Найкращий спосіб охолодження

Протягом десятиліть для запобігання серйозним захворюванням медики успішно розробляли вакцини. Але, на жаль, не завжди спрацьовували самі механізми розповсюдження медикаментів. За оцінками Всесвітньої Організації Охорони Здоров’я, з усіх вакцин, що виробляються і продаються, тільки 50 % виготовлено успішно. Крім того, відсутність охолодження у важкодоступних місцях свідчить про те, що допомогти можна тільки 50 % дітей, які належать до групи ризику.

Вирішення проблеми доступності вакцини полягає у дотриманні всіх етапів її охолодження. За оцінками експертів, в країнах, що розвиваються, на базах доставки медикаментів встановлено близько 6 тисяч медичних холодильників, які працюють завдяки сонячній енергії, їхня функція полягає в збереженні вакцин в умовах надійно низьких температур. За середньої вартості від 5 000 до 7 000 доларів за холодильну установку загальний обсяг інвестицій складає більше ЗО млн доларів. Хоча фотоелектрична енергія, безумовно, є більш надійним джерелом енергопостачання, ніж газ, існує й інший варіант: природний механізм доставки, що забезпечує охолодження за допомогою викопного чи екологічно чистого палива.

Як правило, в результаті випаровування води, клітини висихають. Через це розриваються клітинні мембрани, зумовлюючи неможливість процесу відновлення. Однак вчені виявили та дослідили ряд мікроорганізмів, а також інших простих видів рослин і тварин, які повністю зневоднюються та виглядають як мертві, але завдяки контакту з водою менш ніж за дві години можуть відновити всі біологічні функції і в результаті вижити. Один із цих видів — мікроскопічна тварина (лат. Hypsibius dujardini), що живе у воді і відома як «водяний ведмідь» або «той, що повільно пересувається», та інший вид — повзуча папороть родом з Африки та Північної і Південної Америки, відома як «папороть, що воскресає» (лат. Polypodium polypodioides). Це організми, які виживають, виробляючи високу концентрацію цукру в своїх тканинах. Коли вода зникає, цей спеціальний цукор твердіє, стаючи ніби скляними, і таким чином зберігає клітини та тканини. Коли вода знову стає доступною, склоподібний цукор розчиняється, що дозволяє клітинам повернутися до нормального біологічного функціонування.

Доктор Брюс Розер, провідний спеціаліст фірми “Cambridge Biostability Ltd.” (Великобританія), займався застосуванням цього природного процесу для стабілізації фармацевтичної продукції. Винахід Розера не тільки позбавляє необхідності охолодження вакцин, але й вирішує проблему постачання шприців, надаючи повний пакет для вакцинації, якому не потрібно ні охолодження, ні місцеве джерело води, ні будь- яка подальша обробка. Це дозволяє організувати значно кращу, з точки 30РУ функціональності, доставку вакцин за менших витрат. Всесвітня Організація Охорони Здоров’я (ВООЗ) вважає, що потенціал економії коштів для країн, які розвиваються, становитиме від 200 до 300 млн доларів на рік. А гуманітарні заощадження будуть ще більшими.

Ця технологія усуває поетапне охолодження не тільки з механізму доставки вакцин, інновація може покласти кінець замороженим продуктам в супермаркеті (за винятком, мабуть, тільки морозива!). Необхідне лише дослідження, котре допоможе винайти спосіб позбутися залежності від перфторвуглеців (ПФВ), парникових газів, які сьогодні використовуються для усунення мікрочастинок у вакцинах. Ми рідко замислюємось: для чого заморожується їжа? Це робиться для того, щоб продовжити термін її зберігання без втрати смаку і пошкодження текстури. Отже, застосування цієї технології потенційно охоплює ринок важливих товарів, таких як дитяче харчування і заморожені продукти. Завдяки використанню перевіреного в найскладніших умовах методу доставки постачання життєво необхідних вакцин у країни, що розвиваються, на ринок може доставлятися навіть ті товари, які швидко псуються і мають невеликий термін придатності — кава, чай, фрукти та м’ясо.

Скільки нових робочих місць може бути створено шляхом застосування технології «без охолодження»? Той факт, що кілька сотень мільйонів доларів у сфері охорони здоров’я не буде витрачено на сплату за енергію для живлення холодильників, означає, що незліченні мільйони можуть використовуватися для фінансування інших бюджетних пріоритетів. За оцінками експертів, завдяки заощадженням країни, що розвиваються, мали б перспективу фінансування від 40 до 60 тисяч додаткових позицій у сфері охорони здоров’я.

Прямі та опосередковані викиди із систем охолодження по всьому світу складають близько 20 % загального обсягу чинників, що призводять до парникового ефекту. Технологія збереження, запропонована Роджерсом, разом з іншими існуючими промисловими технологіями демонструє, що інновації, на винайдення яких вчених надихнули тихоходка і папороть, можуть досягти більшого, ніж доставка вакцини для дітей, які потребують її найбільше. Вже на цьому шляху технології допомагають зменшити викиди вуглецю. Ці численні переваги повинні зацікавити нас.

Боротьба з бактеріями у промисловості

Першими формами життя на Землі були бактерії. Фотосинтез бактерій з’явився не менш ніж 2,8 мільярда років тому, задовго до появи рослин. Вчені визначили їх як топега, ми ж називаємо ці одноклітинні організми «паростками», «бактеріями» чи навіть «жуками». Бактерії оточують нас скрізь, і майже все живе серед відомих нам організмів походить від бактерій. Наші очі, ніс, вуха і смакові рецептори – все пов’язане з цими першими живими організмами. Здається, мало хто з нас усвідомлює, що всі ми знаходимося в симбіозі з бактеріями. Хоча нам більше до вподоби ідея еволюції від мавп, насправді ми не більше, ніж прапрапраправнуки бактерій! Той факт, що ми не можемо перетравлювати їжу без них, робить ще більш потішним і цікавим наше постійне прагнення їх знищити.

Відтоді як мікроскопи дозволили нам побачити ці без’ядерні одноклітинні організми, а наука і промисловість переконала нас в їхніх «злих намірах», ми безперестанку шукаємо способи їх знищення. Але, якщо ми вирішили вбити їх хімічним способом або за допомогою антибіотиків, виявляється, що таким чином ми … вбиваємо себе. «Очищуючи» наші ванні кімнати та кухні хімічними речовинами, ми створюємо несприятливі умови для життя. Незважаючи на те, що ми чистимо зуби двічі на день, у роті живе більше бактерій, ніж людей на Землі. Наше упереджене ставлення до бактерій приречене на невдачу. Бактерії є основною і найбільш розповсюдженою формою життя і фактично становлять майже 10 % ваги нашого тіла.

Поразка у «боротьбі» з одноклітинними організмами спровокує надмірне використання бактерицидів. Мало того, що багато із цих хімічних речовин пов’язані з високою ймовірністю розвинення раку та низки нездорових і фізіологічно руйнівних побічних ефектів, наше бажання знищити ці мікроорганізми насправді лише прискорює процеси їхньої мутації. Генетичні модифікації бактерій відбуваються хаотично через те, що вони не мають ані ядра, ані ДНК. Ця хімічно спричинена «низка вбивств» ставить ці крихітні, але могутні організми на еволюційний шлях, що зумовлює перетворення їх в супербактерії. Наша перевантажена імунна система починає функціонувати без використання корисних бактерій і стає неспроможною впоратись з новим хімічним навантаженням. Подвійний удар хімічної атаки і виснаження природних захисних механізмів нівелює реакцію організму на подразники.

Так через прагнення вбити бактерії насправді можна вбити самих себе. Варто звернути увагу на другу форму життя — мікроводорості, або протисти (Царство Найпростіші), пращура морських водоростей. Вони змогли адаптуватися до бактерій. Враховуючи, що океан, з якого виникло життя, буквально нагадує суп із бактерій, знищувати одноклітинні організми новим мікроводоростям не було сенсу. Якби протисти спродукували досить потужну отруту для знищення усіх бактерій, разом з ними були б знищені і всі інші форми життя, в тому числі і самі мікроводорості.

Коли водорості почали заселяти океани, виявилось, що поверхня води колонізована бактеріями. Одноклітинні організми поволі будували біоплівку таку саму, яку має наша система тралення, шкіра голови і язик. Якщо колонії бактерій виходять з-під контролю і в бактеріальному сенсі організовують «кворум», його результатом може стати «рішення» господарювати у водних просторах.

Як же тоді водорості справляються з необхідністю конкурувати з бактеріями і завданням вижити? Для того щоб продовжити своє існування як виду, що з’явився нещодавно, морським водоростям необхідно було освоїти навколишнє середовище. Червоні водорості (лат. Deliceapulchra), виявлені між о.Тасманією та Японією, вдосконалили методи фіксування зв’язку між бактеріями. Замість того щоб наражатися на небезпеку і намагатись (причому неефективно) викорінити бактерії, ці водорості просто навчилися тимчасово приглушати їх. Вони продукують молекули, названі «фуранонами», які розміщуються на рецепторах бактерій і таким чином унеможливлюють їхню здатність «почути» інші одноклітинні організми такого ж роду.

Це блискуче і ефективне рішення проблеми. Бактерії використовують хімічні речовини, щоб «спілкуватися» одне з одним. Через те що необхідні рецептори вже заблоковані молекулами водоростей, вони не отримують специфічних «контактних» молекул, а отже, бактерії не володіють «інформацією» про місцезнаходження інших членів сім’ї. За цих умов бактеріям важко формувати домінуючу біоплівку. Навіть більше: існують біоплівки, що розпадаються за відсутності зв’язку між бактеріями для координації спільних дій. Відсутність біоплівки виключає всі шанси небезпечного зараження.

Вчений Пітер Штайнберг і його колега Штаффан Келлеберг, котрі зробили прорив у дослідженні червоних водоростей (лат. Deliceapulchra) в Університеті Нового Південного Уельсу в Сіднеї (Австралія), швидко зрозуміли цінність свого відкриття: мутації супербактерій, індукованих людиною, можна було замінити за допомогою бактеріального контролю за принципом дії морських водоростей! Потенційні сфери застосування такої інновації одразу визначили першочергові етапи дослідження.

Тим не менш блокпости промисловості все ще величезні, тому що боротьба з поширенням бактерій стосується широкого спектру галузей, включаючи мережі приватних будинків та комерційних будівель, транспорту, сільського господарства, споживчих товарів, медичного обладнання та фармацевтичних препаратів, які могли б скористатися цією інновацією. Але використання природних речовин, що знищують бактерії і тим самим зупиняють процес їхнього розповсюдження, загрожують основним антибіотичним гаманцям «Великої Фарми», де, напевне, з радістю випишуть будь-які медикаменти навіть при незначних проблемах зі здоров’ям. Крім того, за існуючої процедури затвердження фінансових інвестицій поява на ринку чогось насправді нового в галузі медичних інновацій може тривати роками, якщо не десятиліттями. Якби не тривалі і складні процедури урядового затвердження, фуранони могли б замінити антибіотики й бактерициди вже сьогодні.

Між тим, існують інші сфери застосування інновації, менш обтяжені процесами затвердження. Зокрема, можливість використання інновації у виготовленні та зберіганні споживчих товарів, у промисловості і сільському господарстві становить величезний потенціал цієї технологічної платформи. Розглянемо дезодоранти, які сьогодні виготовляються з безпечних, на перший погляд, інгредієнтів, включаючи титан і цинк. Запах тіла спричиняють бактерії, що взаємодіють з потом. Дезодоранти, виготовлені на основі фуранону, зменшать кількість бактерій і таким чином послаблять запах тіла.

Наступне — чищення зубів, яке є частиною нашого повсякденного життя. Кількість бактерій у роті вражає! Хоча бактерії і поліпшують процес травлення та здатність відчувати їжу на смак, проте живлячись залишками їжі в ротовій порожнині, вони призводять до появи неприємного запаху. За наявності фуранонів не з’явилося б ніякої бактеріальної біоплівки. Отже, полоскання ротової порожнини фураноном мало б освіжаючий ефект.

Сільське господарство також не захищене від утворення біоплівки. Насіння можна захистити від бактеріального забруднення навіть після звичайного занурення до ванни з фураноном. Зрізані квіти, що починають гнити під впливом бактерій, могли б залишатися свіжими довше, якби стояли у насиченій фураноном воді.

Посилання на основну публікацію