قند ضد یخ درون سلولی
استفاده از موجهاى تراهرتز براى رديابى واكنشهاى درون سلولى
ایتفاده ازطول موجهاى مختلف در ساخت لوازم خانگى و زندگى روزمره عادى شده است. غذا را مى‌توان به سرعت در ميكرووله گرم كرد و يا تلويزيون را از راه دور كنترل كرد. اما دقيقأ بين اين دو نوع مختلف طول موج، فركانسى قرار دارد كه تا كنون از آن استفاده تكنيكى نشده است: موجهاى تراهرتز Terahertz-Wellen. هر روز دامنه تحقيقات در زمينه نحوه استفاده از امواج تراهرتز گسترده‌تر مى‌شود.بزودى شاهد لامپها و دوربين‌هايى خواهيم بود كه به كمك امواج تراهترز عمل خواهند كرد.
فيزيكدانان دانشگاه بوخوم در آلمان سعى مى‌كنند با كمك اين امواج چگونه‌گى و نحوه عملكرد فعاليتهاى زيستى را رديابى كنند. يكى از موضوعاتى كه از مدتى پيش در دست تحقيق است، بررسى خواص قند در فعاليتهاى حياتى است. قند نه تنها انرژىزاست بلكه نقش مهمى نيز در حفظ تعادل فعاليتهاى زيستى بر عهده دارد. مثلأ سفيده تخم‌مرغى كه با كمى قند مخلوط شده است، ديرتر خشك مى‌شود و حتى ديرتر هم يخ مى‌بندد. به عبارت ساده‌تر قند مانند ضديخ بيولوژيكى عمل مى‌كند.
مكانيسمى كه از مدتها پيش شناخته شده است. اما چگونه؟ اين پروسه جالب كاملأ ناشناخته است.
مارتينا هاونيت (Martina Havenith) يكى از فيزيكدان دانشگاه شهر بوخوم مى‌گويد:
”نظرات متفاوتى در اين زمينه وجود دارد، مثلاً مى‌توان گفت ملكولهاى قند مى‌توانند بين ملكولهاى آب سر بخورند و جايگزين شوند و يا شايد حضور قند روى خواص آب تأثير مى‌گذارد و حركت ملكولهاى آنرا كند مى‌كند.“
براى بررسى بيشتر و اثبات اين تئوريها ابتدا بايد بتوان حركات ملكولهاى تشكيل دهنده آب را بررسى كرد. اما اين ملكولها در مدت زمانى كمتر از يك بيليونيوم ثانيه جابه‌جا مى‌شود! سرعتى برق آسا كه به سادگى قابل رديابى نيست. روشهاى كه امروزه براى رديابى حركات ملكولى استفاده مى‌شوند بسيار كندتر از آن هستند كه بتوانند تصويرى از نوع حركت ملكولهاى آب نشان دهند. هاونيت معتقد است مى‌توان از امواج تراهرتز در تصوير بردارى از اين حركات برق آسا استفاده كرد.
ليز يا سنسورهاى امواج تراهرتز آنقدر سريع هستند كه مى‌توانند اين نوع حركات ملكولى را دنبال كنند. فيزيدانان بوخومى تلاش مى‌كنند از اين تكنولوژى براى رديابى و نحوه عمل ملكولهاى قند استفاده كنند. بررسى‌هاى صورت گرفته نشان مى‌دهند هر ملكول قند حدود صد وده ملكول آب اطرافش را تحت تأثير قرار ميدهد. ايجاد پيوند هيدروژنى ملكولهاى آب با قند، نوعى جاذبه ايجاد مى‌كند. به علت اين كشش ذره‌هاى آب اطراف قند نمى‌توانند آزادانه به هر سو حركت كنند. اما چرا اين پيوند محكم ميان قند و آب از خشك شدن و يا يخ زدن سفيده تخم‌مرغ جلوگيرى مى‌كند؟ فيزيكدان آلمانى هم نمى‌دانند.
هاوينت مى‌گويد: ”همه چيز هنوز در حد تئورى است. حتى مى‌تواند اينگونه باشد كه چون حركت ملكولى آب كندتر مى‌شود، تغييرات پروتئينى هم كندتر مى‌شود.“
اما در هر حال اين نظريه ثابت مى‌كند كه حضور آب در سلولهاى زنده حالت خنثى ندارد بلكه آب بصورت فعال در تمامى روندهاى سلولى شركت مى‌كند و نقش تعيين كننده‌اى بر عهده دارد. هاوينت:
” تعريف تصويرى اين پروسه مانند اين است ملكولهاى آب را مثل بازيكنان فوتبال در نظر بگيريم كه از بيرون به درون ضربه مى‌زنند و يك پروسه مشخص را راه مى‌اندازند حال اگر اين ضربه آرامتر باشد پروسه هم آرامتر راه مى‌افتد.“
دقيقأ مانند خرسى كه در زمستان به خواب زمستانى فرو مى‌رود چون سوخت و ساز درون سلولى‌اش كندتر شده است. سفيده تخم‌مرغ هم به علت كند شدن حركت ملكولهاى آب ديرتر يخ مى‌زند، ديرتر هم خشك مى‌شود. دست تئورى فيزيكى اينگونه به نظر مى‌رسد.
اما شايد روزى بتوان پس از شناخت مكانيسم اين روند، ضديخ قندى توليد كرد و يا از اين روش براى ساخت داروهاى جديد از آن استفاده كرد.
شبنم نوريان/رادیو صدای المان
