادی انسان  در 1998 با استفاده از سلول های برداشت شده از جنین های حاصل از IVF ایجاد شد. استفاده از سلول های بنیادی جنین در برخی کشورها مجاز و در دیگر کشورها ممنوع یا محدود می باشد.

بیولوژی سلول بنیادی و پیچیدگی های آن

این سلول ها مانند لوح نانوشته هستند، از جنین انسان کمی بعد از لقاح گرفته می شوند. این سلول ها دانشمندان را سردرگم کرده است زیرا در تئوری می توانند هر یک از 200 نوع  سلول بالغ موجود در بدن، از سلول خونی تا مغز، کبد و قلب، را ایجاد کند. آنها می توانند برای مطالعه و درمان بیماری ها و مطالعه بیولوژی پایه آنچه که سرنوشت سلول را تعیین می کند - برای مثال چرا یک سلول قلبی، سلول قلبی می شود- استفاده شوند.

اما مشکلی که وجود دارد خاستگاه آنها – جنین انسان – می باشد چرا که برای برداشت سلول بنیادی جنینی، بلاستوسیت باید تخریب شود. دانشمندی که سلول های بنیادی انسانی را در 1998 استخراج کردند با این مسئله غامض، مشورت اخلاقی قبل از شروع کار، مواجه شدند. اما در نهایت دکتر جیمز تامسون، از دانشگاه ویسکانسیم (Wisconsin) تصمیم به ادامه گرفت زیرا جنین ها از کلینیک های باروری گرفته می شدند و در هر حال به سوی خراب شدن می رفتن و وی این طور استدلال می کرد که این عمل می توان بسیار برای بشریت سودمند واقع شود.

آنچه که برای دانشمندان جذاب است این است  که آیا می توانند برای درگیر نشدن با بحث های اخلاقی، ESC را بدون نیاز به جنین ایجاد کنند. DNA سلول ها مختلف یک موجود یکسان است. سلول قلب از سلول کبدی متفاوت است چراکه ژن های متفاوتی را استفاده می کند اما تمام ژن هایی که سلول کبدی یا هر نوع سلول دیگری را می سازند در این سلول وجود دارد. ژن های ویژه کبد در سلول های قلبی پوشیده می شوند و ژن های ویژه سلول های قلبی در سلول های کبدی پوشیده می شوند.  پس چرا که نه ؟! دانشمندان می توانند با یافتن راهی برای برداشتن تمام ماسک هایی که روی ژن ها را می پوشانند سلول را مستقیماً به سلول بنیادی تبدیل کنند. بدون نیاز به تخریب جنین!

چند سال قبل دو گروه محققان – یکی به رهبری دکتر تامسون – این کار را انجام دادند. آنها کشف کردن که هر دو گروه با افزودن 4 ژن به سلول خواهد توانست خود را بازبرنامه ریزی کنند و به وضعیت اولیه خود، زمانی که یک سلول بنیادی در یک جنین بوده، برگردد. این سلول بازبرنامه ریزی شده همانند سلول بنیادی جنینی، به نظر می رسد که قادر است به بسیاری از انواع سلول های تخصصی تبدیل شود. این توانایی پرتوانی (pluripotent) نامیده می شود.

البته نیاز به سلول های بنیادی جنینی با این سلول های باز برنامه ریزی شده که در اصطلاح سلول های پرتوان القایی  (induced pluripotent stem cells; I.P.S.C.) نامیده می شوند، مرتفع نمی شود، چرا که بیولوژی بن یاخته ها از آنچه که این دانشمندان تصور می کردند پیچیده تر است.

گذشته از بن یاخته های با منشا جنینی، نوع دیگری که به اصطلاح بن یاخته های بالغ (adult stem cells) گفته می شوند در همه ی بافت ها یافت می شوند. اما با پتانسیل محدود چراکه این گروه از بن یاخته ها تنها می¬توانند به سلول های بافت خاستگاه شان تبدیل شوند.

حال محققان در تلاشند که دریابند آیا IPSC`s حقیقتاً مشابه آنهایی هستند که از جنین بدست می آید. چراکه برخی محققان اظهار داشته اند که تفاوت های ظریفی بین این سلول ها و سلول های بنیادی جنینی یافته اند. بنابراین در این مرحله دست کم برای انجام مطالعات مقایسه ای نیاز به سلول های بنیادی جنینی غیر قابل اجتناب است.

اخلاق پژوهشی و فناوری  بن یاخته

بن یاخته ها در زمینه های متفاوتی از تحقیقات پزشکی و سلامت، پتانسیل نشان می دهند و مطالعه آنها می تواند به ما در درک چگونگی دگرگونی آنها به سلول های تخصصی که بدن ما را می سازند کمک کند. برخی از شرایط پزشکی حاد، نظیر سرطان و نقص های مادرزادی، از اختلالاتی که جایی در این مسیر اتفاق می افتد حاصل می شود. بنابراین درک بهتر مراحل تکوین نرمال سلول ما را در درک بهتر و شاید تصحیح اختلالاتی که این شرایط بالینی را ایجاد کرده، یاری می کند.

همچنانکه این علم و فناوری به پیشرفت ادامه می دهد، دیدگاه های اخلاقی بیش از پیش آن را احاطه می کند. بنابراین دانش آموختن و اکتشاف در این زمینه به لحاظ علمی و اخلاقی، باید با هم همسو شود.