Jaká teplota našeho těla je normální?  
Začátkem letošního roku francouzští vědci zveřejnili výsledky svého měření, z něhož vyplývá, že mitochondrie v kožních buňkách se při 38 stupních Celsia necítí zrovna moc v pohodě. Aby dosáhly na své teplotní optimum, nažhavují se téměř o deset stupňů výš, než kolik si naměříme v podpaží, nebo konečníku. Protože jde o jeden z velkých biologických objevů poslední doby, sesypala se na autory patřičná kritika. Nejspíš proto, že zkomplikovali odpověď na tak jednoduchou otázku - jaká teplota je pro tělní buňky optimální?

Mito: „Technologie spojená s životem. Upravuje nejlepší možný výkon a nízkou spotřebu.
Mito: „Technologie spojená s životem. Upravuje nejlepší možný výkon a nízkou spotřebu.

Hlavní roli v našem příběhu bude hrát „Mito“. Znalcům zeměpravy se nejspíš vybaví města v Zemi vycházejícího slunce. Osad toho jména tam mají hned několik. Mito je hlavní město v prefektuře Ibaraki a stejný název má i město v prefektuře Aiči a do třetice mají takové i v prefektuře Šimane.

Nám normálním se u pojmu „Mito“ vybaví italský dizajn Alfy Romeo a její nejmenší sporťák, kterým cílí na nás, kteří máme hluboko do kapsy, ale rádi bychom se vozili rychle. V reklamních materiálech se praví, že „Technologie MITO je vždy ve spojení s životem a že má DNA, která má pod palcem hbitost a nejlepší možný výkon“.

Mito (thermo yellow), N,N-dibutyl-6-imino-9-(3-piperidin-1-ylphenyl)xanthen-3-amine.
Technologie pronikající do života mitochondrií zajišťujících nám nejlepší možný výkon a nízkou spotřebu.
Mito (thermo yellow), N,N-dibutyl-6-imino-9-(3-piperidin-1-ylphenyl)xanthen-3-amine. Technologie pronikající do života mitochondrií zajišťujících nám nejlepší možný výkon a nízkou spotřebu.

Je poněkud úsměvné, že si biologové se svými kolegy od šroubků notují stejnými slovy, ale jedni mají na mysli jako zdroj energie motor předoucí si v optimálním provozu zajišťovaném programem DNA, neboli „Dynamic, Normal a All-Weather“ a  druzí pod hnacím motorem míní mitochondrie, které jsou také řízeny DNA. Rozdíl je jen v tom, že v tomto případě jde o deoxyribonukleovou kyselinu a že stroje na energii mají jen několik mikrometrů a že v jediné buňce jich může být třea i sto tisíc. Aby ty miliontiny metru mohli biologové vidět, potřebují k tomu mikroskop a barvičku. Té říkají Mito a právě tou se dnes budeme zabývat. Nejen, že činí neviditelné viditelným, ale jak se ukázalo, umí toho mnohem víc.

Barvičky Mito, jež v nynějším objevu sehrála nejdůležitější roli, je vícero typů. Té původní se říkalo MitoTracker, což v překladu znamená „slídič“. Je to případné pojmenování, dovoluje totiž pozorovat mitochondrie nejen ve fixovaném preparátu, ale i v buňkách živých. Dnes se omezíme na  Mito druhé generace. Dostalo se jí přívlastků „termo a žlutá“. V odborných textech o ní píší jako o MTY, což je zkratkou anglického MitoThermo Yellow. Než se dostaneme k meritu věci tvrzení Francouzů, připomeneme si, k čemu nám jsou mitochondrie dobré.

Mitochondrie - potomek alfaproteobakterií příbuzných dnešním rickettsiím. Dnes jsou z nich semiautonomní organely.
Mitochondrie - potomek alfaproteobakterií příbuzných dnešním rickettsiím. Dnes jsou z nich semiautonomní organely.

Bez listí a možnosti fotosyntézy je získávání energie k životu dřina. Naši předci byli naštěstí chytří a kdysi dávno začali spolupracovat s bakteriemi. Zda šlo o dobrovolnost, nebo jsme je anektovali, se asi už nikdy nedozvíme, ale většinový názor přírodovědců je, že před dvěma miliardami let byly mitochondrie samostatnými organismy, které se nám vmontovaly do života jako parazité. Pro tuto verzi má svědčit fakt, že si stále na tu dobu pamatují a uchovaly si z ní značnou část autonomie. Privilegium - mít svou vlastní DNA, je svým způsobem nelogické až riskantní. Jakoby si stát (v našem případě buňka) všechny své „resorty“ řídil z jednoho centra (jádra a jaderné DNA) a ten nejdůležitější strategický resort – energetiku, ponechal v působnosti bývalého nepřítele.
Na dnes již mírumilovné spolužití s mitochondriemi se ale lze dívat i pohledem strany Starostové a nezávislí a považovat ponechání rozhodování na mitochondriální samosprávě za správné. Ať už tomu bylo a je jakkoliv, výsledek je, že si každá buňka provozuje zmíněné tisíce „elektrocentrál“. Výhodou je, že se nemusí se starat o přenosovou soustavu. Má to ale i svůj rub. Zatímco jadernou DNA nám stačí mít v buňce jen jednu, tu mitochondriální máme tolikrát, kolik máme mitochondrií, což někdy jsou až zmíněné statisíce mtDNA molekul v jedinné buňce.. Všechny nachlup stejné, což málo naplat, nelogické je. Také poskytnout optimální podmínky pro co neúčelnější využití energie v malých a separátních mitochondriích je také nutně problematičtější.

Dominique Chrétien: „Teplotní optimum pro mitochondriální enzymy není okolo sedmatřiceti, nejvýkonnější jsou až při téměř padesáti stupních Celsia.“ French Institute of Health and Medical Research, Inserm.
Dominique Chrétien: „Teplotní optimum pro mitochondriální enzymy není okolo sedmatřiceti, nejvýkonnější jsou až při téměř padesáti stupních Celsia.“
French Institute of Health and Medical Research, Inserm.

Po věcné stránce mají mitochondrie na starosti syntézu ATP, čemuž se většinou říká dýchání. Buněčné dýchání, čímž se míní rozklad celé řady organických látek s cílem vysát z nich energii a zásobit buňku energií prostřednictvím energeticky bohatých molekul. Těmi je adenosintrifosfát (ATP). Mitochondrie neustále tvoří ATP a recyklují ho z toho, co zbylo po jeho použití. Nejde o molekuly k dlouhodobému skladování energie. Mimo jiné i proto, že v buňce na ně není dost místa. Pokud činnost mitochondriím zarazíme, třeba kyanidem, zásoby ATP buňkám dojdou během minuty a je konec. Představu o jaký cvrkot v mitochondriích při syntéze ATP jde, si uděláme z vypočtené spotřeby maratonského běžce. Jeho svaly za dvě hodiny práce na maximum spotřebují tolik ATP (a mitochondrie ho musí vyrobit a recyklovat), kolik běžec sám váží a ještě o něco víc.

Adenosintrifosfát  (ATP). Zásadní molekula pro funkci všech buněk. Při jejím rozkladu se uvolňuje značné množství energie. Slouží jako substrát pro  skupinu enzymů zvaných kinázy. Přenáší fosfátový zbytek na cílovou molekulu.
Adenosintrifosfát  (ATP). Zásadní molekula pro funkci všech buněk. Při jejím rozkladu se uvolňuje značné množství energie. Slouží jako substrát pro skupinu enzymů zvaných kinázy. Přenáší fosfátový zbytek na cílovou molekulu.

Nejde jen o běh. ATP je molekula pro náš život zcela zásadní. Závisí na ní syntéza proteinů, enzymů, hormonů, nitrobuněčný a membránový transport, syntéza RNA,…  Dost důvodů k tomu, aby se vědci o dění v mitochondriích zajímali. Jak se dalo předpokládat, při konverzi energie uvolněné oxidací živin a jejím uskladňování do ATP nejsou tyto naše elektrárničky 100% účinné. Část nevyužité energie rozptylují do okolí jako teplo a mitochondriální membrána v tom hraje roli. Tím jsme se dostali do oblasti dosud málo probádané a se spoustou otázek. Francouzští vědci k pronikání do tajů nitra buňky využili Mito barvičku, která se váže na vnitřní stranu mitochondriální membrány. Tou je MitoThermo Yellow, zkráceně MTY. Nejen, že fluoreskuje, čímž mitochondrie zviditelňuje, ale protože její svit se odvíjí od teploty, lze s její pomocí teplotu mitochondrií změřit. A právě to u buněk lidské kůže (fibroblastů) a také buněk ledviny provedli. Na tom, že při činnosti mitochondrií v nich zjistili nárůst teploty, není nic neočekávaného. Překvapením bylo o kolik. Laicky řečeno, při respiraci se mitochondrie „rozpalují do běla“, neboť jejich teplota je o deset až dvanáct stupňů vyšší, než je našich běžných 36,7.  Francouzský tým z toho vyvozuje, že optimální teplota pro mitochondrie se blíží padesáti (!) stupňům Celsia.

Nick Lane pracuje v Londýně na University College. Obdržel uznání od Královské biologické společnosti a od loňského roku je profesorem evoluční biochemie. K některým interpretacím výsledků francouzského týmu se staví kriticky. Kredit: UC.
Nick Lane pracuje v Londýně na University College. Obdržel uznání od Královské biologické společnosti a od loňského roku je profesorem evoluční biochemie. K některým interpretacím výsledků francouzského týmu se staví kriticky. Kredit: UC.

Závěr

Pravdou je, že mezi kolegy z branže jsou i tací, kterým se tak velký nárůst teploty zdá nedůvěryhodný. Autorům vytýkají, že není tak zcela jisté, že se sonda skutečně váže na vnitřní membránu a že změnu  v emitování světla by částečně mohly přivodit nespecifické reakce. Navrhují výsledek ověřit matematicky. To ale nejde. Mitochondrie, to je takový biologický „mikrovesmír“, v němž běžné zákonitosti a vzorce přestávají platit, podobně jako ve fyzice částic. Jak udělat výpočet prostupu tepla, když toho moc o membránách nevíme a navíc mitochondrie mají membrány dvě a každá z nich je jiná. I když obsahuje vodu, je to voda vázaná. Ta je tam proto, aby dovolovala změnu konformace proteinových molekul.

Ne všechny buňky v našem těle jedou na plný plyn. V průměru se ale dá říci že od svých mitochondrií vyžadují, aby jim  každou sekundu dodaly pro zajištění běžných potřeb, okolo deseti milionů molekul ATP. Lépe se to pamatuje, když si údaj převedeme na potřebu celého těla. Pokud zrovna nejsme v rozvodovém řízení, nebo nedoručujeme zprávu z Marathonu do Athén, tak každou minutu se nám rozloží (a mitochondrie zrecyklují) okolo jednoho gramu ATP.
Ne všechny buňky v našem těle jedou na plný plyn. V průměru se ale dá říci, že od svých mitochondrií vyžadují, aby jim každou sekundu dodaly pro zajištění běžných potřeb okolo deseti milionů molekul ATP. Lépe se to pamatuje, když si údaj převedeme na potřebu celého těla. Pokud zrovna nejsme v rozvodovém řízení, nebo nedoručujeme zprávu z Marathonu do Athén, tak každou sekundu mitochondrie zrecyklují téměř gram ATP.

Laicky řečeno, voda v takovém prostředí necirkuluje ani nepředává teplo tak, jak je ve fyzikálních pokusech běžné. Zatímco vnější membrána se chová jako „normální“ lipidová dvojvrstva, kterou voda a teplo prochází bez obstrukcí, ta vnitřní je prošpikovaná zvláštními proteiny a neobvyklým lipidem (kardiolipinem) a funguje jako lepidlo udržující tvar soustavy, nejspíš aby co nejlépe teplo uchovávala.

 

Matematika, bez znalostí podstaty, je nám tady k ničemu. Proto je použití sond, jako je MTY, a postup, jakým postupoval Chrétienův tým, správnou volbou, která by nám měla dovolit zjistit poměry panující v mitochondriích a nejen v nich. I když Francouzi nedávají odpověď na všechny otázky a některé jejich interpretace v článku nemusejí být správné, podařil se jim husarský kousek. Změnili náš pohled na motory našeho života a ukázali, jak jsou ve skutečnosti horké. Touto svou horkou novinkou ale otevřeli Pandořinu skříňku. V nano světě našich buněk bude hodně věcí jinak, než jak se nám to jeví.

 

Mito Thermo Yellow (MTY). Fluorescenční barva používaná v mikroskopii. Je citlivá na teplo a tak ji lze využít jako teploměr ke zjišťování poměrů uvnitř struktur v buňce. S její pomocí se podařilo zjistit, jak vnitřek mitochondrií „sálá“.
Mito Thermo Yellow (MTY). Fluorescenční barva používaná v mikroskopii. Je citlivá na teplo a tak ji lze využít jako teploměr ke zjišťování poměrů uvnitř struktur v buňce. S její pomocí se podařilo zjistit, jak vnitřek mitochondrií „sálá“.

Představa, že membránu mají mitochondrie poskládanou tak složitě proto, aby fungovala jako chladič, je novým objevem více než zpochybněna. Když se na mitochondrie začneme dívat očima Francouzů, musí nám být podezřelé, že lamely vnitřní membrány k sobě přiléhají nějak moc těsně, a že takové uspořádání proudění pohybu molekul vody, nepřeje. Z hlediska odvodu tepla jde o hloupé řešení, a tak je pravděpodobnější, že struktura funguje opačně. Uspořádání lamel má zřejmě za cíl, aby jedna membrána zahřívala tu druhou a teplo v matrici se uchovávalo.

 

Uspořádání vnitřní membrány mitochondrie se spíše než „chladičem“, začíná jevit jako „kožich“ umožňující rychle zvýšit a udržet teplotu těsně pod padesáti stupni Celsia na co největší reakční ploše. Foto: Terrence G. Frey, State University San Diego
Uspořádání vnitřní membrány mitochondrie se spíše než „chladič“ začíná jevit jako „kožich“ umožňující rychle zvýšit a udržet teplotu těsně pod padesáti stupni Celsia na co největší reakční ploše. Foto: Terrence G. Frey, State University San Diego

Připomíná to dění v paddocku automobilových stájí F1. Než dravcům odmávnou start, motory s pneumatikami jim také předehřívají. I našemu složitému enzymatickému stroji, vyžadujícímu velkou plochu, na níž probíhá  Krebsův cyklus, dýchací řetězec,… a v němž spolupracuje spousta enzymů, je předehřátí pracovního prostředí ku prospěchu. Zvláště když v okolí panuje osmatřicetistupňový mrazivý chlad. Bude na dalších výzkumech zjistit, kdy který enzym pracuje nejrychleji a při jaké teplotě se již začne rozpadat na kusy. A co je pro ten který systém optimum a kam také lze v případě potřeby léčby jít.

 

Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz
Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz

 

Dobrou zprávou je, že u mnohých z enzymů již známe jejich selektivní inhibitory, což se časem ještě zlepší. S jejich pomocí lze bránit tomu nejhoršímu.  To spolu s využitím sond, jakou je MTY, skýtá možnost hlídat kritické hodnoty konkrétních enzymů a nejen v buňkách, ale i v jejich titěrných organelách. O teplotě už dlouho víme, že je mocnou čarodějkou a že strká prsty i do takových věcí, jako jsou poruchy plodnosti, rakovina,… Podle vědců optimistů jsme na prahu zcela nových přístupů v léčbě mnoha neduhů. Dosavadní praxi: „Máte horečku? Berte aspirin“, začíná zvonit hrana.


Literatura

Lane N (2018) Hot mitochondrie? PLoS Biol 16 (1): e2005113. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2005113
Chrétien D, Bénit P, Ha H-H, Keipert S, El-Khoury R, Chang Y-T, et al. (2018) Mitochondria are physiologically maintained at close to 50 °C. PLoS Biol 16(1): e2003992. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2003992
Arai S, Suzuki M, Park SJ, Yoo JS, Wang L a kol. (2015) Fluorescenční teploměr zaměřený na mitochondrie monitoruje intracelulární teplotní gradient. Chem Commun (Camb) 51: 8044-8047.

Satoshi Arai, et al.: Mitochondria-targeted fluorescent thermometer monitors intracellular temperature gradient, Chemical Communications, Issue 38, 2015

Datum: 02.02.2018
Tisk článku

Mitochondriálna medicína a koenzým Q10 - Gvozdjáková Anna
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 651 Kč
cena: 605 Kč
Mitochondriálna medicína a koenzým Q10
Gvozdjáková Anna
Související články:

Chromozom sem, chromozom tam     Autor: Josef Pazdera (02.02.2012)
Narodil se první „GM chlapeček“ s genomem od tří rodičů a je zdráv     Autor: Josef Pazdera (04.10.2016)
Krevní destičky máme "obyčejné" a pak ještě ty "super-aktivované"     Autor: Josef Pazdera (12.10.2016)



Diskuze:

Hrozí Lance Armstrongovi že ho odhalí termovize, nebo že se při předávkování "speed" uvaří?

Josef Hrncirik,2018-03-01 22:08:29

Cyklista je schopný vzlétnout jako bájný Ikarus pomocí šlapacího letadla a ulétnout 1 míli. Přitom prý podává mech výkon cca 900 W. Určitě však jede na kyslík.
Litr krve přese max. 250 mg O2. 1 g glukozy při reakci s 1,07 g O2 uvolní energii cca 17 kJ. Z toho jde max. cca 50% do užitečné práce, tj. min. 50 ale spíše 70% jde do odpadního tepla.
1 g metabolizovaného O2 tedy uvolní cca až 11 kJ tepla, tj. v zásadě ohřeje krev o cca 11000/4.4170=0,7°C. Vyšší teploty lze dosáhnout pouze zapálením tuku v čistém kyslíku rybího měchýře.
Pokud by se uvažovala difúze z plic rovna difúzi do spalovny (asi optimální plán Akbarův), potom při ploše plic 90 m2 s 5,5 l krve je difuzní délka cca 6,1.10**-3cm.
Ve spalovně budiž odpovídající gradient na optimální délce oněch 6,1.10**-3cm rozpuštěného O2 ve vodě 37°C uvolňující tepelný tok odpovídající toku O2, procházející vodou s tepelnou vodivostí 0,006 cgs. D O2 = 2.10**-5 cgs, rozpustnost cca 5 mg/litr. Potom vyjde teplotní spád mezi oběhem a spalovnou jen cca 0,03°C. Převést i 1 kW do okolí lze snadno odpařením cca 0,6 l potu/hodinu. Asi není možné větší přehřátí než o 1°C oproti přicházející krvi, i kdyby se mitochondrie třepaly zimou v termosce.

Odpovědět

ako je to u ektotermov?

Martin Lukáň,2018-02-05 10:05:09

Aký je rozdiel v mitochondriálnych membránach medzi ekto- a endotermami? Nemohlo by to objasniť otázku, či mitochondriálna membrána funguje ako chladič, alebo izolácia, alebo mení svoje vlastnosti dynamicky? Očakával by som, že gradient 10° medzi vnútrom mitochondrie a cytoplazmou môže metabolicky znamenať niečo úplne iné pri teplote tela tesne nad 0°C (pri hibernácii), než pri 38°. Ak by bol ten gradient statický 10°C, nehrozilo by, že sa ektoterm na jednom konci tepelného spektra metabolicky uvarí a na druhom mitochondrie udusia sami seba kvôli nedostatočnému prísunu energie? Ak je tá úvaha relevantná, tak by som predpokladal, že mitochondrie pravdepodobne aktívne menia svoju membránovú štruktúru v odpovedi na zmenu teploty, čo by však znamenalo novú, dosiaľ nepopísanú úroveň termoregulácie.

Odpovědět

Štítna žľaza

Palo Fifunčík,2018-02-04 12:52:33

je vhodné ju spomenúť ,jej hormóny významným spôsobom zasahujú do termoregulácie . Za fyziologických stavov je tvorba tepla v organizme vyrovnaná . Pokiaľ však dochádza k výkyvom v tvorbe hormónov štítnej žľazy v zmysle zníženej tvorby /hypotyreóza/ alebo pri nadmernej produkcii /hypertyreóza/ prejavuje sa to významne aj na poklese resp. vzostupe telesnej teploty . Pri vzostupe telesnej teploty v dôsledku nadmernej tvorby tyreoidálnych homónov dochádza ku tzv.uncouplingu , t.j. odpojeniu oxydácie od fosforylácie v dýchacom reťazci ktorý sa odohráva v mitochondriách , a to sa práve prejaví zvýšenou tvorbou tepla . To sa prejaví samozrejme aj u postihnutého, ktorému jednak stúpa teplota a dochádza ku zvýšeniu srdcovej frekvencie a nezriedka ku poruchám srdcového rytmu , sprievodnej svalovej slabosti a iným prejavom ... Pri hypotyreóze je naopak tvorba tepla znížená , znižuje sa intenzita metabolizmu , čo rezultuje do apatie , adynamie , zníženej telesnej teploty ...

Odpovědět

Amerika

Mojmir Kosco,2018-02-04 10:20:26

No nevím už nejmene od 50 let se ví že mitochondrie fungují nejlépe při 50 c od zjištění že mitochondrie se připojili do buňky s prekambrickeho more ,kdo ví zda postupně chladnutí nebyl důvod toho propojeni.Taktez si nemyslím z vlastní zkušenosti ze by se dali fyzické propočty aplikovat na živé organizmy .trochu mi ten propočet připomíná tvrzení že v jednom bojleru je uskladněno tolik energie kolik stačí na vyslání 1 kg na nízkou oběžnou dráhu ,nebo znamy fakt že snedl jsem jeden rohlík a přibral kilo.V živočišných buňkách je rovněž přítomno v jedné buňce i několik desítek mitochondrií takže když se spalují cukry nebo tuky v tisících buněk svalu stačí i těch 50 c a nemusí se zahřívat na 5000 c jak někdo briskne propočítal totiž plocha oschlazeni je obrovska.

Odpovědět


Re: Amerika - asi som sa nevyjadril úplne zrozumiteľne...

Matej Čiernik,2018-02-04 15:34:27

Myslím, že tu pán Kosco reaguje na moje pochybnosti o schopnosti odizolovať štruktúrou u hrúbke menej, ako 0,2 mikrometra tepelný rozdiel približne 10 st. Celzia medzi vnútrom mitochondrie s teplotou skoro 50 st.C a okolitou cytoplazmou o teplote približne 38 st.C.
Nie, vôbec si nemyslím, že by sa v bunke mala vyskytovať štruktúra s teplotou 5000 st.C.
Mal som na mysli, že by to musel byť úžasný izolačný materiál, ktorý, navrstvený na hrúbku 1 mm by (čisto teoreticky) zvládol teplotný rozdiel 5000 st.C medzi jednou a druhou stranou. V praxi to samozrejme takto nepôjde, určite neviem o materiáli, ktorý by vôbec odolal 5000 stupňovej horúčave (a keby som vedel, tak by ma konštruktéri tokamakov a trysiek raketových motorov vyvážili zlatom). Ale fólia o hrúbke 0,1 mm, ktorá by odizolovala horúčavu 500st.C by sa tiež hodila - to je taký istý tepelný gradient. Ktovie, možno raz taký nanomateriál bude - ale žeby to dokázala mitochondria, ktorá má iné, povedzme, že dôležitejšie veci "na starosti"?

Odpovědět


Re: Re: Amerika - asi som sa nevyjadril úplne zrozumiteľne...

Milan Krnic,2018-02-04 18:32:55

Jak jsem uváděl níže, teplota se nesčítá. Jednoduše řečeno ... Průměruje se. A co se týče mitochondrií, viz opět níže citace z článku o udržování. K vámi zmiňovaným vrstvám, pokud se jedna rozpadne při 90 s. C, rozpadnou se při 90 postupně všechny. To prostě nesečtete (10 vrstev při 900 je nesmysl, stále platí oněch 90).

Odpovědět


Re: Re: Amerika - asi som sa nevyjadril úplne zrozumiteľne...

Pavel Hudecek,2018-02-04 22:51:07

V tomto případě je dobré si uvědomit, že tepelná vodivost je daná poměrem plocha/tloušťka (a pak samozřejmě taky materiálovými vlastnosti, jenžto mohou být na molekulárních škálách i dost exotické). Takže k izolaci miniaturní mitochondrie stačí miniaturní vrstva.

Ve prospěch mitochondrie hovoří i to, že když ji Nkrát zvětšíme, tloušťka vrstvy se také Nkrát zvětší, ale plocha N na druhou krát. Tzn. měníme-li velikost, pak se ve stejném poměru mění tepelný odpor. Tzn. běžné věci jaké známe, mohou mít třeba i milionkrát horší tepelněizolační vlastnosti než mitochondrie.

Nakonec se může stát, že se časem zjistí, že to staré tvrzení o struktuře zlepšující chlazení je správné, protože jinak by byly izolované až moc dobře.

Ale v každém případě je klidně možné, že se časem ukáže chybnost tohoto měření a najdou nějakou látku z mitochondriální plazmy, která to barvivo aktivuje i bez tepla. Vtipné by ovšem bylo, kdyby naopak další pokus, s jinou látkou, narazil na něco co to bude blokovat, takže by vyšel negativní... a pak by to celé upadlo v zapomnění, až by to někdo úplnou náhodou znovu objevil třeba za 20 let:-)

Už asi čtvrtý den mám teploty kolem 39, tak doufám, že neplácám nějaké nesmysly...

Odpovědět

... tu mi nejako nesedí fyzika

Matej Čiernik,2018-02-03 15:12:26

Hmm - mitochondria má polomer asi 0,2 mikrometra, musela by teda odizolovať tepelný gradient viac, ako 10 stupňov na 0,2 mikrometra. To je 5000 stupňov na milimeter. Je to vôbec fyzikálne možné? Ale ťažko k tomu špekulovať, možno zistili len tepelné optimum, ktoré nie je bežne využívané, nakoniec, mitochondrie sú vlastne nie celkom originálnou súčiastkou bunky.

Odpovědět


Re: ... tu mi nejako nesedí fyzika

Milan Krnic,2018-02-04 08:23:54

A my si bláhově dobírali Jána Zákopčaníka za "slunce v duši" ...
Bohužel sčítání teploty takto nefunguje. Nehledě na to, v článku je: "udržet" (!) "teplotu těsně pod padesáti stupni"

Odpovědět

Kolik ATP za minutu

Florian Stanislav,2018-02-02 23:50:19

Článek píše :"Představu o jaký cvrkot v mitochondriích při syntéze ATP jde, si uděláme z vypočtené spotřeby maratonského běžce. Jeho svaly za dvě hodiny spotřebují tolik ATP (a mitochondrie ho musí vyrobit a recyklovat), kolik běžec sám váží a ještě o něco víc. "
Řekněme 30 kg ATP za hodinu, 0,5 kg = 500 g za minutu.
Článek píše :"tak každou minutu se nám rozloží (a mitochondrie zrecyklují) okolo jednoho gramu ATP."
Čili 1g ATP za minutu, čili 60 g ATP za hodinu. A to je řádově v rozporu s prvním tvrzením.
Můj názor: studentka 60 kg ( tedy bez výrazné fyzické námahy) má spotřebovat 10 000 kJ/den, to je 7 kJ/minutu.
Molární hmotnost ATP je 507 g/mol a má se uvolnit asi 30kJ/mol, maximálně 50 kJ/mol. Uvedených 7 kJ/minutu představuje asi 1/5 molu ATP, tedy řekněme 100 g ATP za minutu.

Článek je zajímavě napsaný. Osel je zřejmě dobře zapsaný u Google, jak jsem zadal hledat kolik ATP za minutu, na první straně nabídl tento článek, i když měl teprve 50x načtení.

Odpovědět


Re: Kolik ATP za minutu

Ladislav Žahour,2018-02-03 01:28:53

Pochopil jsem to tak, že první číslo je při maximální trvalé zátěži (maratonec), druhé v relativním klidu organismu.

Odpovědět


Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 08:05:57

To jsme dva. Z citace Stanislava výše je pěkně vidět, jak to dopadá, když vythneme slova z kontextu. Ale také mě to napoprvé zarazilo.
"During a race the marathon runner uses approximately 75 kilograms of ATP, " píší kulturisté.

Odpovědět


Re: Re: Kolik ATP za minutu

Florian Stanislav,2018-02-03 11:01:22

Samozřejmě, výdej energie při běhu je vyšší. Nerozporuji výdej při maratonu, ale v klidu. 1g ATP/min je málo a je ve sporu s celodenní spotřebou energie v klidu ( 10 000 kJ/60 kg/den)

Jde o srovnání 1g ATP/ min v klidu a 500 g ATP/min, což je 500 x víc, což je moc.
http://www.komplexnizdravi.cz/pohyb/energeticky-vydej-cloveka-pri-sportu-a-praci/
Nejvyšší uvedená hodnota (kánoistika závod sprint) je sotva 10 x vyšší než plazivá cyklistika (8 km/h) po rovině.

Odpovědět


Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 12:15:59

Super, člověk snadno najde takový zdroj, který sedí jeho představám.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 12:18:10

Podle vašeho tedy asi 11x nesedí ani ta hodnota od kulturistů. Nevím. uvidím, co na to nejpovolanější.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Florian Stanislav,2018-02-03 15:07:52

Nečetl jste to. Psal jsem, že nerozporuji výdej při maratonu ( ten je srovnatelný za hodinu s tím Vaším kulturistou). Výdej v klidu 1g ATP/min považuji za chybný. Výdej v plné zátěži může být třeba 10x vyšší jak v klidu, ale ne 500x. Nebo si myslíte, že plíce a srdce mohou podávat 500x větší výkon?
Já si to nemyslím. Vy ale používáte správně informace v kontextu, tak na něco přijdete.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 18:03:28

Nebojte, četl. Pro zjednodušení viz např. již vypočítané (kdy zdroj souhlasí s vámi)
https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/termodynamics/prilohy/e1.htm
A tedy 12 000 kJ/den = 74 kg ATP. Tedy maratonec cirka za den 5502*24 = 132048 kJ, což je dotyčný jedenáctinásobek, 814 kg ATP :)

Odpovědět


Re: Kolik ATP za minutu

Josef Pazdera,2018-02-03 17:34:11

Těžko říci,jak to s tou klidovou spotřebou ATP vlastně je. Závisí od toho, kdo co za klidovou hodnotu považuje (zvláště když vychází z měření v kultuře - tedy na Petriho misce. Dalším zádrhelem je, že různí autoři vychází z měření na různých typech buněk a některé buňky v našich tělech mají minimum mitochondrií, jiné jich mají stovky tisíc. U různých buněčných typů je tak rozdíl v mnoha řádech. Asi hodně záleží na průměrování hodnot na celé tělo. U těch, co svůj metrák mají samý sval a námi, kteří jsme dobře připravení na dobu ledovou, to pak i seriózní výpočet lítá v řádech. Zmíněnou hodnotu v gramech za minutu najdeme například Alberts, Bruce, et al. The Molecular Biology of the Cell, 2002. ISBN 0-8153-3218-1. Kdo má pravdu si netroufám tipnout. Asi by bývalo bylo lepší se v článku přiklonit k častěji citované hodnotě a zbytečně jej nekomplikovat.

S tím dobrým zapsáním u Google to je obdobné. Protože na Oslu píšeme o nemocích prostaty, riziku přenosu HIV při sexu, kožních melanomech a články jsou doprovázeny obrázky a fotografiemi.... Google se to natolik nelíbí, že už pomalu není dne aby nás neupozornil, že v některém z tisíců článků nenašel "brutální" , "urážlivý" , "sexistický",.... obsah a že na základě porušování pravidel nám pozastavují účet a reklamu.... Nepodařilo se nám uspět ani argumentací, že bez obrázku, jak vypadá prostata, se neobejdeme, nebo, že článek "Kondomy měnící barvu po styku s pohlavně přenosnou chorobou" je informace o projektu, který vymyslely třináctiletí studenti a realizují jej se svým učitelem a že na něj dostali grant...
Postupně přicházíme na to, že být dobře zapsán u Velkého bratra, není to pravé ořechové :(

Odpovědět


Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 18:12:10

Z toho se nevykroutíte! Požadujeme přesný údaj o energii uložené v ATP, včetně převodu na klasické tatranky, a to u průměrného relativního afroevropana, zápasícího za bouře na lodi. :)
Děkuji za článek, myslím, že není co rozporovat.

Odpovědět


Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Florian Stanislav,2018-02-03 19:23:06

Odkaz
https://kof.zcu.cz/vusc/pg/termo09/termodynamics/prilohy/e1.htm

"Průměrně pracující člověk má spotřebu energie asi 12 000 kJ/den. Z toho hotovostí (poolem) ATP projde asi 40% tj. 4 800 kJ to odpovídá 145 molům ATP (4 800/33), což při molekulární hmotnosti ATP 507 g/mol = 74 kg ATP! Pro 70 kg člověka je to asi 0,73g ATP na kg tělesné hmotnosti za minutu.
Rychlost tvorby ATP se ovšem může pohybovat podle zátěže organizmu, od asi 0,4 g v klidovém stavu do 9,0 g při extrémní námaze. Přitom stálá koncentrace ATP v buňkách různých tkání je udržována v úzkém rozmezí 2-15.10-6 mol/g tkáně.
Takže celý problém sporu je v tom, že hodnota asi 1 g ATP/kg za minutu je vztažena na 1 kg hmotnosti člověka, ne na hmotnost celého člověka.
Nebo na 1 sekundu.

Článek je už opraven pro celého člověka
"tak každou sekundu mitochondrie zrecyklují téměř gram ATP."

Kontrola : 0,73 g ATP/min /kg ~0,73*70 = 50 g ATP/min pro 70 kg člověka ~ 50/60 = necelý gram ATP za sekundu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Kolik ATP za minutu

Milan Krnic,2018-02-03 20:12:46

A divného vám na tom nic nepřijde?
(Napovím. Já bych každý den zmizel)
Každopádně ničemu se meze nekladou, sci-fi nesci-fi.
Jinak, nechtěl byste, když už bude pan Pazdera u těch mnou tvrdě vyžadovaných převodů, také převod na oteplení planetárního klimatu v důsledku zbytového tepla? (a pak bychom těm sportovcům zatopili!) :)

Odpovědět

Radoslav Porizek,2018-02-02 23:23:04

Teplota ludskeho tela ale nie je 37'C ale zhruba 38'C (telove jadro). Bol o tom velmi pekny clanok v Oslovi alebo v SME.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace