HIV kontrollijatest

HIV nakkust paremini taluvatest nakatunute üldnimetuseks on "elite controllers" ja "HIV controllers". Nende valgeliblede hulk püsib ravimiteta normaalsena ja viirusosakeste hulk vere milliliitri kohta on alla 50 või tuvastamatu. Osadel patsientidel paistab põhjuseks nakkus vähemohtliku HIV mutandiga kuid mitte enamikel. Kaitsvaks võib olla üks versioon HLA-B geenist.

Tavaliselt kaasneb HIV nakkusega üle kümnete tuhandete HIV osakeste esinemine milliliitris veres ja CD4 sisaldavate valgeliblede vähenemine kuid vähem kui 1% nakatunutest püsib HIV koopiate hulk veres madalana ja valgeliblede hulk ei muutu oluliselt. Ühe kaistva eeldusena paistab ühe nukleotiidine mutatsioon HLA-C geenis. HIV'ga seonduvate antigeenide hulk paistis ühes uuringus nakkuse kontrollijatel väiksem, kui raskeneva nakkuse korral. Kontrollijatel paistab suuremat HLA B*57, B*5801 ja B*27 alleelide ekspressiooni. 


Alla 0,2% HIV nakatunutest esineb alla 50 genoomi osakest milliliitris järjest üle 10 aasta. Enamikel paistab seejuures nakkusvõimelise HI viiruse esinemist. Lisaks sobivatele alleelidele paistab põhjusena ka kiired interferoonist sõltuvad restriktsioonifaktorid ja T rakkude võime kergemini HIV valke ära tunda. Restriktsioonifaktoritest oluliseimad paistavad sõltuvana APOBEC3 ekspressioonist. Kui suur mutatsioon rikub ära APOBEC3, siis kasvab nakkuse võimalus. Selle piirkonna geene ekspresseeritakse vähe rakkudes, mida HIV nakatab. 
Valge rassi esindajate jaoks paistab alleel HLA B*5701 suuremat kaitset pakkuvana ning Aafrika päritolu korral B*5703 alleel.

AIDS'i eest kaistvat mehhanismi ei paistnud erinevate alleelide puhul. Immuunsüsteemi osas on neil mingil määral aktiivsem ja teistes osades vähemaktiivsem immuunvastus, mis teeb põhjuse leidmise keerulisemaks. 

Tehislihastest

Tehislihaseid on loodud paljudest materjalidest ning ühe ühise tunnusena kasutatakse nende tegemises polümeere, mis sarnaselt liimidega moodustavad lahuse kuivamisel koormust taluvaid materjale. Erinevusena liimist saab neid materjale panna elektri mõjul suuremal määral kuju muutma. 
Liikuma paneva jõuna kasutatakse laenguga osakeste tõukumist või tõmbumist mida võib saavutada elektriga või ioonide lisamisega materjalile. Materjali tahkumisel võib sellesse jääda tahtlikult lisatud positiivseid või negatiivseid ioone sisaldavaid keemilisi gruppe, mis mõjutavad hiljem lisatud ioonide mõju materjalile.

Aerogeeli lehti tehti tselluloosi ja teiste väiksemate molekulide soojendamisel. Polümeeride setitamisel saadi materjal mida sai panna kokku tõmbama või paisuma ning ei näidanud vähemalt eksperimendi jooksul lagunemise märke.


A, b ja c tähistasid vastavalt 1, 2 ja 3 g raskuse olemasolu. Metanooli keskkonnas toimus aeglane materjali lühenemine ja vee sees kiirem paisumine. Kolmeaastane säilitamine ei muutnud materjali omadusi.

Tehislihaste liikuma panijateks on muuhulgas elektrostaatilisus, ioonid, elekter ja molekulide kuju muutmine.

Imetaja bioloogilise lihaskiu omadused. Strain tähistab kui palju võivad mõõdud muutuda. Võrdluseks on see esimene väärtus piesoelektrilisel liikumisel 0,1%. Stress ühikuga paskalit ruutmeetri kohta näitab kui palju võib materjalis paindumise tõttu siserõhku tekkida ning maksimumi ületamisel võib materjal murduda või rebeneda. Modulus näitab mõõtude kahekordistumiseks vajalikku survet kuid nagu paljude teiste materjalide puhul toimub ennem katkemine. Võimsus kilogrammides on võimaldab lihaste kilogrammil teha tööd, millest piisaks näiteks 5-20 kg raskuse objekti gravitatsioonile vaatamata ülal hoida.

Dielektrilised elastomeerid (pildil neid kasutav robot) sisaldavad kahte elektroodiplaati ja nende vahel olevat dielektrilist materjali. Voolu läbi juhtimisel võib panna plaadid üksteisele lähenema ning tekitada suhteliselt suurt jõudu kõrvalistes suundades. Ruumala arvestades võivad need teha tööd 3.4 MJ/m³ ehk ~400 korda rohkem kui bioloogilised lihased. Strain protsent võib neil olla 10-380%.
Kuna ehitus on lähedane kondensaatori omaga, siis saavad metallplaadid koguda staatilist elektrit ning kogutud elektrostaatiline energia hulk kasvab elektrivälja ruuduga. Saadava mehhaanilise energia hulk on võrdne umbes elektrilise välja panekuga neljandasse astmesse. See suhe annab elektrihulka arvestades suhteliselt maksimaalse mehhaanilise võimsuse maksimumilähedase pingega mis saab olla enne kui elekter hüppab ise ühelt elektrit juhtivalt plaadilt teisele. Liikumapanevaks jõuks on plaatidevaheline elektrostaatiline tõmme või tõukumine mitte voolu enda levik ühelt plaadilt teisele. Kasutatud pinge on tihti üle 1000 voldi ja suurematel seadmetel võib see koos kõrge vooluga ohtlikuks saada.

Ferroelektrilised polümeerid kasvavad voolu mõjul kuni ~10% taluvad siserõhku 0.3–1.2 GPa ja  teevad massi kohta tööd 1 MJ/m³. Üheks parimaks selliseks materjaliks on polüvinüüliga fluoriid. Pildil on alfa faas tavaolekus ja beeta faas voolu all. Fluor on väga polaarne ja elektri mõjul lähevad polaarsed grupid ajutiselt ritta (beeta faasi) põhjustades polümeeri pikenemist ja peenemaks saamist.

Ioone kasutavad tehislihased sisaldavad polümeere ja lahuses olevaid ioone. Kui ioonid sisenevad materjali, siis põhjustavad need selle paisumist ja väljumisel tekib kahanemine. Eeliseks on väike voltide hulk nagu näiteks 1 volt.
Süsinik nanotorudega materalid võivad koosneda torusse keeratud grafeenist. Mõõtusid ideaalis kahekordistav surve on üheseinalisel nanotorul 640 GPa kuid katkemine tekib 20-40 GPa juures, mis on suurim teadaolev järjepideva kiu tugevus. Need arvud on palju väiksemad seni tehtud suuremates nanotorudest nööridel ja lehtedel.

Elektri mõjul tekib nanotorudes elektrostaatiline tõukumine sarnaste laengute vahel. Jäikuse tõttu on venimine tavaliselt alla 2%. Võimsus massi arvestades on 270 W/kg. Kuna ioonid saavad nanotorude poorides hästi läbi, siis on neil kiire alla 10 ms reaktsiooniaeg ja kuigi korraga võivad mõõdud muutuda alla 2% saab seda mingil määral kompentseerida kiire vahelduva laengu muutmisega. Ideaalsetes tingimustes võib nende maksimaalne töövõime olla 10⁸ J/m3 (piisav ~100 000 tonni tõstmiseks) kuid sellisel juhul ei tohiks need üksteise vastu hõõrduda, kiud peaks korrapäraselt ja pikalt paiknema ning praktikas langeb see väärtus järjest suuremate ja paksemate nanotorudest nööride või lehtede tegemisel.

Eelisena taluvad need hästi temperatuuri säilides kuni 450 C kraadist õhku või hapnikuta keemiliselt vähemaktiivset gaasi üle 1000 C juures.

Maksa siirdamine

Üldiselt siirdamisest. Identse kaksiku kudesid saab siirdada vähese immuunvastusega kuid geneetiliselt võõrama isiku või liigi kudede siirdamisel ründab immuunsüsteem kudet. Samalt doonorilt siirdades on teisel siirdamisel tugeam immuunvastus siirdatud koe vastu.
Siirdatud organ võib töödata paar päeva kuid liigse põletiku tekkel tekib palavik, organi suurenemine, organi võimalik veritsemine ja läbi naha katsudes tundlikkus. Tavaliseks on organit kahjustavate valgeliblede kogunemine.

Esimene edukam maksa siirdamine õnnestus 1967. aastal. Patsient suri aasta hiljem siirdamise põhjuseks olnud maksavähi tõttu. Suremus püsis aastaid kõrgena operatsiooni keerukuse ja ravimite kõrvalmõjude tõttu. Ühest küljest pidid ravimid immuunsüsteemi piisavalt nõrgestama, et keha doonororganit ei ründaks aga samas liiga valimatu immuunsüsteemi nõrgestamisega võis kergesti nakkuste kätte surra. Suremus vähenes 1979. aastal kui tsüklosporiini kasutuselevõtuga sai immuunsüsteemi valikulisemalt piirata. 
Doonorikandidaat võidakse valida eelistatult selle järgi, kes vajab organit kiiremini. USA varasema süsteemi järgi oli määravamaks järjekorras oldud aeg. Kiiremat vajadust võidakse mõõta vere hüübimise ja bilirubiini taseme järgi või hinnates kui tõenäoliselt võib patsient vastasel juhul surra 3 kuu jooksul. 
Vahel siirdatakse maksaga koos kasvaja, mis ei muuda tavaliselt ellujäävust kui selle mõõdud on alla 5 cm või isegi kui neid on kuni 3 aga alla 3 cm diameetriga ning ei paista veresoonte kasvu kasvajasse. Harva esineb halvaloomulisi kasvajaid.
Alkoholi tekitatud maksapuudulikkuse korral on reeglid rangemad eeldades vähemalt 6 kuud kestvat kainust, toetust pere poolt ja võõrutusravi. Teadaolevalt hakkab ~20% pärast siirdamist uuesti jooma.
Enamasti saadakse maks surnud doonorilt. Esialgse nõudena peab veregrupp sobima ja maks peab mahtuma patsiendi sisse. Sobivust valgelibledega ei pea testima aga testitakse HIV ja hepatiidi vastu ning kontrollitakse maksa näitusid. 
Kindlaks vastunäidustuseks on hepatiidi ja HIV'i antigeenid ning vähemrangeks piiranguks on surnus vähi esinemine. Halvaloomuliste kasvajate puhul arvestatakse kui tõenäoliselt leviks see maksa sisse, sest näiteks ajuvähk levib harva maksa. Rasvased maksad ei tööta hästi ja on tundlikumad infarktide suhtes.
Vanus pole range piirang ja vahel kasutatakse 80 aastaste maksa kuigi vanurite maksad on tundlikumad külma ja verepuuduse suhtes.
Lastele siirdamisel kalduvad maksad olema liiga suured olla ja enne siirdamist lõigatakse need väiksemaks kasutades patsiendis paremat poolt maksast.
Elusdoonorite puhul siirdatakse tavaliselt vasak pool maksast, mis on väiksem ja jätab doonorile suurema osa maksast. Samas osad patsiendid vajavad tervet maksa kui neil juhtub olema maksaveeni kõrgvererõhk, neerukahjustus või üldine halb tervis.
Donoril võib esineda nakkusi, soole ummistus, sapi leke ja 1/350 tõenäosus surra.
Siirdamise järgselt võib tekkida vajadus uue siirdamise järele kui bilirubiini hulk tõuseb ja vere hüübimine ei parane. Soontes võib tekkida ummistus, mis võib maksa ohtlikult kahjustada.
Immuunsüsteemi inhibeerijate vajadus kaldub enamikel aja jooksul langema. Tavalisteks kõrvalnähtudeks on nakkuste ja osade kasvajate sagenemine. Tsüklosporiin ja steroidid põhjustavad tihti kõrgvererõhku, luude hõrenemist ja diabeeti. Tsüklosporiin võib kahjustada neerusid ja neuroneid. Luude hõrenemist võib põhjustada stressihormoonide kõrvalmõjud nagu aeglasem kaltsiumi imendumine soolestikust ja kiirem väljumine neerudega.
Hepatiit C on üks tavalisem siirdamise põhjus kuid see püsib ka siirdamise järgselt.

Ureemia

Ureemia on tihti neerude kahjustusega tekkinud uurea kuhjumine kehasse, mis võib kahjustada veresooni ja närvisüsteemi ning anda hingeõhule uriini lõhna.

Veresoonte  lupjumine on kroonilise neerukahjustusega patsientidel väga tavaline. Ühe põhjusena paistab soontes tavaliselt luude moodustamises osalevate geenide tootmine.

Ureemia tekitatud närvisüsteemi häired on kõige tugevamad järsemal neerupuudulikkuse tekkel olles vähem märgatavad aeglase kroonilise neerupuudulikkusega. Tavalisteks kahjustuste põhjusteks lisaks veresoonkonna häiretele on aminoglükosiidid, radioaktiivsed värvained meditsiinis, orgaanilised lahustid (sh etanool), raskemetallid, kõrge palavik, glükoolid, korraga liiga paljude punaliblede lõhkemine, lihaste lõmastusel või teiste vigastustega vabanenud müoglobiin ning raseduse korral tekkivad häired.  
Närvisüsteemi häireteks on keha happesusega tekkinud hingeldamine, epilepsia ja surma lähedases faasis kooma. Varajasteks sümptomiteks on uimasus, ärrituvus, keskendumishäired ja kohati emotsionaalsus. Sümptomid võivad sarnaneda kõrgvererõhuga ja sellega kaasnenud närvisüsteemi häiretega. 
Üheks raviks on toidus valkude vähendamine.

Ureemia korral on verejooksud tavalisemad. Vereliistakud võivad seejuures normaalsed paista kuid veritsemise aeg on pikenenud. Raskema neerukahjustusega patsientidel kestis veritsemine keskmiselt 8,4 minutit võrreldes tervete 3,6 minutiga.

Bilirubiin

Bilirubiini teke heemist. Heemi leidub hemoglobiinis ja teistes heemi valkudes. Bilirubiin kogutakse maksa rakkudesse ja saadetakse sapipõie kaudu soolestikku kus seda lagundatakse edasi. Maksahäirete või sapipõie ummistuste/vigastuste puhul võib see hakata kogunema verre tekitades raskemal juhul kollatõbe ja sellele omast kollakat välimust. Sapipõie ummistuse eemaldusel kulub nädalaid bilirubiini hulga normaliseerumiseks.

Bilirubiin seondub suurema kontsentratsiooni korral veres oleva albumiiniga seondudes sellega raskemal juhul jäädavalt takistades selle paari väljumist sapi või uriiniga. Päevas toodetakse ~4 mg bilirubiini kg kehamassi kohta. Kui bilirubiini hulk moolides (tavaliselt 3–17 μmol/l) ületab albumiini hulga (tavaliselt 500–700 μmol/l), siis saab bilirubiin rakkudele kindlamalt toksiliseks. Toksilisust neuronitele võivad täiendavalt võimendada põletikuvastased ained ja teised albumiiniga konkureerivalt seonduvad ained, mis suurendavad seondumata bilirubiini hulka.
Sapi kaudu väljutamisel on oluliseks UGT1A1 geenilt loodud ensüüm, mida on sündides vähe kuid mille hulk kasvab kiiresti esimese 10 elupäevaga. UGT1A1 sünteesi kiirendavad muuhulgas barbiratuurid ja bensodiasepiinid (kirjutati "vähemalt 25%" bilirubiini vähendamisest täpsustamata aja jooksul). 

Enamus vastsündinutest on mingil määral kollatõvega kuid enamasti pole see probleemiks ja läheb ise üle.

Üldnimetus kõrge bilirubiiniga tekkinud närvisüsteemi häiretele on kernicterus, mis tähendab saksa keeles kollast tuuma. Kõrge bilirubiini taseme korral värvuvad osad piirkonnad ajus kollasemaks. Kahjustused on tavalisemad vastsündinutel. Tavalisteks põhjusteks on loote ja ema vere sobimatus või vere kogunemine kehas väljaspool veresooni. Kahjustused algavad kontsentratsioonil ~30 mg/dl. Kahjustusi leidub tavaliselt basaalganglias, hippokampuses, medullas ja väikeajus. Sümptomiteks on tavaliselt spastilisus, lihasnõrkus, kõrge palavik, oksendamine ja raskemal juhul surm. Pikaajalise bilirubiini liia korral tekib juhuslikke levivaid lihaskokkutõmbeid, kuulmise kaotust ja spastilisus. 

Ühe ravina sobib eriti sinise valguse käes olemine bilirubiini väljumise kiirendamiseks kuna valgus muudab bilirubiini kuju ja laseb sellel väljuda ilma maksa poolse töötluseta.

Bilirubiin kahjustab põhiliselt kuulmerada, keskaju, limbilist süsteemi ning elektrolüüte ja hingamist reguleerivaid alasid. Mõtlemine säilib tavaliselt hästi ka halvatuse või kuulmiskaotuse korral. Surmava  kahjustuse korral on surma põhjuseks hingamise puudus või püsiv epilepsia.

80% bilirubiinist pärineb lagunevatest punalibledest. Tervise juures olles suudab keha hoida selle taseme normi piires isegi maksimaalse punaliblede toodangu puhul luuüdis, mis võib tõusta 8 korda üle tavakiiruse. Üheks tavalisemaks bilirubiini teket kiirendavaks sündmuseks on sinikate tekkel vere kogunemine naha alla ja nende lagundamine.

Lisaks neuronitele kahjustab bilirubiin ka punaliblesid põhjustades nende lõhkemist, heemivalkude vabanemist ja lisanduvat bilirubiini teket. Täiskasvanute punaliblede jaoks on seondumata bilirubiin kontsentratsioonil 171 μmol/l punaliblesid moonutava ja liituma paneva toimega.

Laktoosi talumatus

Septembris kirjutan vist põhiliselt siia lehele.

Laktoosi talumatus on tavaline nähtus imetajatel mille tõttu kaob tavaliselt täiskasvanu eale lähenedes võime laktoosi omastada ja tekivad seedehäired kõhulahtisusest oksendamiseni, mis ei lase mugavalt piimast ära elatuda ja sunnivad uusi toiduaineid leidma. Samas olen korduvalt kuulnud jutte nagu oleks see mingi uus nähtus, mida põhjustavad mingid tänapäevased kemikaalid. See ei ole ka ainuke näide kus iidseid inimestest vanemaid nähtuseid aetakse tänapäeva ühiskonna või toodete süüks.

Laktoos ei imendu soolestikust verre kuid laktoosi taluvatel toodetakse soolestiku karvalaadsete rakkude pinnal laktaasi, mis lagundab laktoosi imenduvaks glükoosiks ja galaktoosiks. Imendumata laktaas läheb soolestiku bakteritele, kes toodavad selle energia abil seedehäireid põhjustavaid aineid. Imetajad toituvad tavaliselt esimestel elukuudel piimast kuni tekib võõrdumisfaas (weaning) pärast mida nad ei taha piima juua.
Laktaasi tootmine väheneb inimestel alates ~2.-3. eluaastast saavutades püsiva hulga ~5.-10. eluaastal. Teismeeaks tekib tavaliselt laktoositalumatus. Erandlikult langeb laktaasi tootmine vähem paljudel põhja-eurooplastel ja osadel rändkarjakasvatajatel.
Laktaasi tootmise muutumise mehhanism pole teada kuid peaaegu alati on seostatud seda ühe nukleotiidise muutusega. Laktaasi geeni 13910. nukleotiidi kohas tekitab T nukelotiid püsivat laktaasi tootmist ja C laktoositalumatust.
Üksikjuhtudel on juba sündides eluohtlik laktoositalumatus, millega kaasneva surmava kõhulahtisuse vältimiseks tuleks anda eelnevalt laktaasiensüümidega laktoosivabaks tehtud piima.
Soolestiku nakkuste ja põletikuga kaasneb vahel laktoosi taluvatel inimestel ajutine laktoositalumatus, mis läheb tavaliselt paari nädalaga mööda.
Tavaliselt tekivad liigse laktoosi koguse järgsed sümptomid 0,5-2 tunniga sisaldades iiveldust, suurenenud gaaside tootmist, kõhukrampe ja kõhulahtisust. Osaliselt tekitab kõhulahtisust osmoosiga soolestikku tulnud vesi ja lisaks bakterite tekitatud käärimisreaktsioonid.
Ühe ennetusena on tavaliseks laktaasi sisaldavad tabletid, mis mõjub ka süües.

Näited laktaasi tootmise vähenemisest seal ja rotil. Sea puhul on näidatud peensooles toimuvat laktaasi konstentratsiooni langust nädalates ja rotil päevades. Peensoole osad mao juurest jämesoole läheduseni on nimetatud vastavalt ülalt alla. Roti puhul paistab samaaegselt sünnijärgselt sahharoosi lagundava sukraasi tootmise kasvu. Piima andmine aeglustas veidi muutusi laktaasi tootmises kuid mitte sukraasi tootmises ja stressihormoonid suurendasid veidi sukraasi toodangut muutmata laktaasi toodangut.

DNA vahele jäävatest ainetest

Laborisse tööle minnes hoiatati ühe esimese asjana, et etiidium bromiidi (all pildil) ei tasu naha vastu lasta. Eri inimestel olid eri arusaamad selle ohtlikkusest kuid sellise funktsiooniga ained peaks olema vähemalt mutatsioone soodustavad.
Etiidium bromiid (EtBr) on korraga toksiline ja DNA uuringutes kasutusel selle pärast, et see jääb DNA vahele kinni ja teeb selle vähemalt UV valguses selgemalt nähtavaks. Toksilisus ei paista väga kõrge ja seda on kasutatud kariloomade nakkushaiguste vastu.
Pildil illustreeritud elektroforeesiga saab näha kas EtBr'ga värvitud DNA on lagunenud (väiksemad jupid levivad kaugemale kui suured) kohast või ka kas see on riknenud (paljudeks juppideks lagunenud). Kuigi elektrivool surub DNA juppe läbi geeli, püsib EtBr edasi selle küljes olles omaette näiteks sellest, kui tugevalt võivad sellised ained DNA sisse kinnituda.

DNA vahele kinnituvate ainete ühiste tunnustena paistavad mitme süsinikrõngaga molekulid, aromaatne struktuur nagu näiteks benseen ja tasapinnaline molekuli kuju (DNA aluspaarid on pikisuunaliselt mõõtes ~0,3 nanomeetrised ja nende vahele sattuvad molekulid ei saa palju paksemad olla).

Toidus võib mitmerõngalisi mutageenseid või vähki tekitavaid aineid tekkida kõrge kuumuse kasutamisel nagu näiteks grillimisel või suitsukala tegemisel. Suitsetamine on üks levinum DNA'd kahjustavate ainete allikas.

Inimeste peal praktikas tõestatud mutageensusega on thalidomiid, mis mõjub rahustina ning mida kasutati hommikuse iivelduse vastu kuni avastati, et see põhjustas lastel väärarenguid. Teiste kõrvalnähtudena kahjustab see perifeerset närvisüsteemi kuid vaatamata väärarengute tekkele on seda uuritud kasvajavastase ainena, sest see takistab uute veresoonte kasvu aeglustades sellega veidi kasvajaid toitvate uute veresoonte teket.

Proflaviini on kasutatud haavad või pindade bakteritest puhastamiseks kuid mutageensuse tõttu on see nüüd vähem kasutusel.

Daunorubitsiin on kasutusel kemoteraapias leukeemia vastu kuid samas on see tugevalt toksiline rakkudele. Verre süstimisel on vähem nähtavaid kahjustusi, kuid lihtsalt naha alla või lihasesse süstides põhjustab see kohalike rakkude suremist.