Kategoriarkiv: Kemi

Indlæg om kemi.

Den fjollede aluminiumsfrygt

Er der en grund til at bekymre sig om aluminium i vacciner?
Nej, men hvis du er en af dem der tvivler, eller gerne vil vide præcist hvorfor det er fjollet at bekymre sig om aluminium i vacciner, så læs videre. Det handler om et harmløst grundstof man godt kan have lidt medlidenhed med, for det er genstand for megen mistanke og sladder.

I vaccine-debatten spredes en påstand: Vacciner er farlige fordi der er aluminium i, og det er et tungmetal.

Det eneste rigtige i det udsagn er at nogen vacciner indeholder aluminiumsalte, men det er ikke et tungmetal, og det er ikke giftigt.
Vi har 60+ års erfaring med aluminium i vacciner og ved det er sikkert, men myten spredes fortsat, mest af vaccinemodstandere og levebrødsforskere hvis agenda er fortsat at have et job.

Den vaccine-kritiske forsker Christopher Exley har givet aluminium et blakket ry. Han mener at det er et paradoks at der er så meget aluminium på jorden, men at biologien ikke har fundet nogen funktion for det.

Han er af den overbevisning at det derfor er giftigt, og har brugt størstedelen af sit voksne liv på at overbevise andre om det samme. Han har blandt andet givet aluminium skylden for for alzheimers, som han mener at kunne behandle (hint: du skal købe det hans specielle mineralvand).

Andre ting han mener aluminium bærer skylden for er brystkræft, heroinmisbrugeres sygdomme, rygeskader, kronisk træthed og at vi ikke har så mange bier som vi havde engang.

Når man er rigtig glad for sin hammer, begynder alt at ligne søm.

Han har dog ret i én ting: Der er meget aluminium på jorden. Per vægt er det det tredje mest hyppige grundstof, efter silicium og oxygen.

Biologisk set verdens kedeligste metal
Siden der er så meget aluminium på jorden betyder det at vi også bliver eksponeret for det i stor stil. Det sker gennem vand og fødevarer, og det virker ikke til at påvirke os på nogen måde.

Størstedelen af den aluminium der bliver indtaget absorberes ikke, og den smule der gør skaffer nyrerne sig af med. Det samme gør sig gældende for aluminium, der er injiceret.

Når vi hele tiden bliver eksponeret for aluminiumssalte, og hele tiden udskiller dem, har vi ca. 1.6 microgram aluminium per liter i blodet, og en koncentration i urinen på 6.5 microgram per liter. Dette er der ikke noget problem med.

I biologiens og evolutionens øjne er aluminiums salte og aluminium  noget af det mest uinteressante man kan forestille sig.  Aluminium kan ikke lave noget spændende biokemisk, hverken brugbart eller skadeligt.

Det skyldes at aluminium har de elementære karakteristika som det nu engang har, og dermed falder imellem brædderne i alle kategorier, hvor biologien bruger, eller undviger, metaller, sådan som den gør med mange andre metalsalte. Kroppen bruger adskillelige mekanismer for at holde styr på zinc, kobber og jern. Netop fordi de både kan være giftige og nyttige.

Årsagerne til aluminiums ligegyldighed er en smule teknisk:

I vand er det en lille trivalent kation, så kigger man på den med HSAB teori i mente, er den ekstremt hård (lille ion, høj ladningsdensitet) og binder vand meget kraftigt. Alt for kraftigt til at ’opildne’ vands reaktivitet sådan som zink gør det i enzymklassen metalloproteaser. Det bytter koordinationspartnere (ligander) rundt for langsomt til at være effektiv i enzymer hvor det er en vigtig faktor, her er zinc igen bedre. Der skal derudover for meget energi til kemisk at reducere det til et lavere oxidationstrin end hvad biologien kan præstere, så det kan ikke bruges i redox-aktive enzymer, sådan som jern kan, og ligeledes er der ikke grund til frygte radikaler, som har det med at lave ravage når der er redox kemi på spil.

I det store hele er aluminium bare blevet sorteret fra som interessant element af evolutionen, og dermed endt som en tilskuer i biokemien, hverken til skade eller gavn for sundheden.

Hvis aluminium kunne noget specielt på nogen som helst måde er det utænkeligt at en plante eller bakterie ikke havde opdaget det i løbet af de godt 4 milliarder år der har været liv på jorden. Biologisk underlige elementer som fluor, selen, vanadium, kobolt og iod har alle deres biokemiske niche, men aluminium er bare helt ekstremt overset, lige undtagen af os.

Vi har forbarmet os over det ensomme element og fundet nogle få anvendelser, der mest virker i kraft af biologiens ligegyldighed i forhold til stoffet.

Deodorant og vacciner
Biologisk set har klassens stille dreng nemlig to talenter, netop i kraft af dets biologiske ligegyldighed: at stoppe svedkirtler til, hvilket er grunden til at det er i deodorant, og få vacciner til at virke meget bedre.

Hvor videnskaben har en god forståelse af hvorfor svedkirtler bliver stoppede til af aluminiums salte, har vi en meget fragmenteret forståelse af hvorfor aluminium virker som adjuvanter i vaccinationer.

Essentielt er dog at aluminiumsalte bliver hængende lokalt i injektionsstedet i længere tid end andre salte, netop fordi at evolutionen ikke har bekymret sig om at udvikle særlige mekanismer til at flytte rundt på det. Her er det mildt lokalirriterende, og bidrager dermed til vaccinens effektivitet.

Jeg vil ikke bevæge mig ud i at forklare noget nærmere om mekanismen, for det er en enkeltbillet til at sige noget forkert. Der er mere end én forklaring, og der er ikke videnskabelig konsensus på området.

Men at vi ikke 100% forstår aluminiums adjuvans, betyder ikke at det er en dårlig idé, for det virker utrolig godt, og der er ingen indikationer på at aluminium i vacciner er toksisk ved denne brug.

Der er dog fundet ophobning af aluminium i aggregerede protein i hjernen i alzheimers patienter, men det er uvist om aluminium forsagede denne aggregering, eller aluminium bare sætter sig fast når aggregaterne allerede var dannet.

Det sidste er nok mest sandsynligt, for det er velkendt at protein aggregater binder multivalente metaller i det hele taget (multivalent vil sige at metallet hare mere end én ladning, og aluminium ligger i toppen af det mulige med tre). Der er derfor forskere der arbejder på at bruge protein aggregater til at lave filtre der absorberer tungmetaller ud af vand.

Nu kunne det lyde som om at jeg satte aluminium i bås med tungmetaller, det gør jeg på ingen måde, for dets elektroniske egenskaber er nærmest modsat af hvad der karakteriserer de klassiske giftige tungmetaller.

Hvis der er nogen, der påstår at aluminium er et tungmetal, kan det modsiges med et periodisk system: Det er det letteste af metallerne (og er således et letmetal)  i gruppe 13, hvor man også finder bor, galium, og indium, alle biologisk ligegyldige ikke-toksiske elementer, da de deler mange egenskaber* med aluminium.

Fra enhver forståelses vinkel giver det ikke mening at aluminium skulle være giftigt, så hvorfor i alverden har aluminium i vacciner fået dette rygte på sig? Jeg aner det virkelig ikke. Min tanke er at nogle få personer, med en forudfattet holdning om vacciner har kigget på indholdsstofferne i vacciner, søgt information om dem og derefter kun accepteret den information der støttede deres fordomme. De gentager så denne dårlige information på internettet, således at disse fordomme nu dominerer søgningsbilledet. På nuværende tidspunkt er det utrolig svært at google aluminium, uden at få et meget skævt billede af noget, der egentlig er utrolig simpelt. Det er helt utrolig harmløst.


(Grundstoffernes elektroniske egenskaber gentager sig periodisk som atom-nummeret stiger… hvis man systematisk opdeler grundstofferne efter denne periodicitet får man….😉 )

Tilføjelse:
Jeg har fået en voldsom respons for ikke at omtale aluminiums allergi. I den forbindelse er der også en del forældre der er stødt over at jeg vælger at kalde frygt for aluminium fjollet.

Jeg medgiver totalt at jeg burde også have omtalt aluminiums allergi, og for dem der er ramt kan jeg se at min overskrift er provokerende. For det, giver jeg min uforbeholdne undskyldning. Hensigten med indlægget er ikke at underkende eller bagatellisere aluminiums allergi, men at modarbejde den propaganda og misinformation der er om aluminium. Overordnet er jordnødder virkelig harmløse, medmindre man udvikler allergi. Det samme kan man sige om aluminium.

Men der er ikke noget der er så skidt at det ikke er godt for noget. Jeres reaktion på min artikel har i den grad skabt opmærksomhed om de problemer i har. I fortjener ikke at blive sat i bås med antivaxxere, og jeres problemer skal anderkendes og tages alvorligt. Derfor er jeg glad for jeres kommentarer, da mit indlæg dermed har været med til at skabe opmærksomhed om aluminiums allergi.
Et problem i debatten er at vaccine modstandere skader jeres sag når de retter invalid og demagogisk kritik mod aluminium. Deres argumenter og mangel på videnskabsforståelse sætter de vaccineskadede i et dårligt lys. Det skaber en ‘os mod dem’ mentalitet jeg uheldigvis også har bidraget til i min titel. Jeg ønsker oprigtigt at informere, og jeg anderkender fuldt vaccineskader og aluminiums allergi.

Hvor granulomer er forholdvist hyppige ved vaccinationer, og afvikles problemfrit efter kort tid i langt de fleste tilfælde, kan aluminiums allergi være mere alvorligt, specielt i kraft af hvor bredt anvendt aluminium er.  Ca  1 % får en allergisk reaktion ved vaccination med aluminiums adjuvans. De fleste reaktioner er milde, men enkelte får en meget kraftig allergisk reaktion

Det gode er at det virker til spontant at stoppe, men det tager en årrække, og det er rigtig hårdt at være den person i statistikken det ikke sker for, og i har min fulde sympati. Med alt dette er det vigtigt at huske at alternativet til vaccination er langt værre. Et medlem af min familie var svært mentalt retarderet som følge af mæslinger, helt til hendes død. Tetanus vaccinationen har sænket antallet af spæde der dør af tetanus fra 787.000 til 49.000 fra 1988 til 2013. Værdien af vaccinationer er uvurderlig.

GMO Bøf: Det Nye Veganske Alternativ

Jeg spiser kød. Når det hænder en vegetar prøver at overtale mig til at droppe de animalske herligheder via sundhedsbaserede argumenter, har jeg har en del videnskabelig ammunition at svare igen med. Jeg har bare ikke ikke så meget, hvis de trækker miljø- eller dyrevelfærds kortet.

At ‘jeg kan lide det’ er det eneste argument, jeg har at forsvare mig med. Læs videre GMO Bøf: Det Nye Veganske Alternativ

Kaffeforskning, sundhedsmani og enormt dårlige smoothies

Et nyt studie fra Stanford viser, at folk, der drikker kaffe, kan have mindre inflammation. En vidunderlig nyhed for dem der allerede er afhængige. Det er et stort studie, hvor der ikke kun er observationer på mennesker, men også eksperimenter på mus og in-vitro celle forsøg, dvs. der er eksperimenteret på celler dyrket i en petriskål. Forskerne går på opdagelse i mekanismen bag koffeins anti-inflammatoriske egenskaber. Det er både populærvidenskab og grundforskning. Haps, haps, herlig formiddagslæsning.

Når jeg læser det, får jeg en varm fornemmelse i maven, delvist, fordi at jeg tager en kop kaffe mere, og delvist, fordi nyheden luner. Jeg har jo også læst, at kaffedrikkere er mindre deprimerede og har lavere risiko for leverkræft. Det er enormt godt videnskabeligt underbygget, at der er bonus hele vejen rundt.

Det bekræfter, hvad jeg allerede ved: Kaffe er fantastisk! Samtidig synes jeg selv, at jeg er lidt af en tumpe, som jeg sidder der og godter mig, for jeg plejer mit eget pro-kaffe-bias, og jeg har med mit klik bidraget til, at der kommer mere kaffeforskning og mere populærvidenskabelig formidling af kaffeforskningen, men er den til nogen gavn?

Ja, det er det, for der kan være nogle guldkorn gemt, der har stor interesse for grundforskningen. Forskningen er i sig selv værdifuld, men der er desværre også en stor kommerciel værdi i at publicere positive fund, specielt når man studerer sundhed og fødevarer.

Det er nemt at få opmærksomhed med videnskab, der bakker op om den nutidigt dominerende opfattelse, at hvad der er ”naturligt” er også godt.

Der er levebrødsforskere, der baserer hele deres karrierer i at lege med deres data for at publicere positive fund om ting med meget ringe eller ingen effekt, for der er ikke nogen, der gider læse, at gurkemeje ikke gør en dyt godt for noget, hvilket er videnskabelig bevist nu efter alt for mange studier.

Tingene er blevet rigtig godt rodet sammen, og sundhedsvidenskaben er i det offentlige rum blevet reduceret til et gimmick, ikke kun af medier og producenter, men også delvist af forskere selv.

Hele sundhedsmanien med den tilhørende industri af petitesseforskning er egentlig ironisk. Frygten og fanatismen vedrørende kost er enorm, og samtidig har vi aldrig levet længere.

Det er klart, at det er noget rod, og det er derfor, at man skal være kritisk over for diverse helse-slagord om anti-inflammatoriske superfoods, der angiveligt giver dig superkræfter.

Alligevel luner du dig også ved tanken om, at det er særligt sundt, når du nyder chokolade, rødvin og smoothies.

Den lune fornemmelse påvirker din beslutningsevne, derfor er der mange penge i at forske i feel-good fødevarevidenskab. Den komplekse sandhed får sjældent opmærksomhed, for en fyldestgørende kontekst er meget besværlig at servere i et kulørt format, der bevarer opmærksomheden.

Det er sjældent, at der præsenteres studier, hvor ’sunde’ stoffer har meget uhensigtsmæssige effekter: A- og E- vitamintilskud er associeret med en højere dødelighed. Antioxidanter negerer de gode effekter ved cardio-træning og kan desuden modvirke visse former for kræftbehandling. Stevia kan være hormonforstyrrende, og gulerødder øger risikoen for lungekræft, hvis du er ryger.

Det er jo pokkers kompliceret, og en kompliceret historie sælger aldrig så godt, hverken i medierne eller i butikkerne.

Jeg er bosat i San Francisco og mit nærmeste supermarked er en ’Whole Foods’. Konceptet for butikken er nærmest en kraftigt forstørret helsekostbutik. Det opretholder et image, der omfatter sundhed, socialt ansvar og bæredygtighed.

Hvis du handler her, gør du det rigtige på alle måder.

Med nogle ting har konceptet sikkert fat i den lange ende, men det spiller også på natur-romantiske forestillinger og teknologiforskrækkelse med det formål at sælge chokolade, der er tilsat trækul fra kokosnøddeskaller for at absorbere tungmetallerne.

Butikken er åbenlyst meget pro-økologisk og anti-GMO. De er ikke blege for at sælge alternativ medicin og homøopatiske remedier ved kassen fra tid til anden.

Markedsføringen af deres produkter er allerede i dur med den pseudo-videnskabelige markedsføring, der allerede føres i Danmark: Immunstimulerende smoothies med anti-inflammatoriske og radikal-absorberende flavenoider, anthrocyaniner og umættede fedtsyrer.

Alle gode ting, og alle med ’videnskaben’ i ryggen.

Der bruges videnskabelige ord, og der er et gran af sandhed i historierne, men der er en enorm mangel på kontekst, der gør, at det ikke er noget værd, og konklusionerne er trukket meget længere, end hvad videnskabelige data dækker.

De faktorer, der virkelig har en indflydelse på vores sundhed, er der en god forståelse af. Listen er som følgende i nogenlunde prioriteret rækkefølge: Rygning, gener, fedme, alkoholforbrug, fysisk kondition og til sidst en varieret kost.

Generne ligger uden for indflydelse, men hvis man har styr på de øvrige faktorer, er man på rette vej. Den finere komposition af kosten blegner i forhold til de øvrige faktorer.

Det er ikke nødvendigvis, fordi forskningen ikke er valid, men du bliver ikke klogere på antioxidanter eller immunregulering af at læse, hvad der står om emnet på en smoothie-flaske eller i let fordøjelige underholdningsblade. For hverken medierne, producenterne, forhandlerne eller forskerne er helt upartiske, fordi deres primære formål handler om noget andet end at give dig en videnskabelig dannelse.

Mad er ikke medicin, og derfor er det vigtigt at værne om din kildekritik, når du læser om sundhed og videnskab, ellers står du en dag og hælder grønkål, spinat og hørfrø i din smoothie, som ellers kunne have været ret så velsmagende.

Er der silicium-baseret liv i rummet eller kun i Danmarks Radio?

Det hænder at journalister kan lide at ‘peppe’ videnskaben lidt op. Et eksempel på DR er dog fjernt fra videnskab og mere science-fiction underholdning, så jeg ikke kan lade være med at finde den kritiske pen frem.

I DR’s videnssektion læste jeg en overskrift der lød ” Forskere: Liv baseret på silicium er muligt”. Jeg falder for click-baiten og giver mig i kast med historien der egentlig omhandler god kemi, på trods af hvad titlen antyder, men historien på DR er vinklet med en astronomisk mængde spin der får mig til at krumme tæer.

DR’s vinkel er at kemikere skulle have vist at der er grundlag for at silicium baseret liv er en mulighed

Rent kemisk er der gode grunde til at silicium baseret liv  ikke er sandsynligt, og indtil videre er der intet der tyder på at det eksisterer, og studiet der ligger bag DR’s historie har heller ikke noget at gøre med silicium-baseret liv at gøre.

Den videnskabelige artikel som DR’s historie baserer sig på er noget mere nede på jorden. Det er et godt og solidt studie publiceret i Science. Silicium baserede livsformer bliver ikke nævnt med et kvæk, I det tilhørrende interview med professoren bag studiet taler hun kun entusiastisk om evolution og enzymer, som det egentlig handler om.

Historien om silicium-baseret liv har spirret i PR afdelingen fra universitetet hvor studiet er foretaget (Caltech) og andre nyheds-kanaler har så taget deres antydninger ud på et overdrev. Caltech’s PR folk kan deres kram, for de får international pressedækning om deres forskning uden at de selv skriver noget direkte forkert.

Men når hvor den ender hos DR er det blevet science fiction.

Den videnskabelige artikel er i sig selv god og opmærksomhed omkring videnskab er godt, men jeg kan ikke se at den her pop form for journalistik gør nogen gavn.

Den reducerer videnskab til underholdning. Læseren får et utrolig ringe indblik i hvad forskningen går ud på.

Artiklen i Science er spændende for den kemi-interesserede og omfatter et væld af fagområder, inklusiv molekylærbiologi, enzymkinetik, katalyse, organometalkemi, kiralitet og medicinalkemi.

DR’s artikel kommer lidt omkring det, men det går lidt tabt når det der står først er en science-fiction-sovset punchline og et computer-genereret billede af et silicium-baseret bløddyr der kravler op af en vandpyt på en fremmed planet. Der er et problem i hvordan videnskab bliver kommunikeret i det hele taget.

Jeg er af den opfattelse at mennesker bliver mere vidende af at blive talt til som var de voksne. Dybdegående videnskabsjournalistik, grænsende til det tørre, vil tjene læseren bedre.

Der er risiko for at nogle bliver tabt, men det er jo netop journalistens opgave at formidle det svære og få dem med… uden at digte fabeldyr vel og mærket. Videnskaben er fantastisk som den er, uden click-baity indpakning og vildledende fortolkning.

Jeg savner en tungere og grundigere videnskabsdækning der tager sig tid til at afdække emnerne. Det vil nok være mere arbejde for de pågældende journalister, og der vil nok komme færre artikler ud med færre clicks, men i videnskab vægter korrekt vidensformidlingen  højere end underholdning. Den omvendte prioritering  bidrager til et tab af kredibilitet for videnskaben.

‘Tænk’ og de hormonforstyrrende stoffer

Jeg har en klar agenda med at skrive dette. Jeg håber at nedtone frygten for hormonforstyrrende stoffer ved at informere om dem. Der er stoffer der er værd at være opmærksom på og der er stoffer hvor panikken er til mere skade end gavn.

Hvis du undrer dig over hvorfor jeg har valgt blåbær som billede til denne lille skrivelse skyldes det at de naturligt indeholder parahydroxybenzoat*, et dokumenteret hormonforstyrrende stof. Det er det selv samme stof som især bidrager til at blåbær måles til at være rig på antioxidanter, som jo skulle være så sunde så sunde (hele antioxidant/anti-inflamatorisk-superfood fad’en har jeg ikke lige energi til at kommentere på denne gang).

Pointen er ikke at blåbær er farlige, men at emnet er for nuanceret til at se sort/hvidt på det.

Hormonforstyrrende stoffer er et kompliceret emne, men det er værd at sætte sig ind i så man kan danne et overblik over hvilke produkter der er værd at være opmærksomme på, og berettige sig en holdning om emnet.

’Tænk Kemi’ har i en årrække været en hjælp til at skabe dette overblik for både forhandlere og forbrugere. Eksempelvis fandt de [Tænk kemi] uønskede kemikalier i en række børnevanter i december 2015 der resulterede i en tilbagekaldelse af varerne, ikke fordi at stofferne var over grænseværdierne, men fordi det var imod forhandlerens forretningspolitik.

Tænk Kemi står til at blive lukket. I min optik er Tænk Kemi et tveægget sværd pga. deres tilbøjelighed til en demagogisk formidling af risici og dermed sætter folk en frygt i livet uden at tage dosis og eksponeringsgrad med i deres betragtninger når de advarer imod produkter, men når alt er vejet op vil jeg alligevel mene at Tænk Kemi er værd at bevare.

Dermed slet ikke sagt at danske forbrugere ikke er godt beskyttet imod kemikalier i dagligdagen; EU gør et stort stykke arbejde for at kontrollere producenterne og risikovurdere produkter før de kommer på markedet.  I denne sammenhæng har Tænk kemi blot været et ekstra nationalt led i kontrollen, og har været godt for den folkelige bevidsthed omkring kemikalieeksponering, selvom det ville have hjulpet mere hvis deres information var mere nuanceret.

Et stof kategoriseres som hormonforstyrrende hvis stoffet påvirker kroppens hormonstystem. Da hormoner regulerer og påvirker mange af kroppens funktioner kan et hormonforstyrrende stof have effekter som fører til mange forskellige tilstande, lige fra kræft til dårlig sædkvalitet. Der er en række af de stoffer som i dag betegnes som hormonforstyrrende af både Tænk Kemi og EU som jeg umiddelbart ikke bekymrer mig for at blive eksponeret til.

Min frygtløshed skyldes dels min viden om eksponeringsgraden i forhold til grænseværdierne, dels min tiltro til min lever som heldigvis gør det muligt at håndtere en vis mængde af kemikalier som ender i kroppen. Med sine 1½ kilo er en sund lever ret robust, men kan overrumples af høje doser af et givet stof. Dette gælder naturlige såvel syntetiske stoffer. Der er rigeligt af eksempler på folk der har taget bestemte fødevarer ud på et overdrev, og dermed formået at forgifte sig selv i troen om at de gjorde noget sundt. Der er eksempelvis observeret leverbetændelse hos folk der drak for meget grøn te. Lektien må være alting med måde.

Naturen er en fjendtlig størrelse da hverken dyr eller planter er ude på at blive spist. De afgrøder som vi dyrker, er som udgangspunkt sikre, men de producerer stadig kemikalier som vores krop ikke har nogen ernæringsmæssig interesse i.

Heriblandt er der også en del naturligt forekommende hormonforstyrrende stoffer. Det er svært at blive klog om hvorvidt at disse har skadelige effekter. Studierne af stofferne giver et billede af at de kan være både sunde og sundhedsskadelige, alt efter om man studerer deres effekt på knogleskørhed eller testikelkræft.

En entydig dom vil vi nok ikke se i den nærmeste fremtid, da de naturligt forekommende hormonforstyrrende stoffer ikke er enormt populære at forske i.

Syntetiske hormonforstyrrende stoffer er også svære at blive kloge på. En hurtig søgning på google vil enten føre til sider der opfordrer til vild panik (som desuden linker videre til sider der sælger kosttilskud og cannabisolie) eller ensidige udlægninger fra kemikalie-producenter, der holder fast i at deres produkter er sikre.

Det er altså nødvendigt at udøve lidt informationshygiejne og hive fat i videnskabelige oversigtsartikler hvis man vil blive klogere, men videnskabeligt litteratur er oftest ikke for lægmand og det hormonelle eller endokrine system er svært at gøre sig klog på fordi vi simpelthen ikke ved alt endnu.

Det betyder desværre også at mange af de videnskabelige studier af stofferne er i strid med hinanden. Den simpleste konsensus der står klart er denne: Det er fornuftigt at begrænse eksponeringen af potentielle hormonforsyrrende stoffer overfor især gravide og meget små børn, da det er der skaden har vist sig at være størst.

Der er set et fald i sædkvaliteten verden over, sandsynligvis som følge af fordums tids afslappede lovgivning og kontrol, samt manglende viden om hormonkemiens verden. Det er dog min overbevisning at det er muligt at finde en balance i hvilken eksponering der er acceptabel for befolkningen, samt at informere forbrugere om korrekt omgang med produkter der kan være problematiske.

En total ud-fasning af alle stofferne er ikke en reel mulighed. Der forskes i alternativer, men det er en meget lang vej, og incitamentet er lavt når vi ved at de eksisterende stoffer er forholdsvist sikre ved ansvarligt brug.

Flere hormonforstyrrende stoffer er uundværlige for nogle af de materialer vi bruger. Hospitalsvæsenet kan ikke fungere uden de bløde plasttyper der muliggøres vha. phtlatar (drop-poser, bløde plast-slanger og andet sterilt udstyr), ligeledes er hygiejnen, distributionen og sikkerheden af vores fødevareindustri afhængig af emballage, der i nogle tilfælde kan afgive uønskede kemikalier til fødevarerne.

Det er heldigvis enormt reguleret fra EU’s side og de store emballage producenter har styr på deres kemi. Plast der er godkendt til fødevarer har en meget høj sikkerhed i forhold til kemikalieeksponering.

Biologisk set kan vi håndtere langt størstedelen af hormonforstyrrende stoffer enkeltvis i en eller anden udstrækning, men der kan være et problem i at de kan have en additiv effekt hvis de virker på de samme hormonsystemer.

Dermed kan eksponerings-studier med enkelte stoffer være utilstrækkelige, og det er så nødvendigt at studere kombinationen af stofferne, populært kaldet en cocktail for at få klarlagt om de nuværende grænseværdier er fornuftige.

Uheldigvis bliver ordet ’cocktail-effekten af hormonforstyrrende stoffer’ brugt som en skræmmende frase for at understrege at vi ikke ved alt. Det er jo noget der kan studeres og grænseværdierne kan som følge rettes til. Der er et forskningsprojekt der omhandler netop dette på DTU.

Der er mange kemikalier der er værd at stifte bekendtskab med, her til sidst er der beskrevet et par af dem der hyppigt berettes om i medierne.  Overordnet er det klart at det ikke er så apokalyptisk som kunne frygte, men der er grund til at være opmærksom på problematikkerne der er forbundet med disse stoffer, især hvis man er gravid eller har et lille barn.

I det lange løb er den bedste beskyttelse mod hormonforstyrrende stoffer mere viden om deres effekter, samt en tilpasset lovgivning og kontrol af producenter. Som følge af kemikaliernes allestedsværende karakter er det begrænset hvad individet kan gøre for at beskytte sig.

Undervejs i mit research til dette indlæg er jeg kun blevet mere begejstret for EU, for de gør et meget godt arbejde på dette område. Derfor vil jeg også anbefale EU’s food safety authority hvis man søger kvalificeret viden og indsigt i konkrete problemstillinger der har med fødevaresikkerheden at gøre.

 

Parabener

Parabener findes typisk i makeup, solcreme og hudplejeprodukter hvor de virker som antioxidanter og konserveringsmidler. Jeg kan ikke få pulsen op over parabener. De har ikke en lang halverings tid og deres potens i forhold til at være hormonforstyrrende er begrænset..

Parabeners potens i forhold til at være hormonforstyrrende stiger med deres fedtopløselighed. Jo mere fedtopløselige, desto længere tid bliver de i kroppen til at kunne påvirke den. Hvis man skal lave en liste over uskadelige til lettere skadelige ville den være: methylparaben < ethylparaben < propylparaben < butylparaben, men de er alle bionedbrydelige og har halveringstider på under 24 timer, dvs. den tid det tager for kroppen at skille sig af med halvdelen af en given koncentration. En hyppigt anvendt tommelfingerregel er at det tager 5 halveringstider for kroppen at eliminere et givent stof. Så medmindre der er tale om kontinuerlig høj eksponering af parabener er det usandsynligt at de skulle være skadelige.

Perfluorerede fedtstoffer

Leveren er den største kemiske hammer vi har til at nedbryde fremmede stoffer med, men den har sine begrænsninger. Den kan groft sagt ikke nedbryde ting der ikke kan brænde. I den kategori har vi perfluorerede fedtstoffer som er helt fantastiske til at gøre papir og tekstiler fedtafvisende, som bla. kendt fra microbølgepopcorn og pizzabakker. De er ligeledes at finde i vandafvisende tekstiler.

Der er evidens for at disse stoffer er hormonforstyrrende i vid udstrækning, og det bliver ikke bedre af at de har en halveringstid i kroppen der måles i år. Det er en meget uheldig kombination.

Det skyldes at de så vidt vides slet ikke kan biologisk nedbrydes, så de akkumulerer op gennem fødekæden. Det er tåbeligt at bruge disse stoffer så uhæmmet som vi gør. Udover de skadevirkninger de har på os kontaminerer de også fødekæden i en sådan grad at rovdyr kan lide skade. Det er efter min mening en høj pris at betale for fedtafvisende papir og tekstiler.  Professor Philippe Grandjean på Syddansk Universitet forsker i disse stoffer og er fortaler for deres udfasning. Jeg kan kun erklære mig enig i hans standpunkt, i hvert fald når det gælder fødevareemballage.

Bisphenol A (BPA)

BPA anvendes i produktionen af to plasttyper; polycarbonater og BPA epoxyresiner. Polycarbonater bruges typisk til at lave hård-klare plastmaterialer der er særdeles slidstærke, brugt i f.eks. CD og DVD’er samt hårde, brudsikre plastflasker. De udskiller BPA hvis de eksponeres for syre eller base over en længere periode, og dette accelereres hvis de samtidig bliver udsat for UV-lys og varme, alle betingelser der kan forekomme ved almindeligt brug. Når det er sagt er det stadig meget begrænsede mængder der udskilles.

Der er BPA fri polycarbonat plast der er baseret på analoge stoffer til BPA, men disse er strukturel set utrolig lig BPA, så det vil ikke være overraskende hvis de også er hormonforstyrrende, der er bare ikke så meget data på dem endnu.

Epoxyresiner af BPA burde ikke udskille BPA som udgangspunkt da disse plasttyper er ekstremt stabile. De er at finde på indersiden af nogle dåser for at forhindre kontakt mellem fødevaren og metallet. De kan dog udskille små mængder af BPA der ikke er kemisk bundet, men også her er der tale om meget begrænsede mængder.

En mere hyppig eksponeringsvej er bonner og kvitteringer. Disse bruger BPA i den varme-aktiverede blæk. BPA har en kort halveringstid (ca 4 timer) og er bionedbrydeligt. Som følge af migration over i fedtvæv kan BPA dog godt tage meget lang tid for at komme helt ud af kroppen, men der er tale om meget lave niveauer.

Phtalater

Phtalater bruges til at blødgøre plast og muliggør mange af de plast typer der anvendes indenfor hospitalsverdenen, som f.eks. plastslanger. De bruges desuden som opløsningsmidler i parfume. Der er klar evidens for at phtalater er hormonforstyrrende, og at de er forholdsvist potente, alt efter hvilken phtalat eller phtalat metabolit det drejer sig om.

Da de bløde plasttyper kan indeholde rigtig meget phtalat, op til 50% af vægten af blød plast, er der mulighed for væsentlig eksponering. Så her er det vigtigt at de ikke bliver brugt til fødevarer. Dette gælder opbevaring såvel som forarbejdningen af varen før den når forbrugeren.

Hvis fede fødevarer kommer i kontakt med phtalatholdig plast kan phtalaterne snildt vandre over i produktet. Her er det nødvendigt med kontrol af producenterne for forbrugerne har ingen måde at beskytte sig på.

Phtalater er bionedbrydelige og deres halveringstider er afhængig af hvilken phtalat det drejer sig om, i værste tilfælde et par dage.

——————-

Hvis man ønsker at vide mere har The Endocrine Society udgivet en god oversigts artikel der absolut er værd at bruge en stille og rolig tirsdag aften på. For den mere forbrugerorienterede information er der Tænk kemi samt fødevareministeriets skrækkeligt betitlede side ’Mad med mindre kemi’.

* Tidligere skrev jeg at blåbær indholdte methylparaben, Claus Jørgensen fra forbrugerrådet har gjort mig opmærksom på at dette ikke var korrekt. Methylparaben er ikke naturligt forekommende i blåbær, men det strukturelt lignende og ligeledes hormonforstyrrende parahydroxybenzoat er. Læs kommentarerne for yderligere information.

 

Farlig kemi, naturlige stoffer og mediernes misinformation

For en lille uges tid siden havde jeg (mis)fornøjelsen af at lytte til nattevagten på Radio24syv. Her blev jeg eksponeret for en verdensopfattelse jeg vidste eksisterede, men naivt har opfattet som tilhørende en minoritet.

Det var værten Keith Thomas Lohse og naturlægen Koko der snakkede om alternativ behandling. Som kemiker lærte jeg utrolig meget på den halve time, bla. at syntetisk kemi er dødt i forhold til den levende naturmedicin, der jo naturligvis er uden bivirkninger.

Mine øjenbryn kravlede helt op til hårkanten da jeg hørte at når kemikeren isolerer, strukturbestemmer og bagefter syntetiserer et naturstof er det ikke det samme fordi det jo er dødt. Konspirations-sølvpapirs-hatten kom på overfor medicinalindustrien og den etablerede lægevidenskab, som jo bare er ude på at tjene penge.

De naturlige alternativer blev rost til skyerne og selve ordet ”naturlig” blev brugt som et positivt ladet adjektiv, med den forglemmelse at dårlig ånde, aflatoxiner, forkølelse, cancer, stryknin solanin og fluoroacetate alle også er naturligt forekommende. Det er kun i markedsføringen af kosmetik og naturmedicin at ”naturligt” er et positivt ladet trylle-ord fremfor et adjektiv der bare betyder at noget ikke er menneskeskabt.

Programmet ulmede af modstand overfor den etablerede viden, især indenfor kemien og lægevidenskaben. Nu ekstrapolerer jeg udover mit datasæt, men jeg finder det rimeligt at antage at Koko også har stærke holdninger om fluorid i tandpasta, genmodificerede organismer og vacciner. Hun må endelig rette mig hvis jeg tager fejl.

Keith fortæller i programmet at han har type 1 diabetes, og jeg ikke lade være med at trække på smilebåndet over at han kan takke insulinproducerende genmodificerede organismer samt den etablerede lægevidenskab for at han fortsat er i live. Det ligger udenfor min fatteevne at synspunkter som dem Keith og Koko klappede hinanden på ryggen med fortsat eksisterer, men tilsyneladende kan den simpleste etablerede videns validitet stadig diskuteres.

Situation er sandsynligvis opstået som følge af det fokus medierne har med nyhedsformidling; at forarge og underholde, fremfor at informere.

Som kemiker bliver jeg især personlig trist når jeg kun hører om den farlige kemi, når jeg selv bare kender den som kemi; Værktøjet jeg bruger til at forstå verden. Bevares, der er da kemi der er skadeligt, men den kan nemt unødigt fremmedgøres ved at bruge kemiske fagtermer.

Det er enormt ærgerligt at et fagsprog bruges til at skræmme, for det er meget neutrale ord der bare kræver lidt viden at forstå. Jeg har mødt veluddannede, intelligente mennesker (hovedsageligt i den kreative klasse) der var af den grundopfattelse at kemikalier hvis navne de ikke kunne udtale måtte være skadelige. Værre er at de har stærke holdninger om ”kemi i mad” på trods af at de fagligt befinder sig et sted hvor de slet ikke kan bunde.

I august bragte Politiken en artikelserie om sænkning af kravene til kemikalieafgivelse fra vandhaner i Danmark. Dette var som følge af vores medlemskab af EU og de regler og krav der derfor stilles til Danmark i forhold til resten af EU. Politiken prøvede dens bedste for at få folk til at finde høtyvene frem med en grafik der fortalte om phenols og formaldehyds skadevirkninger. Disse stoffer bruges i fremstillingen af plast og gummi og kan afgives til vandet fra vandhanen.

Politiken glemte dog at informere om, at begge stoffer er at finde naturligt i langt højere koncentrationer i mennesker, dyr, planter og fødevarer, uden at det er til nogen målbar skade.

Dermed ikke sagt at det ikke var relevant at diskutere.

Der var også øgede mængder af akrylonitril i de europæiske vandhaner. Bekymringen om dette stof er mere reel, men uden kemisk viden vil lægmand ikke have en chance for at forstå det. Retorikken om phenol og akrylonitril er identisk, men kun den ene vil for en fagperson være bekymringsværdigt i denne sammenhæng.

Den almindelige borger er ikke tjent med en fordummende udlægning af videnskab der kun efterlader ham en misforståelse og en frygt rigere. Når alt der er kemisk betragtes som værende farligt bliver det svært at skabe opmærksomhed om de reelle problemer der kan være. For der er reelle problemer, men de bliver ikke set og hørt tilstrækkeligt med den støj der er i pressens nuværende formidling af videnskaben.

Værre er at pressens valg af retorik og dækning fodrer en folkelig skepsis overfor den mest valide videnskabelige viden vi har. Det kan virke harmløst, men konsekvensen ved denne skepsis overfor videnskaben kan aflæses på faldet af tilslutningen til børnevaccinationsprogrammerne samt modstanden overfor GMO som koncept (Monsanto’s juridiske praksis ligger udenfor mit vidensområde så det vil jeg ikke kommentere på da jeg i modsætning til Koko synes man skal tie stille om ting man ikke forstår).

Konsekvensen er til syvende og sidst tab af menneskeliv, eksempelvis via vaccinemodstand og blokeringen af udviklingen og udbredelsen af ny teknologi, samt en tilbageholdelse af almindelige samfundsfremskridt.

At informere er at influere, og væsentlige elementer af den danske presse er ikke en god indflydelse som det står til nu.

Det søde liv: Livets kirale sukker

Søren Vrønning HoffmannGæsteindlæg: Søren Vrønning Hoffmann er seniorforsker ved Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet. Her er han leder af beamline gruppen ved synkrotronstrålingskilden ASTRID2. Han har en stor forskningsinteresse inden for polarisationsafhængig absorptions-spektroskopi i det ultraviolette område, en metode der er særligt velegnet til undersøgelse af kirale systemer. Her præsenteres helt ny forskning, der er publiceret i det ansete tidsskrift Science.

 

Hvad er liv?
Et helt centralt spørgsmål som virker overraskende svært at svare på. Prøv at kikke dig omkring, og du vil slet ikke være i tvivl om, hvilke ting omkring dig er levende og hvad, der ikke er. Alligevel er en klar definition ikke så nem at lave.

Men det liv, vi kender her på jorden, er kendetegnet ved at være opbygget via genetisk kode i form af DNA. Dette indeholder alle informationerne til at danne et utal af proteiner, som får ting til at ske. Det kan f.eks. være som signalstoffer eller som katalysatorer, der driver livets kemi. En meget central egenskab ved denne kemi er det, som vi kalder kiralitet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Chirality#/media/File:Chirality_with_hands.svg

Byggestenene i livets kemi er aminosyrer og de såkaldte nukleotider, der indgår i hhv. proteiner og vores DNA. En helt central egenskab i disse byggesten er det, som vi kalder kiralitet, eller håndethed, altså at f.eks. aminosyrer findes i to udgaver, som ligner hinanden, men er forskellige på samme måde som vores hænder: Venstre hånd er et spejlbillede af den højre hånd.

Specielt er det, at kun venstrehåndsformen bruges i aminosyrer og kun højrehåndsformen indgår i sukkerenheden i RNA og DNA.

Her vil det være helt på sin plads at spørge om hvorfor og hvordan.

 

Hvorfor?
’Hvorfor’ har vi faktisk et svar på. Selv om almindelige kemiske reaktioner, der danner kirale molekyler, normalt danner lige mange venstrehånds og højrehånds former, så er valget af én kiralitet, kaldet homokiralitet, meget vigtig. En altafgørende egenskab ved DNAs dobbeltspiral er, at den kan replikeres således, at vores arvemateriale kan kopieres ved en celledeling. Og det kan kun lade sig gøre, hvis alle nukleotiderne i DNA’et har samme kiralitet.

Overalt på jorden bruges kun højrehåndsformen af sukkergruppen i DNA og RNA. Så for at livet kan formere sig, har vi brug for homokiralitet. Man kan en lille smule filosofisk sige, at vi ikke ville være her til at stille det spørgsmål, hvis det ikke var lykkes at udvikle livet ud fra en enkelt kiralitet.

https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication#/media/File:DNA_replication_split.svg

 

Hvordan?
Svaret på hvordan lige netop højrehåndskiralitet i DNA og venstrehåndskiraliteten i aminosyrer, har udviklet sig her på jorden, er til trods for flere årtiers forskning stadigvæk ubesvaret og noget af et stort mysterium.

Der findes flere teorier og ideer til, hvordan den ene håndethed har sejret i livets udvikling. F.eks. kunne det være sket vha. tilfældighed: Måske har det været to vandpytter indeholdende hver deres livets ur-suppe, som har udviklet begyndelsen til liv med hver sin håndethed. Den ene kunne have ligget i skygge under et klippefremspring, mens den anden har haft bedre sollys og varme.

Ud fra en Darwinistisk synsvinkel ville den ene have haft bedre mulighed for at udvikle sig, og det blev den der vandt kampen om at overleve.

Men det er bestemt også en mulighed, at en mere deterministisk effekt har haft indflydelse på valget af livets kiralitet. Og her læner vi os specielt op af vigtige fund af ekstraterrestisk karakter.

Det er interessant, at både aminosyrer og nukleotider er fundet i meteoritter som f.eks. Murchison meteoritten, der faldt i Australien for mere end 45 år siden, og at aminosyrerne her findes med en overvægt af venstrehåndtypen. Nøjagtigt samme kiralitet som bruges i livet på jorden! Kan det derfor være, at livets kemi er blevet sat i gang via molekyler med oprindelse uden for jordens atmosfære?

Murchison meteoritten - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Murchison_crop.jpg
Murchison meteoritten

 

Det er i hvert fald en utroligt fascinerende tanke med vidtrækkende konsekvenser, og det er ualmindeligt svært at afskrive dette sammenfald af ens kiralitet i himmellegemer og jordens liv som en tilfældighed.

 

Hvad kan forårsage universel kiralitet?
Vi skal altså lede efter mere deterministiske kræfter. Her er den svage kernekraft en undersøgt mulighed. Denne fundamentale kraft har den egenskab, at den ikke overholder såkaldt paritetssymmetri. Denne symmetri svarer til en refleksion (efterfuldt af en rotation), og kirale molekyler har netop ikke refleksionssymmetri. Det kan derfor betyde, at der dannes en meget lille overvægt at molekyler med en form for kiralitet.

En meget meget lille forskel. Selv om universet er mange milliarder år gammel, så er forskellen ikke stor nok til at forklare overvægten af venstrehånds aminosyrer i meteoritter.

I vores søgen efter en deterministisk effekt hælder vi mere mod ultraviolet lys. Dette er energirigt nok til at bryde bindinger og starte kemiske reaktioner. Ultraviolet lys kan skabe mere komplekse forbindelser ud fra simplere molekyler som vand, CO, CO2 eller ammoniak, alle molekyler som vi ved findes i rigt mål som en is omkring interstellare/interplanetariske støvpartikler, og dermed også på f.eks. kometer.

Men kan molekyler af samme kompleksitet, som de der indgår i livets kemi, dannes på denne måde?

 

Livets byggesten på en  komet
Rosetta missionens Philae landing på kometen 67P/C-G i november 2014 havde bl.a. til formål at finde livets byggesten på et ellers livsfjendtligt himmellegeme. Kort efter landing fik vores indre del af solsystemet, i januar 2015, besøg af en anden komet, Lovejoy. Her blev gasserne fra kometen også analyseret.

I begge tilfælde blev sukkerarten glykolaldehyd detekteret på/ved disse kometer. Vi har altså fundet et relativt komplekst molekyle i stor nok koncentration til, at det kunne blive detekteret her fra jorden.

Fundet vakte opsigt, til trods for at denne sukkerart er så simpel, at den af nogle kemikere ikke engang bliver betragtet som sukker. Opsigten skyldes, at denne sukkerart er en vigtig del af de kemiske processer, som danner en lang række andre sukkerarter.

Men kan forekomsten af glykolaldehyd forklares vha. fotokemiske reaktioner med ultraviolet lys?

 

Kunstig komet i laboratoriet
For at teste dette lavede vi en laboratorie ’komet’. I vores undersøgelse (Science 2016, 352, p208) startede vi med en blanding af vand og metanol samt en smule ammoniak, alle molekyler som findes på kometer. Blandingen blev frosset ned til meget lave temperatuer (ca. -195oC) under belysning med ultraviolet lys.

Vi efterprøvede altså, hvad et støvkorn eller en komet ville opleve i nærheden af solen eller andre stjerner. Vi fandt, at ikke blot blev den simple sukkerart glykolaldeyd, som observeret på kometerne 67P og Lovejoy, fundet i den simulerede komet, men også langt mere komplekse sukkerater blev dannet.

Og særligt begejstrede blev vi over fundet af ribose, der er den centrale, og kirale, sukkerenhed i RNA. Ribose sætter R’et i RNA, og dets søstermolekyle (deoxy-ribose) sætter D’et i DNA. Tilsammen udgjorde alle de fundne sukkerarter 3.5 % af de dannede stoffer, så det var ikke bare en smule sukker, der blev dannet, men en ganske betydelig del.

 

Gas kromatografi af simuleret komet, hvor en UV bestrålet is af vand, metanol og ammoniak viser dannelsen af en række sukkerarter, herunder den centrale sukkerenhed i RNA, ribose. (Copyright C. Meinert - CNRS).
Gas kromatografi af simuleret komet, hvor en UV bestrålet is af vand, metanol og ammoniak viser dannelsen af en række sukkerarter, herunder den centrale sukkerenhed i RNA, ribose. (Copyright C. Meinert – CNRS).

 

En kemiker af den gamle skole, hvor det ikke var unormalt at dufte og smage på frembragte stoffer, ville sikkert have fundet prøven en smule sød. Og have afkortet sit liv, da andre og f.eks. cancerfremkaldende stoffer også kan dannes vha. fotokemiske reaktioner.

Men hvad med kiraliteten?

I vores opstilling brugte vi upolariseret ultraviolet lys, og der var derfor ikke indbygget muligheden for at bryde kiralitets symmetrien. Men det er bestemt muligt at inducere en kiralitet vha. cirkulært polariseret lys. Cirkulært polariseret lys (CPL) er et ægte kiralt objekt, hvor der findes en højrehånds og en venstrehånds form, der er hinandens spejlbilleder.

polariz
Venstre og højrehånds polariseret lys. De to former for polarisation er hinandens spejlbilleder.

 

Cirkulært polariseret lys lyder måske som en lidt eksotisk form for lys, men det er det slet ikke. I moderne 3D biografer transmitterer de to brilleglas hver deres CPL form, og det er derfor muligt at lægge hovedet lidt på skrå uden at ødelægge 3D effekten i det stereoskopiske billede.

Men CPL findes også uden for vores jords beskyttende atmosfære. F.eks. i Orion stjernetågen OMC-1 hvor forekomsten af CPL tilskrives lysspredning på magnetfelts oplinede aflange støvkorn.

Vi har efterprøvet, at ultraviolet CPL kan overføre sin kiralitet til livets byggeklodser. Cirkulært polariseret spektroskopi på aminosyrer, udført ved den danske synkrotronstrålingskilde ASTRID2, muliggjorde en direkte forudsigelse af i hvor høj grad en overvægt af en håndethed kan induceres.

I et yderligt forsøg bestrålede vi en blanding af lige store dele af venstre og højrehånds formen af aminosyren alanin med CPL. Her kunne vi vise, at det var muligt at inducere en overvægt af den ene kirale form med nogle få procent, meget lig den overvægt, der blev fundet i Murchison meteoritten.

Meinert
Venstre og højrehånds polariseret ultraviolet lys danner en overvægt af hhv. venstre og højrehånds formen af en aminosyre, startende fra en ellers ligelig blanding af de to former. De to toppe i kromatogrammerne svarer til hver sin kiralitet af aminosyren. (Kilde: Meinert et. al. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 210 – 214)

 

Hvad siger dette om liv på andre planeter?
Resultater som disse kan ikke undgå at rokke ved vores forståelse af hvad liv er, og hvordan det er opstået. Helt centrale og relativt komplekse organiske molekyler kan dannes under ellers livsfjendtlige forhold, som på en komet, vha. ultraviolet lys, og det selvsamme lys fra stjernetåger kan inducere kiralitet af en bestemt håndethed til brug for livets udvikling, f.eks. her på jorden.

Men hvis de mekanismer er så generelle, som det ser ud til, kan vi så ikke meget vel forvente, at liv andre steder i universet har samme form som her på jorden?

Her kan vi jo starte med at kikke på vores naboplanet Mars. Selv om vi nok ikke skal forvendte at finde små grønne mænd, så har den Europæiske rumfartsorganisations nye mission ExoMars i 2016 og 2018 bl.a. til formål, at ”søge efter tegn på forhenværende og nutidigt liv på Mars”.

Som David Bowie sang: Is there life on Mars? Hvis denne ret specielle, og måske lidt fantastiske, drøm virkeligt skulle lykkes, må vi nok forvente, at livet ikke er helt ulig det, vi allerede kender. Lige meget hvordan vi definerer det.

Copyright: ESA/ATG medialab
Copyright: ESA/ATG medialab

Printede organiske solceller fra dansk firma søger crowdfunding på Kickstarter

Morten V. MadsenGæsteindlæg: Morten V. Madsen er medstifter af infinityPV og har ledet HeLi-on Kickstarter initiativet. Morten har en ph.d.-grad i polymer solcelle nedbrydning og stabilitet og har arbejdet indenfor feltet i seks år som forsker hos Danmarks Tekniske Universitet.

Morten har arbejdet med at udbrede viden om polymer solceller og har produceret Coursera kurset “Organic Solar Cells – Theory and Practice” samt en lang række videoer omhandlende relaterede emner. Derudover er Morten medforfatter på 20 videnskabelige artikler og har arbejdet med rapid prototyping, plast produktion og design.

 

Med en ny solcelle-oplader i lommeformat kaldet HeLi-on, har den danske startup-virksomhed infinityPV sat sig for at revolutionere markedet for solcelleopladere. Ved hjælp af et fleksibelt solpanel gør HeLi-on det muligt at oplade ens telefon på farten. Samtidig sikrer et indbygget batteri, at man ikke er afhængig af vejrudsigten.

Blå udenpå, grøn indeni
Solpanelet i HeLi-on er et stykke dansk energi-teknologi. Det består af en ny type solceller kaldet plastsolceller. Materialet, der anvendes til at absorbere solens lys, udgøres i en plastsolcelle af en polymer/plastik til forskel fra f.eks. silicium, i første generations solceller.

Det basale princip bag både plastsolcellen og andre former for solceller er dog det samme, nemlig omdannelsen af energien i elektromagnetisk stråling til elektrisk energi. At plastic kan benyttes som halvledere, er en opdagelse som Alan J. Heeger, Alan MacDiarmid and Hideki Shirakawa i år 2000 modtog Nobelprisen i kemi for. Denne opdagelse gjorde det muligt at lave solceller af plast og derved blev et nyt forskningsfelt født.

I mange år har plastsolceller været et interessant forskningsfelt, men plastsolceller haltede længe efter traditionelle solceller på både ydelse og stabilitet. Dette er der dog blevet rådet bod på inden for de seneste år og derved kan produkter, der udnytter plastsolcellernes særlige fordele, realiseres. Materialerne i plastsolcellepanelerne kan bøjes og bukkes og rulles sammen, så det fylder meget lidt. Det er den egenskab, der gør HeLi-on unik.

Prisvindende dansk teknologi
infinityPV blev stiftet i 2014 med udgangspunkt i en række patenter vedrørende plastsolcelle-teknologien og har solgt polymer solceller direkte til forbrugere i form af demonstrationsmoduler, solpaneler og solrør.

Tidligere på året blev infinityPV hædret af det britiske Royal Society of Chemistry i en international konkurrence blandt startup-virksomheder med fokus på vedvarende energi. Med en lancering via crowdfunding-siden Kickstarter håber holdet bag HeLi-on på global opmærksomhed og økonomiske opbakning, der kan sende solcelle-opladeren i produktion.

I skrivende stund har HeLi-on samlet 97% af den halve million som var finansieringsmålet.

[Indlægget blev skrevet i sidste uge, men i dag har projektet faktisk passeret den halve million på Kickstarter. Scienceblog ønsker tillykke og held og lykke med den videre udvikling]

Englene i Caribien sørger – 20 år gammel spiritus på en uge

Englene i Caribien synger, de drikker nemlig rom. På grund af varmen og luftfugtigheden fordamper ca. 6 % af rom lagret i tønder årligt. Det kaldes Angel’s share. Ny teknologi kan imidlertid tørlægge englene. På Lost Spirits Distillery har Bryan Davis fundet en metode til at fremme lagringsprocessen betydeligt.

Traditionen med at fadlagre rom går flere hundrede år tilbage. Dengang fragtede man alt i tønder – de var nemme at rulle og stillede man dem op, kunne de stå fast på skibsdækket uden yderligere fortøjning. Da tønderne blev brugt til at fragte alle mulige forskellige varer, brændte man tønderne af indvendigt for at fjerne smag fra tidligere varer, eksempelvis sardiner. Allerede efter 3 måneder til søs, fra Caribien til England, havde man en mere moden, fyldig og knap så besk spiritus. Derfor begyndte man at tilbageholde rommen på fade i Caribien for at presse prisen på produktet op.

Fadlagring – en tofaset proces.
Når spirtus bliver hældt på fade sker der to faser. Den første fase er forholdsvis simpel. Komponenter fra træet bliver ekstraheret og rommen bliver tilført disse nye smagsstoffer. Derefter sker der adskillige kemiske processer mellem disse træekstrakter og destillatets estere.

https://en.wikipedia.org/wiki/Barrel#/media/File:Beam_Rack_House.jpg
Lagring af spiritus

Fadene bliver typisk lavet af egetræ fra amerikanske skove. Træ er som udgangspunkt kemisk stabilt, så det er essentielt at afbrænde indersiden, så træets elementer bliver ustabile og reaktive. Det er brændingen, der gør lignin og hemicellulose ustabil, hvilket medvirker til ekstraktionen af stoffer som carboxylsyrer, træsukker og phenolsyrer.

Trækomponenterne bliver ekstraheret over relativt kort tid, og så går fase to i gang. De forskellige syrer går i forbindelse med alkoholen for at danne estere. Estere er kemiske stoffer, som typisk har kraftig duft og smag. Denne fase tager tid. Nogle af stofferne reagerer hurtigt, mens andre tager adskillige år. Derfor er der stor forskel på spiritus, som er lagret 5 år og spiritus, som er lagret 20 år.

Videnskabeligt gennembrud
Bryan Davis fra Lost Spirits Distillery har gennem flere år analyseret forskellige rom ved hjælp af gaskromatografi og massespektrometri for at finde ud af, hvad der sker, når rom lagrer på egetræsfade. Han har identificeret flere forskellige kemiske reaktioner, som er essentielle for modning af rom.

Den nye viden om rommens modning fik Bryan Davis til at gå i gang med at finde ud af om han kunne opfinde en maskine, som kan gøre rommodningsprocessen hurtigere.  Efter lang tids arbejde kan Bryan Davis nu præsentere Model 1 Aging Reactor.

Copyright: cocktailwonk.com
Model 1 Aging Reactor. Copyright: cocktailwonk.com

Teknologien
Reaktoren virker ved at effektivisere alle de naturlige processer, der foregår ved almindelig fadlagring. Reaktoren benytter sig af tre forskellige faser.

  1. Esterificering af de flygtige syrer, som findes i hvid spiritus.
  2. Ekstraktion af de smagsgivende komponenter fra træet.
  3. Dannelse af lange komplekse estere.

Fase 1:
Esterificering af korte fedtsyrer fremtvinges ved at udsætte destillatet for kraftig lys,fra lysstofrør. Fedtsyrerne bliver produceret under gæringen og fordamper sammen med alkoholen under destillering. Ved afslutningen af denne fase indeholder spiritussen en koncentration af korte, frugtige estere, som er sammenlignelig med moden spiritus. Den er dog langt fra færdig. Spiritussen mangler middel-lange estere, phenoler og aldehyder, som også findes i moden spiritus.

Disse kasser huser alle lysstofrørene. Copyright: cocktailwonk.com
Disse kasser huser alle lysstofrørene. Copyright: cocktailwonk.com

Fase 2:
Under fase 2 tilsættes træspåner, og lyset fra de kraftige lysstofrør nedbryder polymerer i træet. Ved slutningen af denne fase indeholder spiritussen mange af de aldehyder, som 20 år gammel spiritus indeholder. Spiritussen indeholder dog også en del middel-lange syrer, som mildest talt ikke smager særligt godt.

Disse glasrør muliggør lysbehandlingen. Copyright: cocktailwonk.com
Disse glasrør muliggør lysbehandlingen. Copyright: cocktailwonk.com

Fase 3:
I den tredie og sidste fase dannes flere estere ud af de middel-lange syrer, phenolsyrer og phenoler.  Disse estere binder til eksisterende estere og danner lange estere, som findes i spiritus, som har lagret i årtier.

Når spiritussen forlader tredie fase efter omtrent 6 dage, har den næste samme kemiske signatur, som konventionelt lagret spiritus. Den har altså samme molekylære struktur som spiritus, som har lagret i egetræsfade i årtier.

Herunder ses en måling af forskellige flygtige komponenter i henholdsvis kommercielt lagret rom og rom, som har fået en tur i maskinen.

Maskinelagret rom sammenlignes med en traditionelt lagret rom.
Maskinelagret rom sammenlignes med en traditionelt lagret rom. Copyright: Lost Spirits Distillery

De forskellige komponenter, som er fremhævet på figuren er:

  • Metansyreisoamylester (Bananolie)
    Aroma:  Sød banan, frugtig
    Menneskelig detektionstærskel: 2 ppb
  • Oktansyreethylester
    Aroma:  Voks, sødme, ananas, frugtig,
    Menneskelig detektionstærskel:  15 ppb
  • Butansyreethylester
    Aroma:  Ananas, Cognac
    Menneskelig detektionstærskel:  1 ppb
  • 3-methylbutyraldehyd
    Aroma:  Chocolade, fersken, fedmefuld
    Menneskelig detektionstærskel:  1 ppb
  • Propansyreethylester
    Aroma:  Sød frugtig rom, grape, ananas
    Menneskelig detektionstærskel:  10 ppb
  • Hexansyreethylester
    Aroma: Sød frugtig ananas, vokset grøn banan
    Menneskelig detektionstærskel:  1 ppb

Tekniske udfordringer
Reaktoren er i stand til at efterligne den kemiske signatur, som rom får efter fadlagring i 15-20 år. Den er desværre begrænset til denne alder. Får spiritussen længere tid i maskinen bliver forholdet mellem de forskellige komponenter skævt i forhold til naturligt modnet spiritus. Derfor er Bryan Davis allerede begyndt at eksperimentere med en fjerde fase, hvor spiritussen får lov til at fordampe gennem nogle membraner.  På den måde skulle han være i stand til at regulere forholdene mellem de forskellige smagsgivere, således at han kan lave spiritus med en endnu ældre smagsprofil.

Copyright: cocktailwonk.com
Copyright: cocktailwonk.com

Denne proces har dog ikke den fordel, at spiritussen ikke fordamper overhovedet. Men andelen af fordampet spiritus er stadig en del lavere en ved naturlig lagring. Måske dette er det kompromis, som Bryan Davis og englene må lave.

Planetary Boundaries –  Klimaforandringer er ikke planetens største problem

Klimaforandringerne har efterhånden vundet indpas i de fleste menneskers forståelse, men klimaforandringerne er kun én af de effekter, der er forbundet med vores tilstedeværelse og vores omsætning af de ressourcer vi har til rådighed. Mennesket er nu blevet en naturkraft i sig selv, og vores tidsalder kaldes af mange for Anthropocen, menneskets tidsalder.

Vores indflydelse på Jorden handler altså ikke kun om overforbrug af fossile brændstoffer, men at det påvirker mange globale processer og kan i mange tilfælde måles direkte. Hvis vi stresser dette system og ændrer for meget på processerne, risikerer vi at nå et punkt hvor planeten tippes ud af ligevægt, et såkaldt tipping point, og forandringerne bliver varige.

En ny artikel i Science peger på ni processer der er vitale for at opretholde en stabil planet, og undersøger hvor meget vi kan ændre på det globale system inden vi når et tipping point. Konceptet kaldes ’Planetary boundaries’, Planetens grænser, og viser hvordan vi på flere andre områder presser de globale systemer der er grundlag for liv, eller i hvert fald vores civilisation, på Jorden. Planetary boundary ideen er relativ simpel, og bygger på ideen om at jorden er et lukket, men meget komplekst system, og at alle processer i dette system påvirker hinanden.

Pointen er at det ikke kun er klimaet der har et problem. De ni forskellige processer som er undersøgt i denne artikel, er beviseligt er blevet ændret af menneskelig indflydelse: klimaet, ozonlaget, havets forsuring, kemiske cyklusser, ferskvand, landskabet, biosfæren, aerosoler i atmosfæren, samt en kategori der kaldes nye enheder. Den sidste kategori dækker over nye menneskeskabte substanser som fx CFC-gasser og mikropartikler, der er uhyre praktiske for os, men som ikke før har eksisteret på jorden, og som vi ikke rigtigt hvad der sker med når de bliver sluppet fri. Forskerne bag denne artikel mener, at vi bliver nødt til at se på hele systemet i stedet for kun delelementerne som ozonlaget eller klimaforandringer.

F3.large
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/01/14/science.1259855/F3.large.jpg

 

Ideen med denne artikel er at den skal hjælpe os til at bestemme ”the safe operating space”, en sikker operationszone, altså hvor meget vi kan presse og påvirke disse processer, før det går ud over planetens evne til at genvinde balancen. Der bliver opstillet tre niveauer til at bestemme hvorvidt vi er ved at overskride denne sikre zone, og hvis vi bevæger os ud over den sikre zone, vides det ikke hvad konsekvenserne er. Desuden, er nogle af processerne ikke engang mulige at måle endnu. Zonerne er ment som en advarsel så vi kan nå at reagere i tide til at rette op på problemet, som vi faktisk nåede det i 80’erne ved at forbyde CFC gasser, før de gjorde uoprettelig skade på ozonlaget.

Det kommer nok ikke bag på nogen at vi overskrider grænsen for den sikre operationszone, for CO2 i atmosfæren, som er lagt fast på 350 ppm (vi er pt omkring 400 ppm). Det som mange nok vil finde overraskende er, at vi er i endnu større problemer med de massive ændringer vi forsager i de kemiske processer i naturen (fx fosfor og kvælstof der bliver ledt væk fra landjorden og ud i havet af landbruget), og den vilde tilbagegang i biodiversitet, også kaldet den 6. masseuddøen (den 5. var den meteor der gjorde kål på dinosaurerne).

Både det nuværende tab af biodiversitet og udledningen af næringsstoffer ligger begge i den røde højrisiko-zone, dér hvor der beviseligt sker ændringer af systemet. Men også de ændringer vi forsager i landskabet, dvs. urbanisering, skovfældning og landbrug, er rykket ind i den forhøjede risiko-zone, hvor vi forringer vores miljø og økosystemer og dermed risikerer permanent nedsættelse af vores livskvalitet og vores civilisations grundlag.

Det er altså ikke nok kun at koncentrere sig om klimakrisen. Vi skal i gang med at navigere og rette ind på langt flere punkter, hvis vi ikke skal nå dertil hvor vi ikke kan redde den hjem. Forskerne mener dog stadig er der er tid til at reagere og vende udviklingen som historien har vist er mulig.