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Le cellule cerebrali si scambiano le batterie

06.08.2016

La trasmissione degli impulsi nervosi richiede molta energia, quindi non sorprende che molti mitocondri si trovino nei neuroni - organelli speciali chiamati centrali elettriche della cellula. Esternamente i mitocondri sembrano serbatoi di membrana, ma all'interno ea livello molecolare sono molto complessi: sono letteralmente imbottiti a sazietà con una varietà di enzimi che, con l'aiuto dell'ossigeno, estraggono energia dai legami chimici di varie sostanze e convertono sotto forma di una molecola di ATP - in questa forma, l'energia della cellula facile da immagazzinare e facile da usare.

I mitocondri hanno il loro DNA e possono dividersi da soli, quindi non ci sono problemi con il loro numero. Tuttavia, come tutto il resto, si consumano, invecchiano, cessano di svolgere le loro funzioni come dovrebbero. E poi il neurone semplicemente se ne sbarazza: nel 2014 è stato pubblicato un articolo che descriveva come i neuroni “sputano fuori” i mitocondri diventati inutili e come vengono immediatamente assorbiti dalle cellule di servizio del sistema nervoso, gli astrociti, il cui compito è per fornire ai neuroni condizioni favorevoli per il lavoro, inclusa la rimozione di una varietà di detriti molecolari e cellulari.

E poi En Lo (Eng Lo) e Kazuhide Hayakawa (Kazuhide Hayakawa) del General Hospital del Massachusetts hanno pensato che forse stava accadendo il contrario: che i neuroni non solo possono sputare i mitocondri, ma anche assorbirli in se stessi. Inoltre, anche prima, qualcosa di simile è stato trovato nelle cellule staminali del midollo osseo e nelle cellule polmonari: sotto forte stress - ad esempio a causa di una ferita - le cellule staminali, trovandosi accanto alle cellule polmonari, danno loro i loro mitocondri.

Se i neuroni prendono davvero mitocondri estranei, ciò accade in un momento difficile per loro, in caso di danno, malattia, ecc. Come abbiamo detto, le condizioni per il lavoro e il benessere dei neuroni sono fornite dagli astrociti, che sentono se i loro reparti sono malati.

La proteina immunitaria CD38 è un campanello d'allarme, e quando i topi sono stati geneticamente modificati per produrre CD38 in eccesso, è stato possibile osservare che gli astrociti dei topi rilasciavano nell'ambiente i loro mitocondri sani e normali. Il fluido nutritivo, insieme ai mitocondri “sput out”, veniva poi trasferito ai neuroni morenti, che li assorbivano durante il giorno, riprendendo gradualmente i sensi: i neuroni avevano più energia (letteralmente, sotto forma di molecole di ATP), hanno vissuto più a lungo e hanno persino formato nuovi processi.

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Carta sviluppata che trasforma il calore in elettricità 12.02.2019

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I batteri nell'acqua contenente zucchero e nanotubi di carbonio producono fibre di nanocellulosa. Di conseguenza, si ottengono lastre morbide, in cui i nanotubi di carbonio sono già "cuciti". Questi tubi, di spessore paragonabile alle fibre di cellulosa, hanno un effetto positivo sulle proprietà meccaniche del polisaccaride: diventa più forte, più elastico, cambia facilmente forma e non perde la sua conduttività elettrica. Un altro importante vantaggio: il materiale risultante non danneggia l'ambiente, può essere riciclato e riutilizzato.

Gli scienziati aggiungono che il nuovo materiale ha una maggiore resistenza al calore rispetto ad altri materiali termoelettrici a base di polimeri sintetici, consentendogli di resistere a temperature fino a 250°C.

Il nuovo dispositivo può essere utilizzato per generare elettricità dal calore residuo per caricare i sensori utilizzati nell'IoT, nell'agricoltura 4.0 o nell'industria 4.0. Nel prossimo futuro, una persona sarà in grado di indossare dispositivi con tali "centrali elettriche di carta": ad esempio dispositivi medici o sportivi. Poiché la "cellulosa batterica" può essere prodotta in casa, forse ci avvicineremo a un nuovo paradigma energetico: gli utenti potranno creare i propri generatori elettrici.

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