Dobrodružství poznávání

Jak dlouho trvá „rok“ na exoplanetách? Doba oběhu zdánlivě kolísá v řádu dní

Ke zběsilému tanci obrů vědci připodobňují jev, který zaznamenali v exoplanetárním systému TOI-4504. Mezi jeho dvěma plynnými planetami, podobnými našemu Jupiteru, dochází k dosud nejsilnější pozorované gravitační interakci. Objev umožní lépe porozumět formování a vývoji planetárních soustav. Tým vedený vědci z Astronomického ústavu AV ČR jev popsal v časopise Astrophysical Journal Letters.

V hloubi vesmíru dochází k zajímavému chování dvou obřích planet. Jako by byly partnery v tanci, byť se nikdy nedotknou. Většinu času tančí na vesmírném parketu sóla daleko od sebe, ale jakmile se přiblíží, táhne je to k sobě vší silou jejich gravitačních polí. Přitažlivost mezi nimi je tak intenzivní, že je vytrhne z rytmu a ke svému původnímu sólu se vrací až po chvíli. Vědci z Astronomického ústavu AV ČR zaznamenali neuvěřitelně výrazné změny v geometrii a parametrech dráhy exoplanetárních tanečníků, které vedou ke zdánlivé pozorované změně periody v řádu dní.

Zákryty v Lodním kýlu

Planety nacházející se mimo Sluneční soustavu nazýváme exoplanety. Obíhají jinou hvězdu ve vzdálených systémech. Hledat nové vesmírné světy má za cíl už od roku 2018 satelit TESS, vypuštěný americkou agenturou NASA. Tím se odstartovala nová éra výzkumu těchto těles. Pomocí čtyř vestavěných kamer pátrá TESS po tranzitech – poklesech jasnosti hvězd v důsledku clonění obíhající exoplanety. Výsledky aktuálního výzkumu doplňuje i analýza spekter ze spektrografu FEROS na dalekohledu s průměrem 2,2 m umístěným v Chile.

Jak funguje tranzitní metoda? | Když pozorujeme hvězdu a máme štěstí, že planeta zrovna přejde přes její kotouč, jas hvězdy nepatrně poklesne. Planeta zastíní malou část světla, které k nám přichází – podobně jako při vhodné konstelaci můžeme pozorovat přechod Venuše či Merkuru přes disk Slunce. Jakmile se planeta dostane ve svém putování z našeho pohledu mimo oblast hvězdy, její jas se opět vrátí na původní hladinu.

Pomocí těchto metod astronomové objevili planetární systém TOI-4504 v souhvězdí Lodní kýl na jižní obloze. Skládá se ze dvou planet o něco větších než náš Jupiter a jednoho miniaturního Neptunu.

Planeta s označením TOI-4504 c je z nich nejtěžší – skoro čtyřikrát hmotnější než náš Jupiter (byť velikostně téměř stejná). Satelit TESS zaznamenal, že svou mateřskou hvězdu zakryje zhruba jednou za 82 dní. Jeho oběžnou dráhu ovšem gravitačně ovlivňuje netranzitující planeta TOI-4504 d s hmotností 1,4x větší, než je hmotnost Jupitera, a způsobuje tak dřívější nebo pozdější okamžiky průchodu „céčka“ před hvězdou. Lišit se mohou až o čtyři dny, což je doposud nejvýraznější rozkolísání v době oběhu exoplanety.

Rekordy ve vesmíru

„Byli jsme velmi překvapeni, když jsme detekovali změny s tak velkou amplitudou. Dosavadní rekordman měl totiž amplitudu změn poloviční a jednalo se o úplně jiný typ planety,“ říká hlavní autorka studie Michaela Vítková z Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově.

Změny okamžiků tranzitů jsou zvláště výrazné u planet, které jsou v tzv. rezonanci. To znamená, že periody jejich oběžných dob jsou v poměru malých celých čísel. To je i případ planet TOI-4504 c a d, které mají poměry oběžných dob blízko k 2:1.

Systémy s hmotnými planetami na drahách s periodami v řádu desítek dní jsou pro astronomy nesmírně důležité, protože mohou napovědět něco o historii a evoluci planetárních systémů. Zdá se totiž, že chování „céčka“ a „déčka“ v soustavě TOI-4504 má kořeny hluboko v minulosti a souvisí s formováním těles z prachu a plynu rotujícího okolo mateřské hvězdy, případně s migrací již vzniklých protoplanet.

TOI-4504 navíc na vnitřní orbitě hostí i malou planetu o velikosti mezi Zemí a Neptunem s periodou oběhu 2,4 dne. Tento planetární systém tak ještě nevydal všechna svá tajemství.

O výzkumu exoplanet se dozvíte více v magazínu A / Věda a výzkum 3/2019 v článku Nová Země na obzoru.

Jak vyztužit lidské tělo prostřednictvím biodegradabilních kovů

V ortopedii je někdy třeba kost zafixovat kovovými šrouby, destičkami či dráty a po čase je zase operativně odebrat. Co kdyby se místo toho v těle prostě rozpustily? Biodegradabilní kovy zkoumá Jan Pinc z Fyzikálního ústavu AV ČR. O tématu se rozhovořil pro čtvrtletník Akademie věd ČR A / Magazín.

„Rez je pro lodě rakovinou.“ „Já vím, podlehlo jí kdysi moje kolo.“ Úryvek dialogu z hvězdného sitcomu Přátelé naznačuje téma tohoto článku. Koroze děsí majitele automobilů, jízdních kol nebo chat s plechovou střechou. Kovy se v náročných povětrnostních podmínkách doslova rozpadají. Prostředí lidského organismu je ještě složitější – tekutiny v něm neustále proudí, je tam poměrně teplo a hemží se to v něm ionty i rozličnými chemickými sloučeninami různých afinit, nábojů či „schopností“.

Léta proto trvalo najít ideální složení kovových součástek pro medicínu tak, aby se z nich v těle nic neuvolňovalo, a byly tak pro člověka bezpečné. Dnes se takové implantáty běžně používají. Když už tedy vědci a lékaři disponují perfektními slitinami, které podmínkám v živém těle skvěle odolávají, rozhodli se pro opačné řešení: najít kovové materiály, jež se naopak v organismu rozpadnou. Čert aby se v tom vyznal.

Účel je však nanejvýše praktický. V některých případech totiž lékaři voperují pacientovi ortopedické kovové součástky do těla pouze dočasně a později je nutné mu je pod narkózou vyjmout. Třeba při tříštivých či komplikovaných zlomeninách. Navíc, co když tkáň kromě hojení potřebuje ještě růst? U dětí se při fixacích kovovými spoji může kost vlivem růstu deformovat. A právě v těchto případech se nabízí myšlenka degradabilních kovů – materiálů, které jsou dost pevné na to, aby dokázaly kost fixovat, ale zároveň se „rozpadají“ v těle tak, aby se mimo jiné nemusely opět chirurgicky odstraňovat.

Vstřebatelné šrouby, destičky, dlahy… ale nemusíme zůstávat jen v ortopedii, hodily by se třeba degradabilní stenty v kardiologii. A pokračovat by šlo dál, vždyť 80 procent implantátů, které do sebe lidé dostávají, je vyrobeno z kovů. Rozložitelné materiály můžou mít mnoho výhod, jejich uvedení do praxe ale zatím brání několik překážek. „Především musejí být pro lidský organismus netoxické a bezpečné,“ vysvětluje Jan Pinc z Fyzikálního ústavu AV ČR, který na vývoji takových materiálů pracuje.

Kovy s problémy

U degradabilních kovů se jako nejnadějnější jeví hořčík, železo a zinek. Každý z nich má však své nevýhody. Hořčík při rozpadu uvolňuje vodík. V těle tedy vzniká plyn, který prostupuje tkáněmi (molekuly vodíku jsou velmi malé). „Dost možná se usazuje v tukové tkáni, ale nikdo to momentálně přesně neví, je to teprve předmětem výzkumů,“ říká Jan Pinc.

Nejde ovšem o jediný háček jinak lehkého hořčíku. V organismu se velmi rychle rozpadá. Až příliš. Běžná součástka pro ortopedii v těle musí přečkat dva až šest měsíců. Tak dlouho hořčík nevydrží. Na opačném pólu ze zmíněné trojice stojí železo – rozpadá se zase až příliš pomalu. Navíc i jeho produkty mohou tělu za určitých okolností škodit.

Nejpřínosněji zatím teoreticky vypadá zinek. Rozpadá se tak akorát (asi tři desetiny milimetru za rok) a produkty degradace nejsou toxické. Vypadá jako skvělý kandidát, až tak jednoduché to s ním ale bohužel není. Chybí mu totiž ideální mechanické vlastnosti. Pokud má součástka fungovat, musí si i během degradace stále udržovat kupříkladu potřebnou pevnost, aby dostatečně podporovala třeba zlomenou kost. Proto přicházejí na řadu slitiny. Jako základ slouží zmíněný zinek, do kterého se přidávají další kovy. Kombinace a poměry příměsí je třeba zkoušet a prověřovat, co výsledný materiál vydrží a jak se v těle bude chovat.

Bioreaktor a králíci z Nového Zélandu | Testování na živých organismech je pro použití jakéhokoli přípravku či implantátu povinné. „V rámci jednoho projektu jsme dělali testy na králičích modelech. Je nutné použít speciální novozélandské plemeno a pouze samce, aby výsledky nebyly ovlivňované samičími hormony. Je to celé enormně drahé a samozřejmě, když na něco dáte nálepku ‚vědecké‘, tak to stojí čtyřikrát tolik,“ popisuje Jan Pinc nákup savců pro testování. Z etických i čistě pragmatických důvodů se proto zaměřil na výrobu vlastního bioreaktoru, aby testy in vivo alespoň částečně nahradil.

Testování a zase testování

Téma je velmi komplikované a výzkumy jsou s nadsázkou řečeno v podstatě na začátku. A potřeba bude mnoho a mnoho testů. Jejich výsledky závisejí na řadě faktorů, mezi jinými na teplotě. Když vědci zkoušejí vlastnosti kovů při běžných podmínkách v laboratoři, mohou dostat zavádějící výsledky, protože součástky v praxi čeká prostředí v lidském těle, kde panuje 37 stupňů Celsia. „U některých kovů to nehraje až takovou roli. Zjistili jsme ovšem, že zrovna u mechanických vlastností zinku ano,“ vysvětluje Jan Pinc, který se hodně zaměřuje na testování možných budoucích implantátů.

Běžné zkoušky s buněčnými kulturami jsou nastavené na testování kovů, které se v těle rozpadat nemají (třeba již zmíněných titanových šroubů nebo kloubních náhrad). Mladý vědec podotýká, že pro biodegradabilní kovy však vhodné nejsou. Nedílnou součástí před případnými aplikacemi v praxi jsou pak testy materiálů in vivo, tedy v živém organismu. Jenže ty jsou – mimo jiné – velice nákladné.

Bylo by výhodné, kdyby se zkoušky v laboratoři přiblížily co nejvíce podmínkám, kterým bude součástka podléhat v živém organismu. „Mým cílem je proto vytvořit bioreaktor, který by simuloval podmínky toku, množství kyslíku v těle, teplotu a tak dále. Tyto věci se většinou při laboratorních zkouškách zanedbávají – korozní testování se třeba dělá prostým ponořením do kapaliny, což je dost odlišná situace, než jaké bude materiál vystavený ve skutečnosti v lidském těle,“ popisuje Jan Pinc.

Ing. Jan Pinc, Ph.D. | Fyzikální ústav AV ČR | Vystudoval biomateriály a metalurgii na VŠCHT. Působil na ČVUT, od roku 2018 je vědeckým pracovníkem Fyzikálního ústavu AV ČR v oddělení funkčních materiálů. Specializuje se na biodegradovatelné materiály na bázi zinku. Jeho cílem je minimalizovat testování na zvířatech, pracuje také s umělou inteligencí, rozvíjí spolupráci se zahraničními partnery a domácími výrobci kovových implantátů a snaží se o mezioborové propojení znalostí v oblasti implantologie. Popsal mechanismus degradačního chování slitin na bázi Zn-Mg, který byl zveřejněn v prestižním časopise Bioactive Materials. Letos obdržel prestižní Prémii Otto Wichterleho pro mladé talentované vědce.

Aby nebylo komplikací málo – podmínky nejsou stálé, ale mohou se měnit. Například pH: zmíněné kovy jsou stabilní při pH kolem sedmi. Pokud však tělo bojuje se zánětem, což není u poranění až tak neobvyklé, organismus v jeho místě pH sníží. A máme další proměnnou, která chování kovové biodegradabilní součástky může ovlivnit.

Výzvy dneška i zítřka

Jak vidno, kovy čeká v těle náročné prostředí a nelehký úkol stojí i před vědci. Čisté kovy se v podstatě použít nedají, z důvodů již zmíněných – nevýhod je příliš. Pracuje se tedy se slitinami. V podstatě se do kovu implementuje jiný kov. V materiálu vznikají takzvané fáze. Jakoby miniaturní zrníčka jiného kovu v matrici – v našem případě – zinku. V některém kousku je třeba atomů hořčíku více, v některém méně. Také jednotlivá místa se mohou v těle chovat odlišně, třeba se odbourávat jinou rychlostí. Může to trochu připomínat ementál. Nebo trojrozměrnou pavoučí síť.

Pro úpravu vlastností se pak používá například takzvaná extruze. Kov se protlačí přes jakýsi lis, něco jako domácí výrobník na těstoviny. Vzniklá „špageta“ pak má homogennější strukturu než původní slitina. Zároveň se tímto postupem dají měnit mechanické vlastnosti. Zpracování vede ke zmenšení zrníček a jejich specifickému uspořádání, resp. natočení v rámci struktury. Výsledný materiál pak může mít mechanické vlastnosti závislé na směru, ze kterého na něj působíme. Třeba jinou pevnost podle toho, zda na něj tlačíme zespodu nebo ze strany. „Právě to je velmi výhodná vlastnost – například při použití dlahy v noze, v níž na součástku v každém směru působí jiná síla,“ dodává Jan Pinc.

Vlastnosti – kupříkladu rychlost degradace – lze také změnit speciálním povlakem. Vědci ve Fyzikálním ústavu AV ČR se chystají ve spolupráci s kolegy z Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR a z Katedry materiálů FJFI ČVUT potáhnout součástky určitou polymerní vrstvou. Na příští rok též připravují evropský projekt v kooperaci s badateli z Francie.

Pro speciální aplikace se dá povrch kovu ostřelovat třeba ionty dusíku, které se začlení do povrchu materiálu. Uvnitř něj tak vzniknou enormní tlaky a v místech, kam dopadl dusík, se vytvoří miniaturní pór. „Jsme schopni připravit vysoce porézní nanometrové vrstvy, navíc rovnoměrné, o kterých přemýšlíme jako o nosičích léčiv,“ popisuje Jan Pinc. Jde o předběžnou myšlenku, kterou chce rozvíjet s kolegy z ČVUT a ze Slovenska.

Objevují se i nápady na 3D tisk. A to nemluvíme o sterilizaci daných součástek, která také není úplně jednoduchá. V podstatě lze říci, že výzev je před vědci ještě víc než dost.

Výhledy s otazníkem

Jan Pinc má k dispozici novou laboratoř na práškovou metalurgii, ve které se dá z kovových prášků namíchat přesný poměr pro kýženou slitinu. Vytvoří se spečením, resp. velmi vysokým proudem. Výhodou je, že takto vzniklý materiál může být poměrně porézní. Lze z něj vytvářet i odlehčená „lešení“ pro další výplně. Každá verze materiálu však musí nejen plnit předepsaný účel, ale fungovat jako celek.

Drátenictví 21. století | Ve Fyzikálním ústavu AV ČR umějí vyrobit speciální dráty z biodegradabilních slitin, které jsou tenké asi 300 mikronů. Aktuálně řeší jejich potažení polymerním povlakem. Takové dráty by se pak daly používat při zvláštních aplikacích. „Když si špatně zlomíte třeba prst na ruce uprostřed článku, tak vám tam navrtají dvě díry a svážou drátem. Také při operacích srdce se rozříznutý hrudní koš posléze svazuje pomocí drátů,“ popisuje Jan Pinc.

Vědci ve Fyzikálním ústavu AV ČR přemýšlejí o problému v celé komplexnosti, nestudují jen jednu izolovanou charakteristiku materiálu. Vytvářejí celofunkční systém, který by v těle opravdu fungoval. Vyvinuli například dlahu – malou destičku se speciálními šroubky.

„Chceme ji testovat z hlediska anizotropie mechanických vlastností – tedy mechanického zatěžování z různých směrů, a to nikoli jen každou část jednotlivě, ale jako celek. V souvislosti s tím je však nutné určit také degradační chování za stejných podmínek. Protože tam vzniká spousta dalších problémů,“ vysvětluje badatel.

Jedním z nich by mohlo být napojení destičky a hlavičky šroubku. Nutně mezi nimi vznikne maličká štěrbina do velikosti 10 μm, ve které bude docházet k omezené výměně iontů s prostředím. V daném místě se tudíž začne zvyšovat agresivita prostředí. Může se stát, že ve výsledku se příliš rychle poškodí hlava šroubku a odpadne. Celý systém dlahy by pak samozřejmě byl nefunkční.

Rez v těle | Kovy v těle samozřejmě nerezavějí stejně jako železné zábradlí před školou. Spíše se dá říct, že se rozpadají, nebo lépe řečeno rozpouštějí se. Na místech kontaktu s albuminem, aminokyselinami či anorganickými látkami se kov začne rozpouštět v podobě iontů do okolního prostředí. „Tam interaguje s dalšími ionty a na povrchu se začne vytvářet velmi tenká vrstva fosforečnanů. Ty, alespoň co se týče zinku, nejsou pro tělo škodlivé. Vznikne tak určitá bariéra, která lehce sníží korozní rychlost. Většinou ještě vznikají mnohem komplexnější sloučeniny, klíčové je, aby nebyly pro tělo toxické,“ vysvětluje Jan Pinc.

Výzvu představuje i šroubek sám. U titanového může operatér pořádně zabrat. Zinek je ale křehčí, mohl by se zlomit. Je tedy třeba myslet na to, aby materiál vydržel potřebné zacházení.

Celá problematika vyžaduje mezioborový a komplexní přístup k problémům. Jsou potřeba odborníci na kovy, další materiály (polymery, keramika), chemici, biologové, lékaři… Jednou se však pravděpodobně degradabilních kovových implantátů na bázi zinku v lidském těle, třeba právě pro ortopedické využití dočkáme. A „rezavění“ tak vezmeme pro daný účel na milost.

„S pokroky v umělé inteligenci věřím, že se dostaneme k tomu, že výběr materiálů, který teď děláme na základě vlastních zkušeností, se značně urychlí. Pak budeme schopni předpovídat vlastnosti jednotlivých slitin či materiálů, nebo přímo součástek předtím, než je vyrobíme,“ představuje si světlou budoucnost Jan Pinc.

Článek vyšel v čtvrtletníku A / Magazín (4/2024 (verze ke stažení)

Laserová kraniotómia

Vedci Fraunhoferovho ústavu ILT v Aachene vyvinuli novú metódu laserovej kraniotómie šetrnú k pacientovi s minimálnou hlučnosťou a bez vibrácií.

Kraniotómia je operatívne otvorenie lebky nevyhnutné na vykonanie zložitých neurochirurgických zásahov do inak neprístupných častí mozgu. Niektoré zásahy, pri ktorých je potrebné otestovať komplexné funkcie mozgu, sa musia vykonať v lokálnej anestézii pacienta a v jeho bdelom stave. Otvorenie lebky v bdelom stave je však pre pacienta psychicky veľmi zaťažujúce.

To má zmeniť nový robotom podporovaný laserový systém vyvinutý nemeckým Fraunhoferovým inštitútom pre laserovú techniku ILT v Aachene. Tento systém má v budúcnosti poskytovať šetrné, nevibračné a temer nepočuteľné vykonanie kraniotómie. Kostné tkanivo sa pritom odstraňuje pulzným laserom generujúcim veľmi krátke impulzy. Systém obsahuje aj aplikátor STELLA, rezací laser a ďalší systém známy pod skratkou OCT (optical coherence tomography, optická koherenčná tomografia). Ide o nekontaktnú a neinvazívnu tomografickú zobrazovaciu a diagnostickú metódu, ktorá v mikrometrickom rozlíšení zobrazuje biologické tkanivá ako tenké vrstvy kože, sliznice oka a zubov v priečnom priereze. Na rozdiel od iných optických metód používa metóda OCT infračervené žiarenie, ktoré je schopné prenikať do hĺbky až tri milimetre. Pri klasickej kraniotómii je materiál z kosti odoberaný klasickými mechanickými nástrojmi, pričom hluk a silné vibrácie vyvolávajú ťažký psychický stres. Operácie v bdelom stave sa preto zväčša vykonávajú len vtedy, keď je pre zásah do mozgu potrebné vytvoriť len malý otvor do lebky. Pre laserovú, pacienta šetriacu kraniotómiu vyvinuli špeciálny rezací laserový systém. Jeho kľúčovým prvkom je CO2 laser produkujúci ultrakrátke pulzy, jeden pulz trvá len 120 nanosekúnd. Krátke pulzy zaručujú, že nedochádza k žiadnym karbonizačným efektom v dôsledku prísunu tepla na hrany rezu, pretože termické poškodenie kostného tkaniva negatívne ovplyvňuje proces hojenia.

Pri testovaní systému sa dosiahol odber 1,6 mm3 materiálu za sekundu. Pre klinické účely bude pre efektívny rezací proces potrebné zvýšiť hodnotu odberu kostného tkaniva na 2,5 mm3 za sekundu. Preto bude treba použiť laser na báze tuhých látok. Senzorická priebežná kontrola rezacieho procesu minimalizuje možnosť poškodenia mozgových blán pri rezaní. Presné vedenie laserového lúča po vytýčenej trase zabezpečuje robot.

2. února si na celém světě připomínáme Světový den mokřadů. Ten označuje datum podepsání Úmluvy o mokřadech, majících mezinárodní význam především jako biotopy vodního ptactva, nazývané také Ramsarská úmluva. Při této příležitosti Česká společnost ornitologická organizuje sérii vycházek zaměřenou na poznávání vodních druhů ptáků a význam našich mokřadů pro jejich zimování a tah.

Navštivte s námi mokřady a poznejte jejich ptačí obyvatele!

V letošním roce pro vás dobrovolníci připravili 30 vycházek, podrobnosti k jednotlivým akcím najdete v mapě. Prosíme, respektujte žádost organizátorů o případnou registraci na vycházky.

Poranění hlavy může probudit spící viry v těle a přispět k neurodegenerativním onemocněním

Alzheimerova choroba a jiné neurodegenerativní onemocnění jsou strašákem mnoha lidí, zvláště s narůstajícím věkem. Hrozba, že začneme zapomínat důležité informace, přestaneme být schopni srozumitelně komunikovat a nebudeme schopni vykonávat běžné činnosti, jako je vaření, je děsivá pro mnoho z nás. Studie ukazuje, že rozvoj takovýchto onemocnění by mohly způsobit i spící viry v našem těle po traumatu hlavy. Herpes se skrývá

Už v roce 2008 vědci zjistili, že geny viru herpes simplex 1 (HSV-1) byly přítomny v tzv. proteinových placích v mozkové tkáni 90 % pacientů, kteří zemřeli s Alzheimerovou chorobou.

Virus HSV-1 může být imunitním systémem potlačen, zůstává však v těle v latentní (spící) podobě. Vědce tak zajímalo, zda může poranění mozku tento virus opět reaktivovat.

Ukazuje se, že ano. Poranění mozku oslabí náš imunitní systém a virus má možnost rozšířit se z plaků v mozcích a poškodit okolní tkáň. Studie byla prováděna na uměle vypěstovaných tkáních na Petriho misce. Na těchto mini-mozcích pak simulovali poranění obdobná jako při otřesu mozku. Už týden po poranění pozorovali vědci rozšíření proteinových plaků, což je typické pro rozvoj neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba. Důležité poznání

Nebezpečnější je pak pro pacienty častější úrazovost než jednorázové poranění. Ukazuje se, že virus HSV-1 může být významným faktorem při rozvoji demence. Do budoucna by se výzkumy mohly zaměřit na možnosti, jak následky poranění hlavy zmírnit, například pomocí vhodných antivirotik, a zabránit tak reaktivaci HSV-1 v mozku.

Žádné mutace. Vědci zkoumali psy žijící v Černobylu

Američtí vědci srovnali dvě populace psů žijících na Ukrajině. Jedna se pohybuje nedaleko Černobylu, druhá přímo v areálu nechvalně známé atomové elektrárny, kde došlo roku 1986 k jaderné katastrofě. Ukázalo se, že u obou skupin je míra genetických změn malá.

„Pracovali jsme se dvěma populacemi psů, které sice dělí pouhých šestnáct kilometrů, ale jsou geneticky velmi odlišné,“ uvedl onkolog Matthew Breen, který výzkum vedl. „Snažili jsme se zjistit, jestli nízká úroveň vystavení rizikovým vlivům, jako je radiace, olovo a další, může vysvětlit některé z těchto rozdílů,“ popsal vědec.

Jeho tým zkoumá tyto dvě skupiny psů delší dobu, takže zná dobře jejich genom. Během uplynulých let se podařilo analyzovat genetické varianty a najít v jejich genomu 391 oblastí, které se lišily mezi oběma populacemi. Některé z těchto oblastí obsahovaly geny spojené specificky s opravou poškození DNA. V této nové studii se vědci ponořili do genomů psů ještě hlouběji, s cílem najít důkazy o mutacích, které se mohly nahromadit v průběhu času.

„Nejprve jsme zjistili úroveň genetických rozdílů mezi dvěma populacemi psů, což ukázalo, že genetika psů z Černobylu je velmi podobná populacím psů v Rusku, Polsku a okolních oblastech,“ popisují vědci. „Díky tomu jsme mohli použít psy z Černobylu jako reprezentativní kontrolní populaci, kterou jsme mohli porovnat se psy žijícími přímo v zóně jaderné elektrárny.“

Vědci začali hledat rozdíly nejprve na úrovni chromozomů, poté na malých intervalech genomu a nakonec na rozdílech v jednotlivých nukleotidech. Tým sledoval jakékoliv abnormality a důkazy o nahromaděných mutacích DNA zárodečné linie, tedy změnách, které se vyskytují v DNA reprodukčních buněk a v průběhu času se předávají z rodičů na potomky.

„Víme, že například vystavení vysokým dávkám záření může vnést nestabilitu od chromozomální úrovně dolů. Ačkoli je tato populace psů vzdálena třicet nebo více generací od populace přítomné během katastrofy v roce 1986, mutace by pravděpodobně byly stále zjistitelné, pokud by těmto původním psům poskytovaly výhodu v přežití. U těchto psů jsme však žádné takové důkazy nenašli,“ vysvětlují.

Autoři nicméně dodávají, že to ale nevylučuje roli selekčních tlaků při vysvětlování rozdílů mezi oběma populacemi psů. „Z lidského hlediska by to bylo jako studovat populaci, která je o staletí vzdálená od populace přítomné v době katastrofy,“ popisují.

„Je možné, že psi, kteří přežili dostatečně dlouho, aby se mohli rozmnožovat, již měli genetické vlastnosti, které zvyšovaly jejich schopnost přežít. Možná tedy na začátku existoval extrémní selekční tlak a pak psi v elektrárně prostě zůstali odděleni od městské populace. Zkoumání této otázky je dalším důležitým krokem, na kterém teď pracujeme.“ K čemu výzkum je

Vědci zdůrazňují, že tato zjištění jsou pouze součástí širšího obrazu toho, jakou roli může hrát nepříznivé působení životního prostředí na zdraví nejen psů, ale i lidí. „Většina lidí považuje černobylskou jadernou havárii za radiační katastrofu v opuštěném koutě Ukrajiny, ale potenciální nepříznivé zdravotní důsledky jsou mnohem širší,“ říká Norman Kleiman, spoluautor studie, který pracuje na Kolumbijské univerzitě.

Důvodem je mnoho dalších toxinů – včetně těžkých kovů, olovnatého prášku, pesticidů a azbestu – uvolněných do životního prostředí během následného čištění a sanace v průběhu tří desetiletí.

„Zatímco v jaderné elektrárně ani v Pripjati už nikdo nežije, až do ruské invaze tam denně pracovalo mnoho tisíc lidí na sanačních a stavebních projektech v okolí,“ dodává Kleiman. „Studium společenských zvířat, jako jsou tito psi, nabízí pohled na druhy nepříznivých zdravotních rizik, kterým mohou lidé čelit.“

Vědci možná objevili příčinu nárůstu nevysvětlitelných případů rakoviny

Mikroplasty poškozují střeva i plíce.

Genetika a špatný životní styl jsou faktory přispívající k rakovině. Mnohé případy však nevysvětlují. Nová studie může přispět k potvrzení nejhorších obav vědců. Objevila totiž souvislost mezi nevysvětlitelnými případy rakoviny a mikroplasty.

Rakovina je největším zdravotním strašákem. Některé typy zákeřného a obávaného onemocnění jsou však na ústupu a jiné na vzestupu. Mnohé diagnózy přitom lékaři nedokážou vysvětlit, třeba případy rakoviny plic nezpůsobené kouřením. V posledních letech navíc u mladých lidí přibývá výskytu rakoviny tlustého střeva.

Téměř dva miliony lidí po celém světě si každý rok vyslechnou tuto traumatizující diagnózu. Rakovina tlustého střeva a konečníku (korolektální karcinom) je globálně třetím nejčastěji diagnostikovaným nádorovým onemocněním.

Že korolektální karcinom postihuje stále mladší lidi (konkrétně do 50 let) zjistili vědci už v roce 2019.

Experti z Kalifornské univerzity analyzovali více než 3000 studií a v časopisu ACS Publications Environmental Science & Technology popsali souvislost mezi nárůstem případů rakoviny tlustého střeva a mikroplasty.

Mikroplasty podle nich narušují ochrannou vrstvu hlenu v tlustém střevě a potenciálně podporují nádorové bujení.

Ve studiích také poukazují odborníci na to, že mikroplasty mohou způsobovat nefunkčnost střevních buněk a negativně tak ovlivňovat střevní imunitní systém, napsal list Daily Mail. Poškozují plodnost a plíce

Nový metavýzkum rovněž potvrdil podezření, že mikroplasty způsobují neplodnost negativním dopadem na hormonální rovnováhu. U mužů mohou ovlivnit kvalitu a počet spermií, u žen zase funkčnost vaječníků a placenty. Jedna ze studií například našla souvislost mezi mikroplasty v placentě a nízkou porodní hmotností a jiná souvislost mezi mikroplasty v plodové vodě a předčasným porodem.

Kromě toho vědci identifikovali souvislost mezi mikroplasty a špatnou funkcí plic. Způsobují poškození životně důležitého orgánu a jeho chronický zánět. To může zvyšovat riziko rakoviny.

Server The Conversation nicméně upozornil, že nárůst počtu případů rakoviny tlustého střeva a konečníku koreluje i se stále nezdravějším životním stylem. Onemocnění souvisí s nedostatkem fyzické aktivity, špatnou stravou (málo vlákniny, vysoký obsah tuku a hodně červeného nebo zpracovaného masa), nadváhou či obezitou a konzumací alkoholu a tabákových výrobků.

Nová studie ovšem přinejmenším podtrhuje obavy vědců z negativního dopadu mikroplastů na zdraví lidského organismu. Jde o drobné plastové úlomky menší než pět milimetrů, které se nacházejí úplně všude – v půdě, ve vodě a vzduchu. Pijeme je, jíme a vdechujeme každý den, zatímco se očekává trojnásobná spotřeba plastů do roku 2060.

Vědci mají dlouhodobé podezření na negativní účinky mikroplastů na lidské zdraví, tato problematika je však nedostatečně prozkoumána, což vyvolává největší obavy.

Zdroje: Daily Mail, The Conversation, ACS Publications Environmental Science & Technology

Novinky z výzkumu černých děr na tiskové konferenci NASA s českou účastí

Nové poznatky výzkumu černých děr získaly zvláštní pozornost americké kosmické agentury NASA při pravidelné výroční konferenci Americké astronomické společnosti, probíhající tento týden v National Harbor v Marylandu poblíž hlavního města USA, Washingtonu.

Hned první den tohoto nejvýznamnějšího setkání amerických astronomů proběhla tisková konference NASA s názvem A Feast of Feasting Black Holes (hostina hodujících černých děr), v rámci které byly prezentovány nové výsledky hledání odpovědi na otázku, kolik superhmotných černých děr v centrech galaxií nevidíme, protože je zakrývá okolní plyn a prach, a pak také pozorování neobvyklého chování jedné superhmotné černé díry v centru galaxie 1ES 1927+654. Oba tyto oceněné výsledky mají i českou stopu. Výzkum týkající se hledání ukrytých monster vedl Peter Boorman, PhD., v současnosti působící na Caltechu v Kalifornii, ale který svou práci začal již během svého postdoktorského pobytu na Astronomickém ústavu AV ČR v Praze pod vedením RNDr. Jiřího Svobody, PhD. Ten k tomuto výzkumu dodává: „Dnes věříme, že superhmotné černé díry, vážící miliony až miliardy hmot Sluncí, se nachází ve všech galaxiích. Někdy jsou jejich projevy očividné, ale jindy jsou ukryté a zcela zahalené okolním prachem a plynem. Pečlivá analýza infračervených a rentgenových pozorování blízkých galaxií ukázala, že víc než jedna třetina superhmotných černých děr se nám skrývá.“ Jiří Svoboda je členem i druhého výzkumného týmu, který analyzoval unikátní pozorování superhmotné černé díry, u níž docházelo k obrovským změnám v jasnosti záření okolního plynu napříč různými vlnovými délkami. „Tento zdroj je přesný opak ukrytých černých děr. Téměř v přímém přenosu jsme mohli sledovat, jak se tvořil a zanikal úzce nasměrovaný energetický výtrysk hmoty vznikající při dopadu hmoty na černou díru“, doplňuje Jiří Svoboda.

Téma 1 Kolik černých děr se ukrývá? Studie NASA hledá odpověď

Černé díry, ačkoliv samy o sobě nic nevyzařují, mohou být jedny z nejjasnějších objektů ve vesmíru. Důvodem je silné zahřívání hmoty, která do nich dopadá ve formě kroužícího disku. Plyn okolo superhmotných černých děr zahřátý až na stovky tisíc stupňů může přesvítit i všechny hvězdy v celé galaxii. Vzdálenější a chladnější mračna plynu a prachu však mohou jasně svítící disk zakrýt. Tato mračna se shlukují také v disku, ale mnohem tlustším. Geometricky si to lze představit jako torus nebo jako koblihu. V situaci, kdy se na černou díru díváme shora, vidíme svítící disk. V opačném případě je ale disk zakrytý. A právě na tento případ se zaměřila studie Petera Boormana, která zkoumala více než 120 galaxií v našem blízkém okolí. Všechny tyto galaxie přitom vyzařovaly hodně infračerveného záření, které svědčí o zahřáté hmotě. K tomu může docházet buď při tvorbě hvězd anebo ozářením jiným jasným zdrojem, jako je uvnitř zakrytý svítící disk okolo černé díry. K rozhodnutí, který scénář platí, pak sloužila pozorování na vysokých energiích pomocí rentgenové mise NASA - NuSTAR. Spektrální analýzou všech těchto galaxií pomocí různých modelů bylo možné určit jednotlivé fyzikální parametry jak původního záření, tak i vlastnosti záření pohlcujícího plynu. Velké množství tohoto absorbujícího plynu se podařilo detekovat ve 35 % galaxií, což je více, než poukazovaly dřívější studie, ale stále méně, než se předpokládá podle aktuální teorie růstu galaxií.

Právě pro pochopení růstu galaxií a vysvětlení velké hmotnosti černých děr v jejich středech je tato studie klíčová. Pokud měly černé díry narůst do svých obřích rozměrů pohlcováním velkého množství plynu, měly by také být obklopeny dostatečně velkými mračny. Je pak také pravděpodobnější, že jich bude mnoho ukrytých při určitých pohledech procházejících skrz hustá mračna. Poměr viditelných a ukrytých černých děr nám tedy říká, kolik hmoty obklopuje černé díry a tedy, jak velké sousto mají ve svém dosahu. Unikátní kombinace infračervených a rentgenových dat nás vede k lepšímu pochopení a zajímavostí této studie je, že v tomto výzkumu byla využita data získaná ze dvou zcela odlišných přístrojů a epoch. K identifikaci vhodného vzorku galaxií byla využita měření pomocí infračervené mise IRAS, pozorující v roce 1983. Pro rentgenovou analýzu se pak využila současná měření s družicí NuSTAR. Obě mise byly vyvinuty na Caltechu, současném působišti Petera Boormana. „Fascinuje mě, jak užitečná byla kombinace dvou misí, IRAS a NuSTAR, pro tento projekt, zejména vzhledem k tomu, že pozorování s družicí IRAS proběhla již před více než 40 lety,“ říká vedoucí studie Peter Boorman, astrofyzik z Caltechu v kalifornské Pasadeně. „Myslím, že to ukazuje, jakou hodnotu mají archívy dat kosmických teleskopů a také, jaký je přínos využití více přístrojů a vlnových délek světla společně.“

Odkaz na vědecký článek: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad8236

Grafické materiály: https://caltech.box.com/s/wrao0eka0yijlb9q6gmimb6lcaenl4va obecněji v NASA - https://svs.gsfc.nasa.gov/

Téma 2 Astronomové zachytili nezvyklé chování na hranici aktivní černé díry

Nezvyklé změny jasností na různých vlnových délkách zachytily mezinárodní týmy astronomů u galaxie 1ES 1927+654, vzdálené od nás asi 270 milionů světelných let v souhvězdí Draka. Prvních viditelných změn v jasnosti si astronomové všimli v roce 2018, kdy došlo k náhlému zjasnění ve viditelném, ultrafialovém i rentgenovém oboru spektra. Od té doby se tato galaxie stala předmětem dalších pozorování. Potvrdilo se, že za tímto zjasněním stojí hmotná černá díra v centru této galaxie, vážící jako 1,4 milionu Sluncí dohromady, na kterou začalo padat velké množství hmoty a vytvořil se i silný úzce směrovaný svazek urychlených částic plazmatu (tzv. jet), dosahujících až třetinové rychlosti maximální možné rychlosti světla. Posléze tento zdroj zeslábnul. V dubnu 2023 si ale astronomové všimli postupného zjasňování v rentgenovém oboru spektra a nastartovali novou pozorovací kampaň. Velkého překvapení se dočkali u rádi-ových pozorování, u kterých zaznamenali náhlé zjasnění. "Během několika měsíců se rádiová luminozita zvýšila na 60násobek původní hodnoty," dodává Jiří Svoboda z Astronomického ústavu AV ČR, spoluautor vědecké studie. Citlivá rádiová pozorování ukázala, že ve směru kolimovaného svazku došlo k vyvržení silně urychleného plazmatu. Při tomto novém zjasnění se podařilo pomocí evropské mise XMM-Newton zachytit tzv. kvazi-periodické oscilace, které se u aktivních galaxií pozorují jen velmi zřídka.

Již první hypotézy směřovaly k možnému vysvětlení, že se v akrečním disku pohybuje nějaké kompaktní těleso a perioda oscilací odpovídá oběžné době tělesa okolo černé díry. Takový systém by vytvářel gravitační vlny a těleso by se postupně přibližovalo k černé díře. Tomu nasvědčovala i zaznamenaná zkracující se perioda oscilací – během dvou let poklesla z 18 na 7 minut. Pak ale nastalo překvapení, kdy se perioda oscilací stabilizovala. Tím se vylučuje, že by kompaktním tělesem byla jiná menší černá díra. Ta by se totiž dále přibližovala ke hmotnější černé díře, až by ji celou spolkla. Běžná hvězda by se v takové blízkosti černé díry zřejmě již rozpadla. Zbývá tedy jediné vysvětlení, že kompaktním objektem je bílý trpaslík, hustá hvězda o velikosti planety, ale hmotnosti Slunce. Bílý trpaslík je natolik hustý, že jej slapové síly zcela neroztrhají. Přitom z něj ale může černá díra strhávat nějaký materiál, což v důsledku vede k zastavení poklesu oběžné dráhy blíž k černé díře. Díky tomu se rentgenové oscilace prozatím stabilizovaly. Osud bílého trpaslíka je však zpečetěn a dříve nebo později jej černá díra nakonec pohltí. Než se tomu tak stane, bude tento systém vysílat i gravitační vlny. Pokud je tato hypotéza správná, patří galaxie 1ES 1927+654 mezi zajímavé zdroje připravované mise LISA, která bude gravitační vlny z galaktických center zaznamenávat.

Odkazy na vědecké články: https://arxiv.org/pdf/2501.02340 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad8651

Odkazy na publikaci na webech NASA a ESA: https://science.nasa.gov/universe/astronomers-catch-unprecedented-features-at-brink-of-active-black-hole/ https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/XMM-Newton/XMM-Newton_catches_giant_black_hole_s_X-ray_oscillations

Grafické materiály: https://svs.gsfc.nasa.gov/14753/

Kontakt: RNDr. Jiří Svoboda, PhD. Astronomický ústav AV ČR Oddělení galaxií – pražská relativistická skupina [email protected]

TZ ke stažení zde: https://www.avcr.cz/.content/galerie-souboru/tiskove-zpravy/2025/TZ-ASU-TK-NASA-cerne-diry_2025.docx

Vědci popsali proces přinášející naději pro léčbu genetických onemocnění

Přestože přenos genetické výbavy mezi buňkami je přísně regulovaný, i „buněčný tesař se někdy utne“ a udělá fatální chybu, která vede ke vzniku genetických onemocnění. Takovou chybou je například vytvoření signálu pro předčasné ukončení syntézy životně důležitého proteinu – jako by se nechtěně vloudila tečka doprostřed věty. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR pronikli do jádra molekulárního procesu, který by se dal v budoucnu využít k léčbě nemocí způsobených tzv. nesmyslnými kodony. Výsledky publikoval prestižní časopis Nature Structural & Molecular Biology.

Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR ve studii popisují, jak by bylo možné s pomocí upravených molekul tRNA odstranit onu „nechtěnou tečku“, a dokončit tím syntézu zmutovaných klíčových proteinů. Významně tak rozšířili chápání způsobu, kterým lze opravit chybné proteiny.

Složité dekódování a překlad

Genetická informace uložená v DNA se přepisuje do mRNA, která ji přenáší z jádra do cytoplazmy. Zde se mRNA setkává s ribozomem, jenž funguje jako vyladěný molekulární dekodér: překládá čtyřpísmenový kód mRNA na dvacetipísmenový jazyk bílkovin v procesu zvaném translace (překlad). Tento překlad umožňují molekuly transferové RNA (tRNA), jež ribozomu slouží jako výkladový slovník.

tRNA se mimo jiné podílejí i na procesu tzv. programovaného pročítání terminačního (ukončovacího) kodonu. Ten umožní, aby pokračovala syntéza proteinu, která by za normálních okolností již skončila.

„Aby syntéza proteinů pokračovala, musejí ty tRNA, které mají antikodony podobné terminačním kodonům, přelstít tzv. ukončovací proteinové faktory a začlenit se místo nich do ribozomálního dekódovacího centra tak, aby syntéza proteinů mohla dále pokračovat. Tedy tak, aby nedošlo k jejímu ukončení,“ vysvětluje Leoš Shivaya Valášek, vedoucí Laboratoře regulace genové exprese Mikrobiologického ústavu AV ČR, která se tímto procesem už řadu let zabývá.

Všemocné kontakty

Ne všechny tRNA ale tohle dokážou. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR nyní ukázali, že ty, které umí přelstít ukončovací faktory, utvářejí důležité kontakty s některými ribozomálními proteiny, jež tvoří dekódovací místo. Tyto kontakty jim pak umožní vytvořit natolik stabilní vazbu, že ji terminační faktory nenaruší a syntéza bílkovin tak může pokračovat dál.

„Toho by mělo jít využít pro vývoj léčebných postupů právě u nemocí způsobených nesmyslnými kodony. U těchto nemocí je hlavním problémem předčasně ukončená syntéza konkrétního klíčového proteinu. Cíleně upravené tRNA, u kterých budeme vědět, že se v dekódovacím místě stabilně ‚zahnízdí‘, by měly velmi účinně a cíleně potlačit ukončení překladu a umožnit dokončení syntézy celého proteinu,“ vysvětluje Petra Miletínová z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

„Velkou výhodou tohoto přístupu je, že buňka molekuly tRNA velmi dobře zná, je na nich závislá. Jako terapeutikum bychom tedy do těla nevnášeli nic cizorodého, takže bychom neměli aktivovat imunitní odpověď,“ dodává Leoš Shivaya Valášek.

Od laboratorního stolu je cesta dlouhá

Nově popsaná zjištění otevírají dosud neprobádaný směr v biologii tRNA, který by mohl usnadnit návrh geneticky upravených tRNA se specificky pozměněnými dekódovacími schopnostmi pro léčení mnoha genetických onemocnění. Cesta ke konkrétnímu pacientovi je ale ještě dlouhá.

„I když jsme se my i naši zahraniční kolegové dostali už poměrně daleko, stále zbývá celá řada nevyřešených otázek. Například jak zajistit, že se speciálně upravené tRNA v těle dostanou přesně na místo určení, tedy k nejvíce postiženým tkáním či orgánům,“ říká Zuzana Pavlíková z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

„Vyřešit se musí také stabilita takovýchto léčiv, dlouhodobost jejich účinku, univerzalita jejich použití pro různé typy těchto onemocnění,“ doplňuje Leoš Shivaya Valášek. „Další, zatím jen zpola vyřešenou otázkou je vliv těchto speciálně upravených tRNA na řádné ukončení syntézy proteinů všude tam, kde je to naprosto nezbytné, tj. na konci genetické informace všech ostatních genů,“ zdůrazňuje vědec.

Na základě této a předchozích studií experti z Mikrobiologického ústavu AV ČR společně se zahraničními kolegy podali velký ERC grant, jehož náplní je právě řešení těchto a dalších klíčových otázek, které se vynořují mezi laboratorními modely a klinickou praxí.

Kontakt:

Leoš Shivaya Valášek Mikrobiologický ústav AV ČR [email protected]

Láskavec, plodina budúcnosti: Jedli ho Inkovia, Aztéci i Mayovia

Láskavec je superpotravina, ktorú v Južnej Amerike poznajú už tisíce rokov. Jeho semená sa vyznačujú vysokým obsahom bielkovín, škrobu, tukov a sú zdrojom vitamínov, minerálnych látok a vlákniny.

V Ústave genetiky a biotechnológií rastlín Slovenskej akadémie vied (SAV) v Nitre skúmajú zatiaľ jediné slovenské odrody láskavca. Plodina, ktorá je v Južnej Amerike známa viac ako 8 000 rokov a bola súčasťou každodennej potravy Inkov, Aztékov i Mayov, priťahuje v posledných rokoch záujem pestovateľov, šľachtiteľov a výrobcov potravín u nás i v zahraničí.

Neobsahuje lepok

„Láskavec (Amaranthus sp.) je takzvaná pseudoobilnina. Semená pseudoobilnín majú podobné zloženie a spracovanie ako semená obilnín, ibaže neobsahujú lepok. Výrobky z láskavca sú vhodné na konzumáciu pri bezlepkovej diéte. Okrem toho sa semená láskavca vyznačujú vysokým obsahom bielkovín, škrobu, tukov a sú zdrojom vitamínov, minerálnych látok a vlákniny. Významnou zložkou je tiež skvalén, ktorý je veľmi silným antioxidantom a má široké využitie v kozmetickom i farmaceutickom priemysle,“ uviedla Monika Szabóová z Ústavu genetiky a biotechnológií rastlín SAV, v. v. i.

Slovenské odrody

V rokoch 2013 až 2016 uznali prvé dve slovenské odrody láskavca: Pribina a Zobor. Odrodám udelili šľachtiteľské osvedčenie a sú právne chránené na území Slovenska, ako aj na území štátov Európskej únie. Charakteristické pre ne je trvalé zvýšenie hmotnosti tisíc semien a väčšie semená v porovnaní s pôvodnými genotypmi i komerčnými odrodami.

Pod vedením doktorky Andrey Hricovej prebieha na pracovisku SAV multidisciplinárny výskum láskavca, ktorý je zameraný na štúdium adaptability láskavca k stresovým podmienkam prostredia, ako je napríklad soľ, ťažké kovy a ich kombinácia v pôde. Vedecký tím sa zameriava aj na skúmanie účinku vybraných benefičných prvkov (napríklad kremíka a selénu) na zvýšenie odolnosti láskavca proti spomínaným faktorom, na štúdium nutričných vlastností, ako aj na možnosti jeho využitia v potravinárstve.

Odolná rastlina

„Okrem unikátnych nutričných vlastností sa láskavec vyznačuje odolnosťou proti mnohým chorobám, toleranciou sucha, zasolenia, vysokých teplôt a predstavuje tak dôležitú alternatívnu plodinu v podmienkach súčasného globálneho otepľovania. V pripravovaných projektoch Horizon Europe chceme v spolupráci so súkromným sektorom testovať pestovanie láskavca metódami alternatívneho poľnohospodárstva a z nutričného hľadiska sa zamerať na jeho ďalšie využitie v potravinárskom priemysle,“ doplnila Monika Szabóová.

Zdroj: TS Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV

Horké jupitery nemusejí obíhat samy, ukazuje podivný exoplanetární systém

Horké jupitery jsou obří planety, o nichž jsme si dříve mysleli, že obíhají samy v blízkosti své hvězdy. Předpokládalo se, že během migrace ke své hvězdě vyvrhují všechny ostatní původně přítomné planety nebo je naopak přirazí k hvězdě. Toto paradigma však bylo nedávnými pozorováními zpochybněno a nová studie vedená University of Geneva (UNIGE) také není v souladu s tímto modelem, respektive nachází výjimku. Vědci oznámili oznámil existenci planetárního systému WASP-132 s neobvyklou podobou: obsahuje nejen horký jupiter, ale také vnitřní superzemi a ledovou obří planetu.

Horké jupitery obíhají blízko své hvězdy, v mnohem menší vzdálenosti, než se nachází Merkur od Slunce. Tyto obří planety mohou jen obtížné vznikat v místech, kde je pozorujeme, protože v blízkosti hvězdy není dostatek plynu a prachu. Musí se proto rodit daleko od ní a v průběhu vývoje planetárního systému migrovat.

Až donedávna astronomové pozorovali, že horké jupitery jsou kolem své hvězdy izolované a v jejich blízkosti se nenacházejí žádné další planety. Toto pozorování se zdálo být o to přesvědčivější, že existovala teorie, která situaci vysvětlovala. Procesy spojené s migrací obřích planet ke hvězdě vedou k akreci nebo vyvržení všech planet na vnitřní dráze. Nedávná pozorování však naznačují i jiné možné scénáře. Vědci objevili existenci multiplanetárního systému tvořeného horkým jupiterem, vnitřní superzemí (ještě blíže ke hvězdě než horký jupiter) a vnější masivní obří planetou (mnohem dále od hvězdy než horký jupiter).

Pokud horké jupitery nejsou ve svém planetárním systému vždy osamoceny, pak musí být jejich migrace (alespoň někdy) probíhat jinak, než jsme si mysleli – méně destruktivně pro jejich sousedy. Soustava WASP-132 je skutečně unikátní planetárním systémem. Obsahuje horký Jupiter, který oběhne svou hvězdu za sedm dní a tři hodiny, superzemi (kamennou planetu o hmotnosti šestkrát větší než Země) s oběžnou dobou 24 hodin a 17 minut, a obří planetu (o hmotnosti pětkrát větší než Jupiter), která oběhne hostitelskou hvězdu za pět let. Kromě toho obíhá ve velmi velké vzdálenosti ještě mnohem hmotnější průvodce, pravděpodobně hnědý trpaslík.

Kombinace přesných měření poloměru a hmotnosti rovněž umožnila určit hustotu a vnitřní složení planet. Horký jupiter WASP-132b byl obohacen těžkými prvky o hmotnosti kolem 17 hmotností Země. U superzemě převažují kovy a křemičitany, jejichž složení je dosti podobné složení Země.

Discovery of a cold giant planet and mass measurement of a hot super-Earth in the multi-planetary system WASP-132, Astronomy and Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202348177

Řasa roku 2025: nově objevená Draparnaldia erecta pomůže objasnit evoluci rostlin

Před sedmi lety zaujal Lenku Caisovou z Biologického centra Akademie věd ČR při procházce v přírodě nenápadný, ale velmi zvláštní mech. Při podrobnější laboratorní analýze vědkyně odhalila, že se nejedná o mech, ale o dosud neznámou, mnohobuněčnou zelenou řasu. Pojmenovala ji Draparnaldia erecta a záhy rozpoznala její potenciál stát se mimořádně zajímavým výzkumným objektem pro studium evoluce řas a rostlin. Stavba této řasy není zdaleka tak složitá jako u suchozemských rostlin, a právě proto by mohla pomoci zodpovědět zásadní otázky evolučního výzkumu: Jak se jednobuněčné řasy staly mnohobuněčnými a jak dokázaly osídlit souš? Význam Draparnaldie pro vědecký výzkum ocenila i Německá botanická společnost a vyhlásila ji řasou roku 2025.

Proč studovat Draparnaldii?

Zelené řasy se dělí na dvě skupiny – chlorofytní a streptofytní řasy. Obě nezávisle vyvinuly mnohobuněčnost a často obývají stejná stanoviště. Přesto pouze streptofytní řasy dokázaly přejít z vody na souš (tzv. terestrializace) a rozrůznit se do tisíců druhů suchozemských rostlin, které známe dnes. To vyvolává klíčovou otázku: Proč byl přechod na souš úspěšný pouze u streptofytních řas a ne u jejich sesterské skupiny, chlorofytních řas?

Mnohobuněčnost a terestrializace zelených rostlin se obvykle studují na morfologicky složitých modelových organismech, jako jsou prostnice (Marchantia), čepenka (Physcomitrium) a huseníček (Arabidopsis). Mezi modely nově figurují i streptofytní řasy, přímí předkové suchozemských rostlin – například Klebsormidium, parožnatka (Chara) nebo jařmatka (Zygnema). Doposud však chyběl srovnatelný model mezi chlorofytními řasami, které by morfologicky připomínaly rané suchozemské rostliny a zároveň měly adaptace pro život na souši. Draparnaldia tuto mezeru vyplňuje (Obrázek 1).

Jedinečnost Draparnaldie

Draparnaldia je výjimečná tím, že je jedinou chlorofytní řasou, která se vyvinula do morfologické složitosti srovnatelné s ranými suchozemskými rostlinami. Má rozvětvený horní buněčný systém, který vypadá jako malá suchozemská rostlina, a dlouhé buňky, které připomínají kořenový systém (Obrázek 2). Má zcela unikátní adaptace pro život ve vodním i suchozemském prostředí, které lze navíc vyvolat v laboratorních podmínkách. Tato řasa je tak jediným modelem, který umožňuje zkoumat terestrializaci zelených rostlin z úplně nové perspektivy.

Draparnaldia má zároveň praktické vlastnosti důležité pro výzkum: snadno se kultivuje, rychle roste a svůj životní cyklus dokončí během 7–9 dnů. Rozmnožuje se zoosporami (jednobuněčnými stadii), které lze vyvolat současně ve velkém množství, což je zásadní pro experimenty zaměřené na mnohobuněčnost. „Naším cílem je ustanovit Draparnaldii jako model pro základní výzkum. Kromě protokolů pro její laboratorní kultivaci už jsme detailně popsali její morfologii, vývoj a adaptace na vodní i suchozemské prostředí. Také jsme zmapovali její fytohormony a sekvenovali její genom,“ říká Lenka Caisová.

Draparnaldia a evoluce mnohobuněčnosti a přechodu rostlin na souš

Původ mnohobuněčnosti u řas stále není zcela objasněn. Při genetických analýzách Draparnaldie však vědecký tým popsal rozšířené genové rodiny spojené s mnohobuněčností, vývojem a abiotickými stresy. Stejně jako pro studium evoluce mnohobuněčnosti bude Draparnaldia klíčová pro odpovědi na otázku, jak přešly rostliny na souš. Přestože se tato řasa vyvíjela nezávisle více než miliardu let, vykazuje pozoruhodné analogie s procesy terestrializace u streptofytních řas a suchozemských rostlin. Vyvinula však alternativní mechanismy hormonální signalizace, jejichž studium poskytne důležitá vodítka pro pochopení terestrializace rostlin. Zároveň může přinést cenné poznatky o funkcích rostlinných hormonů.

Publikace:

Caisová, L., Crombez, E., Arellano, M.S.T., Gut, M., Alioto, T.S, Gómez-Garrido, J., Dabad, M., Esteve-Codina, A., Petřík, I., Pěnčík, A., Novák, O., Van de Peer, Y., Vicoso, B., and Friml, J. (2024). The Draparnaldia genome: alternative mechanisms for multicellularity and terrestrialization in green plants. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2024.09.12.612648.

Caisová, L. (2020). Draparnaldia: A chlorophyte model for comparative analyses of plant terrestrialization. Journal of Experimental Botany 71: 3305–3313. https://doi.org/10.1093/JXB/ERAA102.

Schizofrenie se celosvětově diagnostikuje na základě odborného rozhovoru s psychiatrem, chybí však další diagnostické nástroje. Vědci z Národního ústavu duševního zdraví (NUDZ), ve spolupráci s řadou partnerů z akademické i soukromé sféry, začátkem nového roku spouštějí nový projekt BRAINSCAPE. Díky němu by v budoucnu mohli lékaři u pacientů se schizofrenií odhalit změny v mozku z kapky krve a podle analýzy změn zornice dokonce předpovídat možné zhoršení stavu.

Představte si situaci, kdy je mladý člověk poprvé hospitalizován kvůli epizodě onemocnění ze schizofrenního spektra. Jakmile to jeho zdravotní stav dovolí, provedou lékaři vyšetření na magnetické rezonanci a odeberou vzorek krve. Z něj získají informace, které propojí s unikátní databází ESO, díky analýze matematické podobnosti dat dokážou předpovědět nejpravděpodobnější průběh nemoci a nastavit nejvhodnější léčbu. To všechno na základě neinvazivního vyšetření, z jednoho vzorku krve a snímkování v magnetické rezonanci. Právě to je jedním z cílů projektu BRAINSCAPE, který startuje v lednu příštího roku a který získal významný grant MŠMT ve výši téměř 100 milionů Kč v rámci programu Dlouhodobé mezisektorové spolupráce. Čekání na nové technologie

„Před více než 15 lety jsme začali vytvářet databázi ESO, která je založena na opakovaných vyšetřeních pacientů se schizofrenií během kritických prvních pěti let od vypuknutí příznaků. Tato studie patří k nejrozsáhlejším svého druhu na světě a ročně se do ní přidává velké množství dat od přibližně dvou stovek pacientů v časném stadiu nemoci,“ popisuje MUDr. Filip Španiel, Ph.D., vedoucí Centra výzkumu prvních epizod SMI Národního ústavu duševního zdraví.

„Kromě pokročilého vyšetření magnetickou rezonancí jsme v databázi ESO od začátku odebírali také krevní vzorky, které byly pečlivě zpracovány pro dlouhodobé skladování. V době jejich odběru přitom nebyly dostupné metody a technologie, které se objevily až v posledních letech, Umožňují studovat mozkové buňky prostřednictvím obyčejného odběru krve. Všechny buňky v těle včetně mozkových produkují takzvané exosomy. Díky analýze jejich obsahu ve spojení s dalšími daty tak chceme získat přímé informace o stavu mozkových buněk, aniž bychom museli odebírat vzorky mozkové tkáně,“ vysvětluje prof. Pavel Mohr, hlavní řešitel BRAINSCAPE (CZ.02.01.01/00/23_020/0008560). Cílem projektu není jen rozšířit poznání příčin schizofrenie, ale zejména vytvořit klinickou platformu pro počítačem podporovanou diagnostiku a nové metody prevence opětovného vzplanutí nemoci, a to s využitím digitálních technologií. Může dynamika zornice předpovědět zhoršení stavu?

„Pokud bude pacient chtít, vybavíme ho aktigrafickým náramkem, který bude monitorovat změny spánku, a speciální podložkou do lůžka, která bude sledovat spánkovou architekturu. Pacient každý týden prostřednictvím aplikace na chytrém telefonu vyplní dotazník sledující časné varovné příznaky a pomocí kapesního přístroje změří svou mozkovou aktivitu na základě analýzy změn průměru zornice. Dynamika zornice totiž přímo odráží změny v mozkové aktivitě. Budeme zkoumat, do jaké míry může tento snadno měřitelný parametr, získaný pomocí jednoduchého zařízení, předpovídat riziko blížícího se relapsu, tedy náhlého zhoršení onemocnění,“ vysvětluje doktor Španiel.

„Schizofrenie patří k nejzávažnějším psychiatrickým onemocněním. Postihuje okolo 24 milionů lidí po celém světě. Základní účinnost antipsychotik se za posledních 70 let výrazně nezlepšila. Současná léčba zmírňuje pouze malou část celkové zátěže a neřeší hlavní příčiny funkčního úpadku, jako jsou kognitivní postižení a negativní příznaky, včetně snížené motivace a narušené vůle. Proto je 70 % pacientů se schizofrenií trvale invalidních. Neschopnost efektivně léčit schizofrenii pramení z její různorodosti. Pod jednotnou diagnózou se skrývá řada poruch s odlišným biologickým základem, které zatím neumíme rozpoznat a nedokážeme ani předpovědět jejich vyústění. Projekt BRAINSCAPE má pomoci tuto situaci zlepšit,“ uzavírá profesor Mohr.

Projekt BRAINSCAPE je založen na spolupráci akademických institucí a soukromého sektoru.

Pro další informace, prosím, kontaktujte:

Mgr. Jan Červenka tiskový mluvčí E-mail: [email protected] Telefon: +420 774 851 335

Muž, který rozvázal divočině ruce. Vydejte se s Jiřím Nohelem do lesů okolo Velké Bíteše

Jiří Nohel je básník a hudebník, frontman vysočinské kapely Listověj. Ale je to také lesník, který působí v oblasti Velké Bíteše. Redaktorka Alena Blažejovská už o něm natočila několik pořadů – do lesů jím spravovaných se opakovaně vrací a sleduje tak jeho příběh i příběh „jeho“ lesa.

Postupem let Jiří Nohel dostal už několik přídomků. Nejprve byl v rozhlasovém dokumentu z roku 2008 nazván „mužem, který sází stromy“ – s odkazem na povídku francouzského spisovatele Jeana Giona Muž, který sázel stromy o podobném (ale smyšleném) hrdinovi – Elzeárdovi Bouffierovi, který zalesňoval rozsáhlé oblasti v Provence.

V roce 2017 jsme se s Jiřím Nohelem a sochařem Lubomírem Lacinou vypravili za prameny, studánkami a sochami Velkobítešska, o tři roky později se lesník Jiří Nohel představil v dalším rozhlasovém pořadu jako „muž, který má rád břízy“. V těchto reportážích Český rozhlas Brno průběžně sleduje jeho počínání v lese, který má na starosti.

Nohelova vysočinská kapela, která se původně jmenovala Žalozpěv, se mezitím přejmenovala na Listověj. Jako by i v poezii a hudbě Jiří Nohel se svými kolegy zahájil cestu od smutku či skepse k naději. O naději a optimismu vypovídá také letošní reportáž z lesa kolem Velké Bíteše. Sedm let po kůrovcové kalamitě se tu náš hrdina cítí jako „muž, který rozvázal divočině ruce“. Příroda si vzala zpátky do svých rukou scénář lesů

„Kůrovcová kalamita ukončila dvě stě let plantážového pěstování stejnorodého smrkového dříví v nižších vysočinách celé Evropy. Příroda si naprosto vzala zpátky do svých rukou scénář lesů,“ vysvětluje Jiří Nohel. „Bude na nás lidech, jak moc do toho budeme přírodě zasahovat a jak moc jí budeme věřit a necháme ji pracovat.“

V lese spravovaném Jiřím Nohelem by mohlo leckoho vyděsit množství tlejícího popadaného dříví na zemi a neprůchodnost lesa. „V této fázi se tu nedá tak snadno chodit na výlety a sbírat hříbky, dá se jít jen po této cestě,“ ukazuje lesník a vysvětluje, v čem je však právě taková podoba lesa podobna zázraku. „Díváme se do pěti až desetimetrových bříz, které postupně začínají podrůstat duby, které tam nosí ptáci a myši. Třtina se stravuje a rozjíždí se procesy mykorhizních hub. Tlející dříví se stává úžasnou zásobárnou a zdrojem biodiverzity.“

Procházka lesem začíná kousek od nádraží Vlkov u Tišnova. „Takovouto podobu lesa mám na celém téměř 1 500 ha majetku, který spravuju,“ objasňuje Nohel. „Jsme v lesích hospodářských, není to žádná rezervace. Ale jezdí sem spousta návštěv a žáků a zaslechl jsem tu názory, které mě nesmírně potěšily – že dynamika toho, co se zde odehrává, se nenajde ani v mnohých národních parcích.“

Skepse z dřívějších let je pryč a převládá údiv nad tím, že příroda je schopna zacelit jakékoliv lidské rány. „Nazval bych to chvála lenosti. Teď do toho nějak zasahovat by znamenalo dávat nějaký další scénář a nějaké noty do toho, jak má příroda hrát. To k ničemu nevede. Ona sama ví, jak se adaptovat.“

autorka: Alena Blažejovská | Český rozhlas

Ačkoli většina z nás má biologickou léčbu spojenou s terapií nádorových či autoimunitních onemocnění, skutečností je, že tento typ léčby proniká do řady dalších oblastí medicíny, a to včetně medicíny preventivní.

Již od roku 2000 je v České republice používán přípravek Synagis (schválený EMA v roce 1999 a FDA v roce 1998), který poskytuje možnost ochrany nejzranitelnějších skupin dětí před závažným onemocněním dolních cest dýchacích způsobeným respiračním syncytiálním virem (RSV). Synagis obsahuje jako účinnou látku monoklonální protilátku palivizumab, specifickou vůči fúznímu povrchovému proteinu RSV (F glykoproteinu), který je nezbytný pro patogenitu tohoto viru.

Přípravek je podáván dětem s bronchopulmonální dysplazií (chronickou plicní nemocí), předčasně narozeným dětem (narozeným ve 35. týdnu těhotenství nebo dříve) a dětem s významnými srdečními vadami. V těchto případech totiž pro většinovou populaci relativně neškodný RSV může vyvolat až život ohrožující infekce. Z toho důvodu je Synagis podáván v pěti dávkách s měsíčními rozestupy během celého rizikového období roku, tedy obvykle od 1. října do 31. března.

Od roku 2022 (schválení EMA) resp. 2023 (schválení FDA) je na trhu obdobný přípravek s názvem Beyfortus. Tento přípravek obsahuje jako účinnou látku monoklonální protilátku nirsevimab cílenou na stejný protein, jako je tomu v případě přípravku Synagis. Výhodou novějšího přípravku je mimo jiné možnost pouze jednorázového podání.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

https://www.ema.europa.eu/cs/documents/product-information/synagis-epar-product-information_cs.pdf

https://www.synagis.com/content/pdfs/SYNAGIS-Brochure.pdf

https://www.antibodysociety.org/resources/approved-antibodies/

https://www.ema.europa.eu/cs/documents/product-information/beyfortus-epar-product-information_cs.pdf

https://www.remedia.cz/z-novinek/pozitivni-hodnoceni-pro-stanoveni-uhrady-10-24/

N. Patel, M. J. Massare, J.-H. Tian, M. Guebre-Xabier, H. Lu, H. Zhou, E. Maynard, D. Scott, L. Ellingsworth, G. Glenn, G. Smith: Respiratory syncytial virus prefusogenic fusion (F) protein nanoparticle vaccine: Structure, antigenic profile, immunogenicity, and protection, Vaccine, Volume 37, Issue 41, 6112-6124 (2019). https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.07.089

Rubriku Víte, že..? najdete také na našem webu! https://www.biotrin.cz/vite-ze/

EU schválila čtyři geneticky modifikované plodiny pro dovoz

Dne 8. října 2024 schválila Evropská komise čtyři geneticky modifikované (GM) plodiny pro dovoz a použití v potravinách a krmivech. Schválení byla oficiálně zveřejněna v Úředním věstníku Evropské unie 10. října 2024 a platnost autorizací je stanovena na 10 let.

Schváleny byly dvě nové GM odrůdy kukuřice a obnovena byla autorizace jedné odrůdy kukuřice a jedné odrůdy bavlníku. Všechny čtyři plodiny prošly přísným schvalovacím procesem, včetně kladného vědeckého posouzení Evropským úřadem pro bezpečnost potravin (EFSA), jak vyžaduje směrnice 2001/18/ES. Tato schválení se týkají pouze dovozu a zpracování potravin a krmiv, nikoli jejich pěstování na území Evropské unie. Všechny produkty podléhají přísným pravidlům EU týkajícím se označování a sledovatelnosti.

O které odrůdy se jedná:

GM kukuřice MON 89034 × 1507 × NK603 byla obohacena o schopnost rezistence proti škůdcům z řádu motýlů (Lepidoptera), v našich podmínkách proti zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis Hübner). Rovněž vykazuje vlastnost tolerance vůči glyfosátu, jenž je účinnou látkou herbicidu Roundup.

GM kukuřice MON 89034 × 1507 × MON 88017 × 59122 a osm jejích subkombinací vykazuje obdobné vlastnosti jako první z uvedených GM kukuřice, a to odolnost vůči glyfosátu a s tím souvisejícím herbicidem Roundup. Tyto GM plodiny jsou navíc obohaceny o schopnost produkce proteinu, který poskytuje těmto rostlinám ochranu proti hmyzím škůdcům z řádu brouků (Coleoptera), v našich podmínkách pak proti významnému škůdci bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera virgifera LeConte).

GM kukuřice DP202216 je odolná vůči hmyzím škůdcům, zejména motýlům z čeledi Noctuidae. Navíc je tolerantní vůči herbicidům na bázi glufosinátu amonného.

GM bavlník COT102 byl vyvinut za účelem zvýšení odolnosti vůči hmyzím škůdcům, zejména proti housenkám motýlů, které mohou způsobovat značné škody na bavlníkových plodinách. Tato odolnost byla dosažena tím, že je rostlina schopna produkovat protein, který je toxický pro larvy motýlů, avšak pro člověka a jiné savce je bezpečný.

Tato schválení potvrzují pokračující závazek EU k přísné regulaci GM organismů a zajištění vysoké úrovně bezpečnosti potravin pro spotřebitele.

Obezita je nemoc duše i těla. Nové léky mění chování pacientů tak, že jedí méně a zdravěji

Lidí s nadváhou a obezitou přibývá a již tvoří 65 procent populace Česka. Mnozí vážně obézní se přitom potýkají s diskriminací, a to i ze strany zdravotníků. Jak jim lze pomoci a jakou roli v blízké budoucnosti sehrají moderní antidiabetické léky, které se ukázaly i jako účinné zbraně proti obezitě? O tom v podcastu Zdravotnického deníku Perspektivy zdraví hovořili docentka Ludmila Brunerová, vedoucí Diabetologického centra a Divize diabetologie a endokrinologie Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a profesor Štěpán Svačina, lékař Všeobecné fakultní nemocnice v Praze, kde působí jak v Obezitologickém centru XXL, tak i v ambulanci Centra primární péče. Oba apelují na to, aby lékaři, zejména ti praktičtí, téma obezity se svými pacienty otevírali a nabízeli jim léčbu. Také věří, že se jednou dočkáme časů, kdy budou antiobezitika užívána široce a trvale jako dnes třeba léky proti vysokému krevnímu tlaku.

https://youtu.be/ih5epcgLPJo?feature=shared

“Obezita je nemoc, která sama o sobě zvyšuje riziko vzniku více než 200 dalších komplikací, postihujících všechny orgánové systémy,“ zdůrazňuje docentka Brunerová. „Je to nemoc těla i duše,“ cituje k tomu profesor Svačina jednoho svého švédského kolegu.

Ludmila Brunerová připomíná, že Světová zdravotnická organizace prohlásila obezitu nemocí už v roce 1948. Jenže vnímána tak nebyla. Ke změně dochází až v posledních letech, kdy lidí s nadváhou a obezitou začalo prudce přibývat. Dnes v součtu tvoří podle profesora Svačiny až 65 procent české populace.

Také nadváha je nemoc. Ostatně obezitě předchází a kontinuálně se v ní mění podle arbitrárně stanovených hodnot BMI (body mass index). „S BMI v pásmu nadváhy rostou zdravotní rizika obdobně jako u obezity,” uvádí Brunerová a upozorňuje na odborné práce, které sledovaly zdravé osoby, odlišující se pouze hmotností. U třetiny osob, které měly nadváhu, se během pěti let sledování vyvinula metabolická komplikace. Na rozdíl od osob s normální hmotností, kde k tomu došlo výjimečně.

Podle Brunerové je obezita komplexní nemoc, která je spojena s celou řadou stigmatizací pacientů v sociální oblasti i ve zdravotním systému. Data ze zahraničí ukazují (česká data nemáme), že na diskriminaci se podílejí i samotní zdravotníci. „Velká část zdravotníků si myslí, že pacient, který je obézní, nechce hubnout. A přitom když se zeptáte pacientů, tak nechce hubnout třeba jenom 7 procent z nich,“ uvádí Brunerová. Značná část zdravotnického personálu se navíc domnívá, že obezita je chybou pacienta, že si za ní vlastně může sám anebo přičítá některé její příznaky, které udává pacient, úplně jiným onemocněním.

„Naši pacienti jsou hodně stigmatizovaní,“ přidává se profesor Svačina a ilustruje to na „klasickém“ případu: „Když přesvědčíme obézní pacienty, aby cvičili ve fitcentru, tak oni jsou personálu odporní, a proto je vypudí, aby jim tam nechodili. Chtějí mít jinou, bohatší klientelu.“ Ve zdravotnictví je pak podle Svačiny zajímavá kauza paradoxu obezity. „Ví se, že obézní pacient s iktem (cévní mozkovou příhodou – pozn. red.) může mít lepší prognózu než ten štíhlý. V minulosti se často stávalo, že na neurologickou intenzivní péči přivezli 150kilového pacienta s mrtvicí a řekli si: Podívejte se, jak je tlustej, ten to nemůže přežít. Opak ale byl pravdou. Je to stigmatizace, přitom u zhruba 15 až 20 nemocí platí, že obézní má při léčbě lepší prognózu,“ vysvětluje Svačina.

V léčbě nadváhy a obezity by v první linii měli stát praktičtí lékaři, ale musejí k pacientům přistupovat bez předsudků a o jejich problému s vyšší hmotností s nimi otevřeně hovořit. „Hrozně se jim uleví, když tuto problematiku lékař otevře, protože je trápí, akorát se stydí, nebo bojí se o ní začít hovořit,“ míní docentka Brunerová a připomíná, že je obezita relabující onemocnění. Pacienti mají období, kdy se s ní snaží něco dělat, často i úspěšně, ale zase pak sklouznou do svého původního životního stylu a váha jde opět nahoru. Dochází k relapsu onemocnění, což je pro pacienty extrémně frustrující.

Role praktiků je klíčová už proto, že pacienta zvou na preventivní prohlídky a měli by ho vidět minimálně jednou za dva roky. „Je třeba se věnovat i pacientům propuštěným z nemocnice. Pokud má pacient uvedeno v propouštěcí zprávě nějaké závažné onemocnění, jakákoli redukce hmotnosti mu prospěje,“ zdůrazňuje Svačina a doplňuje, že specializovaná obezitologická péče v centrech by pak měla být určena pacientům s nejtěžší obezitou.

Při léčbě nadváhy a obezity se doporučuje upravit životosprávu, držet se dietních doporučení a vyvíjet fyzickou aktivitu. V poslední době však do hry razantně vstoupily moderní léky. Podle Štěpána Svačiny ukazují studie z reálné praxe, že v budoucnosti bude možné léčit obezitu pouze léky, tedy bez provázání s dietou a pohybem.

„Nové léky mění chování, to je jejich výhoda,“ zdůrazňuje. Starší přípravky tuto vlastnost nevykazovaly, nebo dokonce bylo jejich užívání spojeno s výraznými riziky pro kardiovaskulární systém. Díky rozsáhlým kauzám, vyšetřování a stažení některých léčiv z trhu z bezpečnostních důvodů, se nakonec celá tato léková skupina dostala pod velmi přísný dohled příslušných úřadů. Nová antidiabetika, která se ukázala i jako velice účinná antiobezitika, mají za sebou 10 až 15 let pečlivého sledování. K pacientům se dostávají ve velkém rozsahu v současné době, kdy je podle profesora Svačiny jasné, že „jsou naprosto bezpečné a mají obrovské spektrum benefitů“.

Docentka Brunerová potvrzuje, že pacienti užívající antiobezitika, skutečně mění své chování a svůj jídelníček. „Když jim dáte možnost vybrat si dle libosti, vyberou si jídlo méně tučné i méně sladké a také zdravější potraviny. Dramaticky se u nich snižuje chuť na alkohol, takže se dokonce uvažuje o tom, zda by tyto léky nebylo možné využít při léčbě závislostí,“ říká.

Ideální léčba antiobezitiky v (snad ne tak vzdálené) budoucnosti by byla dlouhodobá a vlastně trvalá. Probíhala by podobně jako se dnes léčí vysoký krevní tlak. V současnosti to však není reálné, především proto, že si pacienti platí léčbu sami ze své kapsy. „Nemají to zatím nastavené tak, že by byli ochotni do léčby dlouhodobě investovat. Mají nějaký hmotností cíl, jehož chtějí z různých důvodů dosáhnout. Když se jim to podaří, je to často důvod k vysazení antiobezitik. Logicky pak musí dojít k jojo efektu, hmotnost opět roste,“ vysvětluje Brunerová.

„Mám pacientku, která za půl roku zhubla 20 kilo a potom si začala píchat poloviční dávku svého léku, než je nejmenší doporučená. Už tři měsíce jí to zatím drží,“ popisuje profesor Svačina svou zkušenost s tím, že je nutné se dívat na léčbu obezity jako na trvalou, tak jako na léčbu hypertenze a dyslipidemií.. „Představa, že pacient zhubne a pak si váhu (bez léků) udrží, je špatná,“ míní.

Štěpán Svačina se domnívá, že se na léčbu obezity nedívají správně zdravotní pojišťovny. Je přesvědčený, že i kdyby si někde půjčily peníze, aby hradily moderní antidiabetické léky většímu počtu nemocných, do pěti let by s jim investice vrátila, protože by klesl počet dialýz, kardiovaskulárních onemocnění a podobně. „Mladí obézní jsou skoro všichni zdraví, až pak se od nich odlupují skupiny těch, kteří mají komorbidity. Devadesátiletí pacienti s obezitou, třeba i těžkou, ale jinak zdraví, existují, je jich však minimum,“ říká profesor Svačina a současný přístup „systému“ právě k obézním s komorbiditami kritizuje jako „naprosto nesprávný“.

Dlouhotrvající dohadování o úhradě nových antidiabetik (která působí i jako antiobezitika) podle něj poškozuje české pacienty, kteří si je pak musejí vozit z Polska nebo Německa. Současně ale předpokládá, že se to nakonec změní. „Ve chvíli, kdy je bude možné psát diabetikům na úhradu pojištovny, bariéra se prolomí a budou je psát všichni na všechno,“ říká.

„Věřím, že se dožiju toho, že budeme léčit obezitu jako hypertenzi a že léčbu budeme různě kombinovat a podávat jí dlouhodobě. Kdybychom ale dnes měli léky hradit všem, byla by to částka, kterou by systém zdravotního pojištění neunesl. Přitom z jiných zdravotnických systému víme, že léčba antiobezitiky je v dlouhodobém horizontu nákladově efektivní. Jde samozřejmě o to, kdy ty peníze vydat – zda nyní, nebo později na řešení komplikací. Náš zdravotní systém se příliš nedívá do budoucna, ale řeší to, co je teď, nebo ještě přesněji, co bylo přede dvěma lety,“ uvažuje Ludmila Brunerová.

Léky navíc mohou změnit chování nejen pacientů. „Moderní antidiabetika dokážou snížit výskyt diabetu u prediabetiků o 93 procent. Pokud je budou lidé dalších 15 let užívat, třeba už jako generické přípravky a nedostanou cukrovku, možná pak začnou i výrobci potravin vyrábět jinak, protože sladké potraviny nebudou lidem chutnat,“ zamýšlí se Štěpán Svačina.

Únik dat odhalil křehkost soukromí: Gravy Analytics v centru skandálu

Začátkem ledna 2025 došlo k masivnímu úniku lokalizačních dat, která byla shromažďována společností Gravy Analytics. Tato data zahrnovala informace z různých populárních aplikací, včetně aplikací pro fitness, seznamování nebo navigaci, a obsahovala desítky milionů záznamů o poloze uživatelů. Data, která odhalují, kde lidé bydlí, pracují a jak cestují, byla zveřejněna na ruském hackerském fóru.

Podle prvních zpráv hacker získal přístup k serverům Gravy Analytics prostřednictvím zcizeného přístupového klíče k jejich cloudovému prostředí na Amazonu. Tímto způsobem se mu podařilo stáhnout terabajty citlivých dat, jejichž rozsah ještě není zcela znám. Závažnost úniku

Analýza ukázala, že mezi uniklými daty byly záznamy o poloze zařízení na vysoce citlivých místech, jako je Bílý dům ve Washingtonu, Kreml v Moskvě nebo vojenské základny. Odborníci varují, že taková data mohou být snadno zneužita ke sledování jednotlivců nebo dokonce k identifikaci vojenských operací.

Zvláště ohroženou skupinou jsou uživatelé aplikací v zemích, kde je homosexualita kriminalizována. Únik dat z aplikací, jako je Grindr, by mohl vést k identifikaci a stíhání LGBTQ+ jedinců.

Problém zprostředkovatelů dat

Gravy Analytics, stejně jako mnoho jiných společností, shromažďuje data prostřednictvím tzv. real-time bidding procesu. Ten je součástí online reklamního ekosystému a během mikrosekundových aukcí sdílí informace o zařízení uživatele, včetně jeho polohy, s potenciálními inzerenty. Tato data však mohou být snadno zachycena nebo zneužita třetími stranami, včetně vládních agentur nebo hackerů.

Zvláště alarmující je skutečnost, že mnoho uživatelů nemá tušení, že jejich data jsou takto shromažďována. Aplikace často neupozorňují uživatele, že jejich lokalizační údaje mohou být sdíleny prostřednictvím reklamních sítí.

Důsledky pro Gravy Analytics

Tento incident znovu upozornil na nedostatečné zabezpečení zprostředkovatelů dat. Společnost Gravy Analytics je navíc pod drobnohledem již delší dobu. Federální obchodní komise (FTC) nedávno zakázala společnosti a její dceřiné firmě Venntel prodávat data bez souhlasu uživatelů. Tento zákaz přišel po odhalení, že firma sledovala miliony lidí na citlivých místech, jako jsou zdravotnická zařízení nebo vojenské základny.

Vzhledem k závažnosti situace lze očekávat, že Gravy Analytics čelí nejen právním důsledkům, ale také ztrátě důvěry veřejnosti. Podobné skandály zároveň zdůrazňují potřebu přísnější regulace v oblasti ochrany dat.

Na čem pracujeme: Voda na Měsíci v místech přistání misí Artemis

Voda je nezbytná pro život člověka a kosmické mise, ty dlouhodobé včetně, nejsou žádnou výjimkou. Stavba základen na cizích tělesech by určitě těžila z místních zdrojů vody, které by mohly sloužit nejen jako pitná voda pro astronauty, ale také jako surovina pro výrobu kyslíku a vodíku – klíčových složek raketového paliva. Jaroslav Klokočník z ASU vedl práci, která s pomocí gravitačních aspektů odhalovala místa s větší pravděpodobností výskytu podpovrchové vody na Měsíci.

Názory na přítomnost vody na Měsíci prošly dramatickým vývojem. V polovině 19. století byla jakákoli možnost vody na Měsíci kategoricky odmítána. Vědci tehdy věřili, že vzhledem k absenci atmosféry a vodních útvarů, jako jsou řeky nebo jezera, nemůže voda na Měsíci existovat. Tento názor se začal měnit až s vývojem moderních technologií a metod pozorování. První zlom přišel během programu Apollo, kdy byly ve vzorcích měsíčního regolitu nalezeny stopy vody.

Definitivní potvrzení přítomnosti vody přinesla mise indické sondy Chandrayaan-1 v roce 2008, která objevila hydroxylové molekuly na povrchu Měsíce, zejména v polárních oblastech. Další mise (např. Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO) odhalily možnost existence vodního ledu v trvale zastíněných kráterech u jižního pólu. Tyto oblasti, kde se teploty dlouhodobě drží hluboko pod bodem mrazu, se ukázaly jako klíčové pro hledání zdrojů vody.

Požadavek na vodu nelze při plánování kosmických misí opomenout. Pokud by se tedy stavěla měsíční základna v místech, kde je vody dostatek z místních zdrojů, přítomnost vody by mohla výrazně snížit náklady na průzkum Měsíce a případné kolonizace, neboť by nebylo nutné dopravovat tyto zdroje ze Země. Je samozřejmě možné na odhadnutá místa vysílat automatické sondy, jenže to je velmi drahé. Bylo by tedy velmi vhodné, kdyby bylo možné množství potenciálních vhodných lokalit zúžit nějakými výrazně levnějšími metodami.

Jednu z takovým metod nabízí dálkový průzkum prostřednictvím studia gravitačního pole Měsíce. Na využití tzv. gravitačních aspektů poukazoval tým Jaroslava Klokočníka z ASU již v minulosti. Metodika se osvědčila při hledání jezer nebo sopečných kuželů pod ledovým příkrovem Antarktidy, pro hledání podzemních rezervoárů tekutých uhlovodíků v arabské poušti, ke studiu impaktních kráterů na Zemi nebo při studiu gravitačního pole Marsu a Měsíce. Gravitační pole rozlehlých objektů v sobě totiž obsahuje mnohem více informací než jen pouhou hmotnost tělesa. S pomocí sofistikovaných přístrojů lze sestavit tzv. model gravitačního pole, který zachycuje jeho globální charakteristiku. Důležitou informaci o vnitřní struktuře tohoto tělesa (např. o jeho hustotních variacích) přinášejí zejména tzv. vyšší momenty gravitačního pole, které umožňují popsat odchylky rozložení hmoty od idealizovaného stavu. Anomálie gravitačního pole jsou vyvolány nejrůznějšími strukturami na povrchu těles a pod ním. Tradiční postup jejich studia pomocí gravimetrů nestačí k jejich kompletnímu popisu. Proto před lety začal tým J. Klokočníka využívat tzv. gravitačních aspektů, které jsou funkcemi gravitačního potenciálu. Nejznámějším gravitačním aspektem je gravitační anomálie. J. Klokočník a jeho kolegové jich ale používají celkově sedm a zkušenosti ukazují, že by měly být vyhodnocovány komplexně. Přesto se zdá, že pro hledání podpovrchových zásob vody jsou vhodné zejména směry úhlů napětí (strike angles). Ty mohou svědčit pro systematické silové působení nebo namáhání a mimo jiné se v nich propisuje i porozita materiálu.

Autoři článku se zaměřili na využití modelu gravitačního pole Měsíce známého jako GRGM1200A, který byl vytvořen na základě dat získaných sondami GRAIL. Tento model umožňuje podrobnou analýzu gravitačního pole až do rozlišení přibližně 10 kilometrů. Jak již bylo řečeno, klíčovým parametrem studie byly směry úhlů napětí, které reagují na anizotropii a existenci napětí v horninách. Empirická zkušenost z jiných kosmických těles, zejména ze Země, ukazuje, že v oblastech, kde jsou úhly seřazeny („učesány“, combed), je vyšší pravděpodobnost přítomnosti porézních materiálů, jako jsou sedimenty, nebo dokonce podzemní voda (na Měsíci přirozeně ve formě ledu). Naopak, v běžné situaci mají úhly napětí náhodné rozdělení.

Výsledky ukazují, že směry úhlů napětí jsou více učesány v polárních oblastech Měsíce než jinde. Tento jev je zvláště výrazný v jižní polární oblasti, kde se nachází několik trvale zastíněných kráterů, jako je Malapert A. Tyto oblasti vykazují vysokou pravděpodobnost přítomnosti podzemní vody. Autoři studie také zjistili, že výběr přistávacích míst pro mise Artemis a IM-1 byl velmi dobře zvolen. Například kráter Malapert A, vybraný jako přistávací místo pro misi IM-1, vykazuje silné seřazení úhlů napětí. Připomeňme, že IM-1 byla technologická mise, během níž se soukromé společnosti poprvé povedlo měkce přistát na povrchu Měsíce. Autoři představované práce však navrhli i další lokality v okolí, které by mohly být slibné pro budoucí výzkum podpovrchových zásob vody.

Statistická analýza ukázala, že v polárních oblastech je výskyt učesaných úhlů napětí přibližně třikrát častější než v jiných částech Měsíce. To podporuje hypotézu, že polární oblasti jsou nejvhodnější pro budoucí osídlení a těžbu vody. Navíc ale tato skutečnost umožňuje otevřít spekulace, že i Měsíc má své polární čepičky podobné těm na Zemi nebo Marsu. Na Měsíci by však byly skryty v podpovrchových horninách. Přestože tento jev není potvrzen jinými gravitačními aspekty, jeho fyzikální základ je rozumný a odpovídá současným poznatkům o vývoji Měsíce.

Gravitační aspekty, zde reprezentované úhly napětí (strike angles) vypovídají o hustotních anomáliích v malých hloubkách a o směru a intenzitě působících tlaků. Tam, kde jsou jednostranně nasměrovány (učesány, combed) mohou indikovat větší pravděpodobnost přítomnosti podzemní vody. Zde vidíme míru učesanosti v barevné stupnici od nejmenší (žlutá) po největší (červená) pro oblast jižního pólu Měsíce pro výběr míst dle NASA. Vysoce učesané úhly napětí nejsou jen uvnitř kráterů, ale v jakémkoli typu terénu. Obecně tomu tak na celém Měsící rozhodně není. Vysvětlení k mapě: kráter Haworth, Malapert Massif, kráter Malapert A, místo přistání IM1, Faustini Rim A (F), kopec poblíž kráteru Shackleton (S), de Gerlache-Kocher Massif (G), Leibniz Beta Plateau (L), Nobile Rims a Amundsen Rim (lem).

Metoda zevrubné analýzy gravitačních aspektů tak představuje inovativní nástroj pro dálkový průzkum Měsíce. Její hlavní výhodou je nízká cena a nezávislost na jiných metodách. Přestože výsledky nelze interpretovat jako definitivní důkaz přítomnosti vody, poskytují silné indikace, které mohou být ověřeny dalšími metodami dálkového průzkumu nebo přímo na místě.

Michal Švanda

Citace práce

J. Klokočník a kol., Groundwater at the Southern Pole of the Moon via the Gravity Strike Angles: IM-1 and Artemis, Planetary and Space Science (2025) v tisku.

Kontakt: prof. Ing. Jaroslav Klokočník, DrSc., [email protected]

Elektromobily jsou ekologičtější než auta se spalovacími motory, zjistili vědci z VUT

Nová vědecká studie výzkumníků v čele s Kamilem Jaššem z Ústavu elektrotechnologie Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT (FEKT) přináší zásadní zjištění v diskuzi o environmentálním dopadu elektromobilů. Výzkum vyvrací rozšířené tvrzení, že elektromobily mají během svého životního cyklu vyšší emise než vozidla se spalovacími motory.

Analýza zahrnula komplexní pohled na celý životní cyklus vozidel od výroby přes provoz až po recyklaci. Kamila Jašša k vypracování studie přiměly diskuze probíhající na sociálních sítích ohledně zvýšené ekologické zátěže elektromobilů. Mnozí přispívající k tomuto tématu tvrdí, že elektrická vozidla jsou pro životní prostředí horší, protože výroba baterií je neekologická a elektřina se vyrábí v uhelných elektrárnách.

„Z vědeckého hlediska mi to nedávalo smysl, protože stejná elektřina se používá jak při výrobě pohonných hmot, tak při provozu čerpacích stanic. Také jsem nechápal, proč by těžba materiálů pro baterie měla být horší pro životní prostředí, když se většina těchto materiálů těží stejným způsobem jako jiné suroviny,” uvádí Kamil Jaššo pohnutku, která jej přiměla k vypracování studie s názvem Ekologický dopad vozidel: Srovnávací studie v rámci České republiky a ostatních zemí Visegrádské čtyřky.

Pro studii byl vybrán modelový vůz Hyundai Kona z roku 2019, dostupný v několika variantách pohonu (benzinový, naftový, hybridní a elektrický). Výzkum předpokládal životnost 15 let a roční nájezd 10 tisíc kilometrů. Autoři upozorňují, že u jiných vozidel s odlišnými parametry se mohou výsledky lišit.

Výroba elektromobilu v České republice produkuje o 40–70 % více emisí než výroba srovnatelného benzinového vozu, především kvůli výrobě trakční baterie. Zatímco běžná výroba vozu produkuje 4 kg CO₂ ekvivalentu na kilogram vozu, u baterií do elektromobilu je to až 80 kg CO₂ ekvivalentu na kilowatthodinu (CO₂ ekvivalent je jednotka, která umožňuje společně popsat a mezi sebou porovnat jednotlivé skleníkové plyny, pozn. redakce). U elektrických vozidel tak vzniká ve fázi produkce pomyslný emisní dluh.

Pozitivním zjištěním je, že tento emisní dluh se vyrovná relativně rychle. U verze s 64 kWh baterií po ujetí 32,2 tisíc kilometrů, s 39 kWh baterií dokonce již po 17,5 tisíci kilometrech. I v Polsku, kde má energetický mix, tedy souhrn všech zdrojů, ze kterých se vyrábí elektřina (fosilní paliva, jádro, obnovitelné zdroje, případně sekundární zdroje jako např. komunální odpad, pozn. redakce) vysoký emisní faktor, se dluh vyrovná do 50 tisíc kilometrů. Očekává se navíc, že tento rozdíl se bude do budoucna dále snižovat díky zkracování přepravních řetězců, většímu využití recyklovaných materiálů při výrobě baterií a zejména snižování emisí z výroby elektrické energie.

Z grafu je patrné, že po projetí 150 tisíc kilometrů vyprodukuje benzínová verze vozidla 38 tun CO₂ ekvivalentu a naftová verze 34 tun, hybridní technologie dosahuje 30 tun. Elektromobily jsou výrazně šetrnější – verze s 64kWh baterií vypustí 21 tun CO₂ ekvivalentu, model s 39 kWh baterií jen 18 tun. U menšího elektromobilu se nižší emise projeví už po 17, 8 tisících ujetých kilometrech.

Životnost i menších baterií několikanásobně překračuje průměrný nájezd vozidel. K výměně dochází pouze výjimečně, například při vadné výrobní sérii nebo nevhodném zacházení. Postupem času přicházejí výrobci elektromobilů s efektivnějšími bateriemi, pro které garantují dojezd až 400 000 km.

Výzkum prokázal významný potenciál elektromobilů ve snižování emisí v zemích Visegrádské čtyřky (V4). Ve srovnání s benzinovými motory mohou elektromobily snížit emise o 29–69 % (v ČR o 46 %), u naftových motorů je redukce 19–60 % (v ČR o 39 %). I v případě Polska, které má kvůli vysokému podílu uhlí v energetice nejméně příznivé podmínky, dokáže elektromobil s 64 kWh baterií po ujetí 48 tisíc kilometrů vyprodukovat méně emisí než benzinový vůz.

Pro mladého výzkumníka bylo překvapující, jaké jsou rozdíly mezi jednotlivými zeměmi V4 jen kvůli odlišnému energetickému mixu. Všechny zdroje emisí jsou pro státy V4 stejné nebo dosti podobné s výjimkou emisí z výroby elektřiny. V tomto ohledu se od sebe země V4 liší poměrně dost. Slovensko má díky jaderným a vodním elektrárnám poměrně čistý energetický mix a elektromobil je zde možné provozovat téměř bez emisí, a Maďarsko se mu přibližuje. Na druhé straně žebříčku je Polsko s převážně uhelným energetickým mixem.

„Provozování elektromobilu v Polsku má kvůli tamní struktuře výroby elektřiny značný dopad na množství vypouštěných skleníkových plynů. Co se týče energetického mixu, Česká republika se nachází blíže polskému modelu než tomu slovenskému. Avšak i v těchto dvou zemích je možné jezdit elektromobilem téměř bez emisí – klíčem je nabíjet vůz elektřinou vyrobenou z obnovitelných zdrojů,” dodává Kamil Jaššo. Do budoucna se očekává další zlepšování environmentální bilance elektromobilů. Zatímco u výroby paliv dochází ke snižování emisí jen výjimečně, u elektřiny se předpokládá každoroční 2% pokles ve všech zemích V4. V České republice a Polsku lze dokonce očekávat ještě výraznější snížení díky plánovanému přechodu na obnovitelné a nízkoemisní zdroje.

Studie však upozorňuje, že k dosažení klimatické neutrality do roku 2050 samotný přechod na elektromobily nestačí. Klíčové bude také zlepšení energetického mixu jednotlivých zemí EU. Současná geopolitická situace, včetně konfliktu na Ukrajině, může dočasně zvýšit emise z výroby elektřiny. Proto výzkum pracoval s daty z roku 2019, posledního roku před mimořádnými událostmi jako covid-19 nebo válka na Ukrajině.

Závěry studie, publikované v prestižním časopise Renewable and Sustainable Energy Reviews, tak poskytují komplexní pohled na environmentální dopad různých typů pohonů. Výzkum jednoznačně potvrzuje, že i při započtení všech fází životního cyklu (výroba vozu, baterií, paliv/elektřiny, provoz a recyklace) jsou elektromobily environmentálně výrazně příznivější než vozidla se spalovacími motory. V případě srovnání menšího elektromobilu s benzinovým automobilem je tento rozdíl téměř dvojnásobný.

Výsledky studie mohou naznačovat další vývoj v automobilovém průmyslu. Postupné zlepšování energetického mixu a pokrok ve výrobě baterií by měly přispět k rostoucímu významu elektromobility. Tyto poznatky mohou pomoci při rozhodování o budoucí podobě dopravy a energetiky.

„Díky našemu výzkumu jsme získali řadu přesvědčivých a ověřitelných poznatků, které nabízejí hlubší vhled do této problematiky. Věříme, že předložená zjištění mohou pomoci veřejnosti vytvořit si ucelenější obraz o dané situaci. Rádi bychom tím podpořili diskuzi založenou více na faktech a konkrétních argumentech," dodává Kamil Jaššo, hlavní řešitel studie.

Autor: Zdeňka Koubová

Zdroj: Vysoké učení technické v Brně

Fatemeh Salehipour: Modeluji, jak zajistit tepelný komfort v budovách s minimem energie

Fatemeh Salehipour je vědecká pracovnice Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT. Studuje, jak v rezidenčních nemovitostech nalézt rovnováhu mezi spotřebou energie a tepelným komfortem. Její výzkumný pobyt ve Středočeském kraji je hrazen z programu MERIT Středočeského inovačního centra.

Kudy vedla vaše cesta na Univerzitní centrum energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT?

Pocházím z Íránu, ale doktorské studium jsem absolvovala na Università Politecnica delle Marche v Itálii, kde jsem se věnovala studiu toho, jak městská morfologie (uspořádání měst) přispívá ke vzniku tepelných ostrovů. Využívala jsem k tomu pokročilé parametrické analýzy v různých evropských klimatických podmínkách.

V době, kdy jsem dokončovala svou disertační práci a hledala akademickou pozici, narazila jsem na stipendium MERIT, o které jsem požádala v polovině roku 2023. V Praze jsem byla před několika lety jako turistka, takže jsem věděla, že je to krásné a živé město, kam bych se ráda v budoucnu vrátila. Navíc jsem viděla Českou republiku jako ideální místo pro spojení s evropskou a světovou výzkumnou komunitou, což mě velmi zaujalo.

Ve vašem výzkumu se věnujete energetické efektivitě budov. Co přesně zkoumáte?

Specializuji se na městské energetické modelování a zelenou architekturu. Zaměřuji se především na analýzu tepelného komfortu v budovách a zkoumám, jak mohou pasivní strategie snížit spotřebu energie a zlepšit tepelný komfort obyvatel v různých klimatických podmínkách. Hodně evropských rezidenčních budov bylo postaveno po druhé světové válce, takže není překvapivé, že jejich architekti nebrali energetickou náročnost v potaz. Tyto budovy však nemůžeme zbourat, a proto musíme hledat způsoby, jak jejich energetickou účinnost zlepšit.

Jaká konkrétní opatření si mám představit pod termínem pasivní strategie?

Jde o různé způsoby vytápění, chlazení a přirozené ventilace v budovách. Mě zajímají zvláště ty, které nevyužívají elektřinu, zemní plyn nebo jiné externí zdroje energie. Studujeme, jak efektivní je například venkovní solární stínění, přirozené větrání nebo využití přístřešků. Snažíme se najít optimální strategii pro konkrétní klimatické podmínky, které umožní zajistit a zlepšit tepelný komfort v různých budovách. Měříme různé parametry v odlišných typech budov a následně provádíme matematické výpočty.

Mám-li být více konkrétní, tak v České republice bychom například rádi zjistili, jaké venkovní solární stínění je nejlepší – jaká je jeho optimální šířka nebo jaký je optimální materiál.

Jde o čistě akademický výzkum, nebo také spolupracujete s firmami, které by mohly výsledky vašeho výzkumu převést do praxe?

V první fázi chceme různé strategie analyzovat prostřednictvím numerických simulací a ve druhém kroku bychom rádi oslovili partnery, kteří by je uvedli do praxe. Navíc jsme přesvědčeni, že výsledky našeho výzkumu mohou být velmi užitečné nejen pro architekty, projektanty nebo inženýry, ale i pro tvůrce politik, kteří zodpovídají za nastavení různých směrnic.

Vaše výsledky by jim mohly sloužit jako zdroj dat, na základě kterých by směrnice aktualizovali?

Přesně tak. Evropské domácnosti spotřebují 28 % globální energie, a tento podíl se neustále každoročně zvyšuje. To je problém, který je potřeba naléhavě řešit, protože vysoká spotřeba energie má negativní dopady na životní prostředí. A právě znalost účinnosti jednotlivých strategií nám může pomoci optimalizovat energetickou náročnost budov.

Kdy budete mít první výsledky?

V tuto chvíli se spolu s mým školitelem věnujeme projektu půl roku a dva roky máme ještě před sebou, takže to ještě chvíli potrvá. Množství otázek i dat ovšem neustále narůstá, takže budeme muset zapojit i další spolupracovníky.

Plánujete také rozšířit spolupráci do zahraničí?

Ano, nyní jsem například díky programu MERIT na tzv. secondmentu v podobě čtyřměsíční stáže na Metropolitní Univerzitě v japonské Osace. V České republice se většina mého výzkumu zaměřuje na analýzu pasivních strategií, ale zde bychom chtěli analyzovat jejich dopad na městské mikroklima. S profesorem, který mě tu hostí, jsem už v minulosti spolupracovala na článku, takže nyní naše společné úsilí posouváme dál.

Jednou z velikých výhod programu MERIT je to, že nám umožňuje vybudovat vlastní profesní síť a navázat spolupráci s jinými výzkumnými institucemi, týmy nebo firmami, což je v akademickém prostředí velmi důležité.

Vaše MERIT stáž v České republice skončí za dva roky. Chtěla byste tu zůstat, nebo se chystáte posunout někam jinam?

Určitě si dokážu představit, že v České republice zůstanu, pokud se naskytne vhodná příležitost a já budu moct pokračovat ve své práci. Cítím se tu velmi vřele přijatá a moji kolegové a zdejší vědecká komunita jsou velmi spolupracující a podporující. A to je pro mě velmi důležité.

Jaké další výhody vám jako výzkumnici program MERIT nabízí?

Přijela jsem v květnu a od té doby již proběhlo několik workshopů, konferencí a seminářů, na které mě zástupci Středočeského inovačního centra (SIC) pozvali. Ty byly zaměřeny na měkké dovednosti nebo nabízely networkingové příležitosti. Hodně důležité jsou z mého pohledu například kurzy zaměřené na duševní zdraví, což je pro výzkumníky důležité téma. Během doktorského studia jsem byla vystavená určitým výzvám, a proto považuji tuto podporu ze strany SIC za velmi důležitou.

Jste v kontaktu s ostatními stipendisty programu MERIT?

Zatím jen minimálně, protože jsem krátce po mém příjezdu odjela do Japonska. Je ale vždy dobré vědět, že existují lidé, kteří jsou s vámi na jedné lodi a se kterými můžete sdílet zkušenosti. A dvojnásob to platí pro zahraniční vědce a vědkyně, kteří žijí daleko od své rodiny a přátel.

Pesticídy a rakovina

Niektoré pesticídy sa podľa vedcov spájajú so zvýšeným rizikom rakoviny prostaty. Nedá sa s určitosťou povedať, ktoré pesticídy spôsobili rakovinu. Náš výskum je však vhodný na zistenie potenciálnych pesticídov, ktoré môžu súvisieť s rakovinou prostaty, aby sme mohli zúžiť zoznam toho, čo je potrebné ďalej skúmať, uviedol urológ John Leppert z Lekárskej fakulty Stanfordovej univerzity.

Niektoré rizikové faktory zostávajú ešte neznáme. Riziko vzniku rakoviny sa líši v závislosti od toho, kde žijete, a zatiaľ nemáme dobré vysvetlenie týchto geografických rozdielov, povedal J. Leppert. Predchádzajúce štúdie sa zameriavali iba na malé geografické oblasti alebo len na niekoľko pesticídov. J. Leppert a jeho kolegovia preto preskúmali údaje o výskyte rakoviny prostaty a používaní takmer 300 pesticídov vo viac ako 3 100 okresoch USA. V okresoch, v ktorých sa častejšie používalo 22 konkrétnych pesticídov, sa vyskytovalo viac prípadov rakoviny prostaty alebo úmrtí. Patrili medzi ne známe pesticídy, napríklad herbicíd 2,4-D používaný na likvidáciu buriny. Dúfam, že naše pochopenie životného prostredia pacienta nám pomôže včas zachytiť rakovinu prostaty a v prípade potreby ju lepšie liečiť, dodal J. Leppert.

Do Severního moře se vrací ryby, delfíni a plejtváci. Vědci si nejsou jistí proč

Křídové útesy, mořské louky a mělké vody Severního moře jsou domovem pestrého podmořského světa. Staletí nadměrného rybaření, znečišťování, klimatických změn a narušování terénu, ve kterém lidé pátrali po ropě a zemním plynu, však zapříčinily úbytek řady živočichů. Přesto je podle vědců důvod k opatrnému optimismu. Velryby, plejtváci a tuňáci se totiž začínají do Severního moře v malých počtech vracet.

Nadměrné rybaření sleďů vedlo mezi lety 1950 a 1980 k tomu, že celková populace živočichů v Severním moři klesla odhadem o 97 procent, tvrdí jedna ze studií. Řada druhů zůstává kriticky ohrožená. Mezi nimi jsou například mořský ďas nebo treska, uvádí zase zpráva z roku 2023. Počet takzvaných demersálních ryb, které žijí při mořském dně ve větších hloubkách, se snížil od roku 1993 o 23 procent.

„Severní moře je jedna z nejvytíženějších vodních oblastí na planetě. Existuje jen málo míst, kde by působila taková kombinace jako tady. Po staletí se tu projevuje vliv průmyslových států, které hospodaří na z velké části uzavřeném moři. Tyto státy využívají moře k intenzivnímu zemědělství a nadměrnému rybolovu. Ale na přírodě je úžasné, jak rychle se dokáže obnovit, když jí dáte šanci,“ řekl Tony Juniper z vládní organizace Natural England. Příčiny návratu jsou neznámé

Ochránci přírody zaznamenali v posledních letech větší množství delfínů, keporkaků a plejtváků u anglického pobřeží. Důvod, proč se tyto druhy vracejí do Severního moře, je ale podle vědců neznámý. Tuleni, kteří z Británie málem zmizeli, se začínají opět rozmnožovat. V Norfolku už patří k místní tradici, že lidé se chodí o Vánocích dívat na tulení mláďata. Minulý rok se tam narodily rekordní čtyři tisíce jedinců.

„Víme, že se tuleňům daří, což je fantastická zpráva, a víme, že to platí i o jiných druzích v Severním moři,“ řekla Bex Lynamová z občanského hnutí Wildlife Trusts. „Na mnoha místech yorkshirského pobřeží jsme v posledních pěti letech mohli opět vidět rekordní počet delfínů. Je jasné, že mají hodně potravy. Také tu rodí mláďata, což je úžasné,“ řekla serveru dále Lynamová.

Lynamová se domnívá, že za návratem těchto živočichů stojí zpřísňující se právní předpisy Británie a Evropské unie. V minulém roce tak například britská a skotská vláda zakázaly komerční rybolov drobných druhů ryb, které představují potravu pro větší ryby a mořské ptáky. Společná rybářská politika EU zase stanovila limit na lov některých ryb.

Ne všichni jsou však optimističtí. „Dnes je každý nadšený, když vidí jednu velrybu, pár delfínů... Ztratili jsme možnost vidět je ve velkém množství. Z toho, co vidíme teď, vytváříme standard. Věci by ale mohly být jinak,“ dodala Kirsten Carterová, která je zodpovědná za vládní politiku týkající se mořského života v Británii.

Na tratě vyjely první bateriové vlaky

Metodika pro pasportizaci železničních tratí určených pro vlaky s alternativními pohony definovala postup umožňující rychle a efektivně analyzovat možnosti využití alternativních pohonů na železničních tratích. Výzkumníci se zaměřili na technické, environmentální a infrastrukturní aspekty tratí a jejich přizpůsobení moderním pohonným systémům. I díky tomu mohl na trať vyjet první vlak na bateriový pohon.

V rámci VŠB-TUO, CEET, Centra ENET jsme se podíleli na projektu s názvem Snížení energetické náročnosti a negativních vlivů na životní prostředí u železniční dopravy prostřednictvím přípravy infrastruktury pro vlaky na alternativní pohon. Cílem projektu bylo mimo jiné identifikovat a analyzovat vhodné železniční trasy, které by mohly být v budoucnu elektrifikovány nebo přizpůsobeny pro provoz vlaků na alternativní pohony, jako jsou baterie nebo vodík. Prací zapojených výzkumných pracovníků bylo provedení detailní analýzy technických a environmentálních aspektů jednotlivých tratí, dostupnost infrastruktury a možnost dobíjení, či plnění pohonných systémů.

Součástí studie bylo vytipování konkrétních tras v Moravskoslezském kraji, které nejsou v současné době elektrifikované a kde by alternativní pohony mohly nabídnout praktické řešení. Za výzkumné centrum ENET jsme doporučili trasy jako: Sedlnice–Veřovice, Studénka–Bílovec, Frýdlant nad Ostravicí–Ostravice či Valašské Meziříčí–Rožnov pod Radhoštěm. U těchto tratí jsme zohlednili nejen délku a možnosti dojezdu bateriových vlaků, ale také dostupnost míst pro instalaci dobíjecích stanic. Naše analýza také reflektovala potřebu nižší uhlíkové stopy a širší dopady na životní prostředí, od výroby energie po provoz samotných vlaků.

Klíčovým výstupem byla identifikace limitů dojezdu bateriových vlaků, které mohou v ideálních podmínkách dosahovat 60–80 km. S ohledem na bezpečnost a rezervní kapacitu baterií jsme doporučili realistický dojezd okolo 40 km. Tato data byla zásadní pro navržení infrastruktury a harmonogramů provozu.

Věříme, že výsledky naší studie a zpracovaná Metodika pro pasportizaci železničních tratí určených pro vlaky s alternativními pohony se staly jedním z klíčových podkladů pro zavedení bateriových vlaků na vybrané tratě v Moravskoslezském kraji. Díky neutuchající práci všech zapojených se podařilo uvést do provozu první bateriové vlaky, což je významný milník nejen pro region, ale také pro celé Česko v oblasti udržitelné dopravy. Jak také více o této technologické inovaci dokládá článek na Novinky.cz.

Čirok místo pšenice? Klimatické změny v Česku nahrávají novým plodinám

Vědci chtějí šlechtěním podpořit využití a pěstování čiroku v Česku, podle nich je to obilnina budoucnosti s řadou pozitivních vlastností. Například při použití v zemědělství uvolňuje do půdy látky, které ji zbavují škůdců, je suchovzdorný a zároveň bezlepkový, má tak široké využití v potravinářství.

Čirok je rostlina příbuzná obilí nebo kukuřici, která se nejčastěji spojuje s chudšími zeměmi globálního jihu. Jenže s tím, jak se společně se změnou klimatu mění i podmínky pro pěstování různých plodin, stává se čirok zajímavým i pro země, jako je Česká republika.

Podle vědců z Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu jde o pátou nejpěstovanější obilninu světa, v Česku má zatím ale i přes velký potenciál nízké zastoupení, což se experti snaží změnit. Proč je čirok vhodný pro Česko

„Je suchovzdorný, což je při současných klimatických změnách u plodin nedocenitelnou vlastností. Dokáže z pole vystrnadit i dnes přemnožené hraboše. Navíc je využitelný v bezlepkovém potravinářství i udržitelné energetice. Má antioxidační a protirakovinné účinky,“ tvrdí odborníci.

Nejvíc se v současné době pěstuje v Africe, celkově světová produkce loni dosáhla zhruba 61,3 milionu tun, meziročně o 4,3 procenta více, přičemž jen v Africe činila produkce 28,3 milionu tun. V Evropě by se mělo v roce 2024 sklizené množství meziročně zvýšit z 0,8 milionu tun na jeden milion tun, vyplývá z dat Organizace pro výživu a zemědělství.

V Česku se čirok na píci pěstuje zhruba na 6000 hektarech a na zrno na 300 hektarech, pro porovnání – pšenice se loni v Česku pěstovala na 776 502 hektarech, kukuřice na více než 75 tisících hektarech a ječmen na 317 119 hektarech. Plocha orné půdy loni dosáhla víc než 2,5 milionu hektarů, uvedl Český statistický úřad.

Podle výzkumníka Jiřího Hermutha je malé rozšíření čiroku způsobené konzervatismem zemědělské praxe a chybějící podporou ze strany státu. To se ale podle něj začíná pomalu proměňovat, a chybějícím zpracovatelským průmyslem k využití zrna.

„Pro intenzivnější pěstování čiroku v České republice nepochybně existuje potenciál. Otázkou ale je, nakolik by byli naši zemědělci konkurenceschopní vůči zahraniční konkurenci, zejména pak, jakých by dosahovali hektarových výnosů,“ poznamenal agrární analytik Petr Havel. Plochy ale podle něj porostou.

Odborníci tvrdí, že čirok je nenáročná a levná plodina. Šlechtění aktuálně zaměřují na chladuvzdornost či ranost, doufají, že tím zvýší pěstování čiroku. V minulosti se výzkumníkům už podařilo vyšlechtit odrůdu čiroku s názvem Ruzrok, která významně lépe snáší extrémní sucha a má nižší výnosové výkyvy ve srovnání se standardními pěstovanými obilninami.

„Vyniká také multifunkčním využitím, jak pro produkci zelené hmoty, tak i zrna, která v naší kukuřičné, řepařské či obilnářské oblasti bezpečně dozrávají,“ popsal Hermuth. Tato odrůda je aktuálně možná nejpěstovanější odrůdou v Evropské unii.

V Evropě, včetně Česka, se čirok pěstuje zejména pro krmné účely, je ale vhodným materiálem také pro výrobu bioplynu. Čirokové zrno je zároveň na rozdíl třeba od pšenice přirozeně bezlepkové a produkty z něho vyrobené, například mouka či krupice, jsou vhodné pro osoby trpící celiakií. „Pro české zemědělství a potravinářství má tedy tato plodina obrovský potenciál, který jen musíme skutečně začít využívat,“ dodal Hermuth.