XI Festiwal Nauki w Warszawie
(21-30.09.2007)
Wydział Farmaceutyczny Akademii Medycznej
Spotkania weekendowe
pokazy w laboratoriach i wykłady
Wydział Farmaceutyczny AM
Audytorium im. prof. Koskowskiwego
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Wykład i prezentacja, limit każdorazowo 100 osób
Alergia wczoraj i dziś
dr Sławomir Białek1
Najstarszym zapisem reakcji alergicznej jest opis śmierci faraona Menesa (XVII w. p.n.e.) - zmarł on nagle po użądleniu przez szerszenia. W talmudzie babilońskim znajduje się przepis na odpowiednie preparowanie białka jaj kurzych w przypadkach nadwrażliwości, a Hipokrates niezwykle dokładnie opisał duszność napadową, jak również pierwszy używał terminu "asthma" w odniesieniu do zaburzeń oddychania. Galen, nazywany ojcem farmacji, w II w.n.e. opisał objawy nadwrażliwości na zapach róż i na spożycie mleka.
Jednak znaczący rozwój alergologii nastąpił dopiero w drugiej połowie XIX w. W 1839 r. F. Magendie opisał niewytłumaczalne w owym czasie zjawisko, a mianowicie wystąpienie gwałtownych objawów chorobowych po powtórnym wstrzyknięciu królikom tak nieszkodliwej substancji jak białko jaja kurzego. W 1873 r. Ch. Blackley związał przyczynowo gorączkę sienną z nadwrażliwością na pyłki roślin, a w r. 1906 C. von Pirquet wprowadził termin "alergia" w odniesieniu do sposobu reagowania odbiegającego od normy. Olbrzymi postęp w poznaniu mechanizmów reakcji alergicznych dokonał się po ustaleniu struktury chemicznej immunoglobulin. W 1968 roku dokonano klasyfikacji reakcji alergicznych, którą posługuje się dziś każdy badacz i klinicysta.
Dzisiaj alergia, uczulenie lub nadwrażliwość, często klasyfikowana jako atopia, stanowi jeden z najbardziej powszechnych problemów zdrowotnych. Jest wywołana kontaktem pacjenta z substancjami zwanymi alergenami, które występują w otaczającym nas środowisku. Istnieje kilka typów alergii, różniących się mechanizmami odpowiedzi immunologicznej, a więc także szybkością pojawiania się objawów chorobowych.
Objawy często występują po kontakcie z substancją, która dotychczas nie wywoływała zmian chorobowych. Pierwszy kontakt z alergenem powoduje powstanie reakcji pierwotnej, dzięki której organizm zasadniczo bezobjawowo "zapamiętuje" daną substancję na okres kilku dni lub nawet kilku lat. Po ponownym kontakcie z alergenem pojawia się właściwa reakcja uczuleniowa, wywołująca pełne objawy kliniczne choroby, którą nazywamy reakcją wtórną.
Atopia jest dziedziczną odmianą alergii, a w przypadku jej występowania u jednego z rodziców prawdopodobieństwo zachorowania potomstwa wynosi 30%. Natomiast gdy obydwoje rodzice są alergikami, prawdopodobieństwo ujawnienia się atopii u dzieci wzrasta do 70%.
Najwięcej zachorowań na alergię obserwuje się w krajach wysokorozwiniętych, w dużych aglomeracjach miejskich. W ostatnich latach nastąpił znaczny wzrost liczby przypadków schorzeń górnych dróg oddechowych (pyłkowica, całoroczny alergiczny nieżyt nosa), alergii pokarmowych i atopowej astmy oskrzelowej. W Polsce na alergię choruje około 30% populacji. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaliczyła choroby alergiczne do grupy chorób cywilizacyjnych, a na liście stwarzanych zagrożeń zostały one zaklasyfikowane na czwartej pozycji po nowotworach, chorobach układu krążenia i AIDS.
Do głównych przyczyn gwałtownego wzrostu zachorowań na alergię należy zaliczyć powszechność szczepień ochronnych, terapie przy użyciu antybiotyków, podawanie witaminy D3, częste infekcje wirusowe, zmiany diety, zatrucie środowiska oraz tzw. "sterylność życia codziennego", która m. in. polega na dostępności uzdatnianej bieżącej wody w wodociągach, zastosowaniu kanalizacji i częstym używaniu środków higieny osobistej.
• Alergia - czym grozi?
• Jakie substancje wywołują uczulenia i jak zapobiegać rozwinięciu się alergii?
• Jak diagnozować i leczyć alergie?
Na te i pokrewne pytania odpowiadaliśmy w trakcie tegorocznego Festiwalu Nauki.
Wydział Farmaceutyczny AM
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Pokaz, limit każdorazowo 10 osób
Decyduje kolejność przyjścia
Pomiar zmiatania wolnych rodników
przez piwa i soki owocowe
(dr Katarzyna Zawada, mgr Katarzyna Paradowska)2
Jeszcze kilkadziesiąt lat temu tlen był uważany wyłącznie za pierwiastek niezbędny do życia. Nikt nie przypuszczał, że niektóre jego formy przy stężeniu większym niż występuje w warunkach naturalnych mogą być czynnikiem niszczącym życie. Odkrycie toksyczności tlenu było związane ze stwierdzeniem obecności rodników tlenowych w zdrowych organizmach. Powodują one uszkodzenia komórek i są szczególnie niebezpieczne dla jądra komórkowego i mitochondriów - jest wiele prac dowodzących, że rak, arterioskleroza, choroba Alzheimera czy Parkinsona mogą być związane z malejącą odpornością na działanie rodników w komórkach.
Antyoksydanty (przeciwutleniacze) neutralizują wolne rodniki. Bardzo ważne jest więc stosowanie diety bogatej w antyutleniacze, jak witamina C i E, karotenoidy czy związki polifenolowe takie jak: flawonoidy, antocyjany, taniny. Znajdują się one głównie w owocach i warzywach. Surowce zawierające aktywne polifenole są często głównym składnikiem wielu mieszanek ziołowych, herbat oraz preparatów leczniczych naturalnego pochodzenia, które mogą być stosowane jako dodatki do żywności. Okazuje się, że przetwory owocowe, w tym soki i wina owocowe, również wykazują właściwości przeciwutleniające. Antyoksydacyjne własności czerwonego wina są dość szeroko znane. Obecnie jednak popularniejszym napojem jest w Polsce piwo, które również ma zdolność zmiatania wolnych rodników.
W trakcie pokazu w laboratorium wspólnie z gośćmi przyprowadzono pomiary właściwości przeciwutleniających piwa i porównano je z własnościami soków owocowych. Do tego celu wykorzystano technikę elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR), za pomocą której można wykrywać i ilościowo oznaczać związki, zawierające niesparowany elektron, czyli między innymi rodniki. Substancje antyoksydacyjne powodują zanikanie sygnałów rodników w czasie, tym szybciej, im większa jest ich aktywność.
Podczas imprezy można było zbadać potencjał antyoksydacyjny niewielkiej liczby próbek własnych piw i soków owocowych.
Wydział Farmaceutyczny AM
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Pokaz, limit każdorazowo 10 osób
Decyduje kolejność przyjścia
Chemia obliczeniowa w farmacji
(prof. ndzw. dr hab. Dorota Maciejewska, mgr Teresa Żołek)3
Możemy zaprojektować wiele cząsteczek chemicznych, ale tylko niektóre uda się zsyntetyzować dzięki metodom chemii organicznej. Dlaczego? Przez miliardy lat w przyrodzie powstało mnóstwo substancji, dzięki którym rozwija się życie. Jakie mają kształty? Jakie właściwości?
Odpowiedzi na te pytania uzyskujemy wykorzystując różne fizykochemiczne metody pomiarowe. W przypadku, gdy eksperyment jest trudny lub niemożliwy do przeprowadzenia, możemy zastosować teoretyczne metody obliczeniowe, oparte na podstawowych prawach fizyki, oraz pakiety graficzne programów komputerowych. Zobaczymy wtedy na monitorze modele molekuł oraz obliczymy ich energię, rozmiary i niektóre właściwości fizyczne. Tak uzyskaną informację możemy wykorzystać w projektowaniu związków o pożądanych przez nas właściwościach, na przykład substancji leczniczych, katalizatorów, barwników, związków zapachowych, polimerów.
Po wysłuchaniu krótkiego wprowadzenia goście stosowali programy obliczeniowe do modelowania molekuł, m. in. określali właściwości i aktywność zaprojektowanego przez siebie nowego związku chemicznego. W takim ujęciu chemia organiczna przestaje być tylko zbiorem skomplikowanych wzorów, schematów i nazw, a stała się zrozumiałym światem połączeń atomów i oddziaływań cząsteczek.
Wydział Farmaceutyczny AM
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Pokaz, limit każdorazowo 15 osób
Decyduje kolejność przyjścia
Biotechnologia roślin leczniczych
(dr Hanna Olędzka, mgr Wojciech Szypuła)4
Naturalnym środowiskiem bytowania roślin, z którym stykamy się najczęściej, jest gleba. Obecnie istnieje jeszcze inna możliwość hodowli roślin - w warunkach sterylnych, przy zastosowaniu pożywki agarowej zamiast ziemi. W takim przypadku mówimy o hodowli in vitro, czyli w szkle. Metoda ta jest m. in. stosowana do szybkiego klonalnego mnożenia roślin, tj. otrzymywania wielu okazów potomnych z tkanki jednej rośliny. Istnieje także możliwość osobnego hodowania wyodrębnionych organów tkanek i komórek roślinnych, np. samych korzeni, zarodków lub komórek. Ponadto, zamiast roślin lub ich organów można również hodować niezróżnicowaną tkankę, nazywaną kalusem, lub prowadzić hodowlę komórek w zawiesinie w tzw. bioreaktorach. W tkankach wyhodowanych in vitro występują na ogół w podobnej ilości takie same związki biologicznie czynne, jak w roślinie macierzystej, co umożliwia otrzymanie ich z pominięciem hodowli całej rośliny. Najlepsze wyniki uzyskuje się z kultury zawiesinowej w bioreaktorach, w których parametry wzrostu są automatycznie rejestrowane i kontrolowane zewnętrznie na monitorze.
Według jednej z najnowszych metod, związki lecznicze otrzymuje się z korzeni transgenicznych, tzn. mających wprowadzony obcy gen. Do modyfikacji genotypu używa się bakterii o nazwie Agrobacterium rhizogenes. Organizmy modyfikowane genetycznie (GMO - genetically modified organisms) otrzymywane są obecnie z bakterii, grzybów, roślin i zwierząt. Dostarczają one m.in. wielu produktów żywnościowych, obecnych na naszym rynku. Zasady postępowania regulowane są specjalnymi przepisami, według których na opakowaniu powinna być informacja, że artykuł pochodzi z roślin zmienionych genetycznie.
Hodowla tkankowa roślin in vitro pozwala także otrzymywać rośliny haploidalne (z pojedynczym zespołem chromosomów), a także dokonywać fuzji protoplastów (nieobłonionych komórek) dwóch gatunków, nie dających mieszańców w stanie naturalnym. Tkanki można zamrażać i przechowywać w temperaturze ciekłego azotu (-196oC), a po powolnym rozmrożeniu kontynuować hodowlę. Można również otoczkować tkanki merystematyczne i przechowywać w stanie niezmienionym w niskiej temperaturze dodatniej w formie tzw. sztucznych nasion.
Badania Katedry obejmują poszukiwania związków naturalnych o właściwościach cytostatycznych i immunomodulujących, które tworzą się w hodowli in vitro. Obecnie przedmiotem prac są różne gatunki cisa i inne rośliny nierosnące masowo w Polsce. Cis zawiera ok. 350 związków chemicznych, z których wiele jest trujących, natomiast jeden, paklitaksel, wykazuje właściwości przeciwnowotworowe. Związek ten powstaje również w hodowli in vitro. Jego obecność stwierdziliśmy w korzeniach transformowanych w ilości równej jego występowaniu w korze.
Biotechnologia jest przedmiotem zajęć dydaktycznych i badań naukowych dwóch Katedr Wydziału Farmaceutycznego - Katedry i Zakładu Biologii i Botaniki Farmaceutycznej, która zajmuje się biotechnologią roślinną oraz Katedry i Zakładu Technologii Środków Leczniczych, która zajmuje się biotechnologią mikroorganizmów i hodowlą grzybów.
W trakcie pokazu zostały zademonstrowane hodowle tkankowe w bioreaktorach oraz hodowle roślin transgenicznych. Nie zabrakło również czasu na dyskusję o uzyskiwaniu związków biologicznie czynnych z roślin.
Wydział Farmaceutyczny AM
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Pokaz, limit każdorazowo 20 osób
Decyduje kolejność przyjścia
Przygotowanie kremu-żelu dla młodzieży
(mgr Anna Żebrowska-Szulc, dr Barbara Chałasińska)5
Działanie kremów kosmetycznych, przeznaczonych do pielęgnacji skóry, polega na jej natłuszczaniu, nawadnianiu i odżywianiu, a w rezultacie na uelastycznieniu i wygładzeniu. Wartość odżywczą kremów podnosi dodatek substancji biologicznie czynnych: witamin, aminokwasów, hormonów, enzymów, kompleksów białkowych oraz wyciągów roślinnych.
Krem-żel malinowy dla młodzieży, który będziemy otrzymywać w trakcie pokazu, zawiera wyciąg z liści malin oraz witaminę E. Witamina E zostanie zastosowana w postaci unisfer, będących barwnymi kulistymi peletkami o średnicy od 0,5 do 0,9 mm, pełniących rolę nośników wielu aktywnych substancji. Unisfery używane w preparatach kosmetycznych różnego typu dodatkowo nadają im barwną pigmentację.
Wydział Farmaceutyczny AM
Banacha 1, Warszawa
Sobota 22 września, godz. 11:00, 12:00 i 13:00
Pokaz, limit każdorazowo 15 osób
Decyduje kolejność przyjścia
Filtry wodne i bioindykacja zanieczyszczeń
dr Grzegorz Nałęcz-Jawecki6
Bioindykacja jest metodą wykorzystującą jako wskaźnik organizm żywy, którego reakcja jest podstawą oceny stopnia toksyczności badanego środowiska. Organizmy testowe, zwane bioindykatorami, powinny być szczególnie wrażliwe na związki chemiczne szkodliwe dla środowiska i dla człowieka. Uzyskanie wyniku dodatniego przy ich zastosowaniu stanowi rodzaj alarmu, ostrzegającego przed przypadkowym bądź umyślnym skażeniem, i pozwala na ocenę całkowitej toksyczności próbki.
Bioindykatory wprowadzone zostały w wielu krajach do rutynowych badań wód i służą do zabezpieczenia ujęć wody pitnej przed przypadkowym bądź umyślnym zanieczyszczeniem. W tym celu stosowane są testy enzymatyczne - dające odpowiedź bardzo szybko - już po kilkunastu minutach m. in. test ze skorupiakiem Daphnia magna i pierwotniakiem Spirostomum ambiguum.
Bioindykatory wykorzystywane są także w ocenie skuteczności działania urządzeń oczyszczających zarówno ścieki, jak i powietrze.
W trakcie pokazu każdy uczestnik przy użyciu dwóch biotestów mógł ocenić skuteczność:
• Oczyszczania toksycznych ścieków przez złoża piaskowe oraz z węglem aktywnym
• Działania filtrów papierosów - zatrzymywania toksycznych "spalin".
Test przy użyciu Daphna magna. Efektem testowym jest unieruchomienie organizmu lub zaburzenie metabolizmu skorupiaków. Dafnie są często wykorzystywane w układach przepływowych w stacjach zabezpieczających ujęcia wody pitnej.
Test Spirotox. Organizmem testowym jest pierwotniak z grupy orzęsków - Spirostomum ambiguum. Pod wpływem toksykantów komórki organizmów ulegają rozpuszczeniu, tzw. lizie. Z uwagi na niewielkie rozmiary organizmów reakcja przebiega szybko - oznaczenie trwa kilkanaście do kilkudziesięciu minut.
Afiliacje
1 Katedra i Zakład Biochemii i Chemii Klinicznej, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel./faks 022 5720 737, kierownik: prof. dr hab. Jan Pachecka.
2 Zakład Chemii Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 022 572 0961, kierownik prof. ndzw. dr hab. Iwona Wawer.
3 Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 022 572 0643, kierownik prof. ndzw. dr hab. Dorota Maciejewska.
4 Katedra i Zakład Biologii i Botaniki Farmaceutycznej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel./faks 022 572 0984, kierownik prof. ndzw. dr hab. Olga Olszowska.
5 Zakład Farmacji Stosowanej, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 022 5720 977, tel./faks 022 5720 978, kierownik: prof. ndzw. dr hab. Edmund Sieradzki.
6 Zakład Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny, Akademia Medyczna w Warszawie, ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa, tel. 022 5720 738, kierownik: prof. dr hab. Józef Sawicki.
O uczestnictwie decyduje kolejność rejestracji
Pokazy przewidziane są dla gości indywidualnych
ew. kilkuosobowych grup
Imprezy odbywają się przy ul. Banacha 1, 02-097 Warszawa
na Wydziale Farmaceutycznym AM
(róg Żwirki i Wigury, dojazd autobusami nr 136, 436, 157, 175, 188, 512)
Koordynatorzy imprez: dr Andrzej Zimniak, dr Grzegorz Nałęcz-Jawecki