O músculo da enguia pode ser o primeiro passo para a eletricidade gerada pelo homem

Enguia

Peixes com poderes exóticos há muito tempo capturam a imaginação. Alessandro Volta notou uma semelhança impressionante entre o peixe elétrico e as pilhas voltaicas com as quais ele fez a primeira bateria eficaz. Embora estruturalmente semelhantes às baterias, os órgãos elétricos (EO) dos peixes que as empunham são operacionalmente mais parecidos com os Geradores marx. Uma nova pesquisa recém-publicada na Science expande nosso conhecimento dos princípios básicos de operação desses fantásticos eletro-músculos e, se forçarmos um pouco, sugere o potencial de aproveitar sua força para nós mesmos.

Se você quiser entender completamente todos os meandros dos órgãos elétricos, você precisará verificar na Wikipedia do hotel para uma estadia bastante longa. Mas, em poucas palavras, para fazer um desses geradores Marx você conecta um banco de capacitores em paralelo para uma carga lenta e, em seguida, curto-circuita os resistores entre eles com uma chave que repentinamente (e quase simultaneamente) os redireciona para uma configuração em série . Isso traz uma descarga rápida e entrega de um pulso de alta voltagem. Esses circuitos multiplicadores de voltagem simples podem ser encontrados em tudo, desde impressoras a laser a tubos de raios catódicos.



EelMuscle



O mesmo esquema básico é usado pelas enguias elétricas de água doce amazônicas (tecnicamente, são peixes que respiram ar, em vez de enguias) para gerar pulsos de 2 ms a 600 volts e até 1 ampere de corrente. Embora a enguia elétrica seja o rei da voltagem, todos os outros tipos de peixes conseguiram remendar sua própria versão de aguilhão submarino. Várias espécies de bagres ficaram totalmente elétricas. A maioria desses outros caras atingiu apenas algumas centenas de volts, mas em seu ambiente condutivo de água salgada, sua biobateria geralmente não precisa de tanta quantidade para fazer o trabalho. Os gregos eram particularmente achados de peixes elétricos, e supostamente usavam os encantos elétricos de raios ou patins para anestesiar pacientes para cirurgias e para tratar uma série de doenças.

TMarxGeneratorA unidade básica do órgão elétrico é chamada de eletrócito. Essas células musculares especializadas são geralmente maiores do que as unidades de músculo liso ou estriado. Tendo dispensado a maior parte da maquinaria contrátil das células musculares comuns (como as actinas e miosinas), elas não se movem quando recebem o sinal de cima. O que essas células têm são bombas de íons e canais - muitos deles. Eles também têm cerca de dez vezes o número de nós excitadores sinápticos que o músculo padrão. Esses eletrócitos atingem a tensão de cerca de 150mv por célula, além disso, parece haver retornos decrescentes à medida que seus isoladores membranosos começam a falhar.



A chave para construir um órgão elétrico de sucesso é somar e canalizar adequadamente essas tensões. Todos os vertebrados têm ampla experiência em fazer isso no sistema de condução de seus corações. Os pesquisadores descobriram que algumas das proteínas da matriz extracelular (os colágenos e outras proteínas de suporte que unem as células) usadas no coração também foram reaproveitadas para uso no órgão elétrico.

Os pesquisadores também fizeram uma análise completa do transcriptoma (basicamente uma planilha de sequenciamento de DNA que indica quais proteínas são expressas) de seis famílias completamente diferentes de peixes elétricos. Em um exemplo notável de evolução convergente, eles descobriram que todos os seis usavam os mesmos componentes de proteína para construção e sinalização dentro do EO. Devemos notar que, ao contrário do que foi relatado em outro lugar, essas descobertas razoavelmente genéricas não “explicam” a evolução nem o desenvolvimento do OE, apenas fornecem algumas pistas sobre ele. Mais sério, no final do dia, a magia convergente de um homem é a de outro senso comum evolucionário.

Com todo o exagero hoje em dia sobre a construção de fígados ou pulmões artificiais a partir de células-tronco, pode-se naturalmente imaginar se poderíamos construir nosso próprio órgão de carregamento de implantes. Talvez conecte-o à vasculatura em algum ponto regulável, talvez em algum lugar dentro da cavidade abdominal. Outros esquemas, em contraste, como roubar parte da glicose do cérebro que circula no fluido espinhal do cérebro para alimentar implantes parecem duvidosos, na melhor das hipóteses. Os métodos baseados em enzimas que oxidam a glicose duram apenas um curto período antes de precisarem ser repostos. Outros baseados em glicose métodos usando platina, que felizmente retira elétrons da glicose o dia todo, pode não ser o biomaterial ideal.



Copyright © Todos Os Direitos Reservados | 2007es.com