D; звідки походять Капітан Америка Науки та Майбутнє надлюдські сили
Як невдала армія США може перетворитися на супер-солдата Другої світової війни? Відповіді дослідників фізіології у дослідженні.
Кріс Еванс переймає щит Капітана Америки у фільмі "Месники 2: Ера Альтрона".
Це історія молодої людини 1940-х років, яка не мала фізичних критеріїв, необхідних для вступу до американських військових. Вона надихнула багатьох, зокрема вчених. Ми, очевидно, хочемо поговорити про Стіва Роджерса, який, потрапивши під дію променевої енергії та отримавши спеціальну сироватку, став Капітаном Америкою, героєм Marvel, суперсолдатом Другої світової війни, наділеним надзвичайними фізичними здібностями. Команда з Університету Міссісіпі уважно вивчила фізіологію супергероя, опублікувавши їх результати в березні 2017 року в журналі Advances in Physiology Education.
Сироватка супер-солдата: генетичний ажіотаж
На думку дослідників, сироватка, введена в Капітана Америка, цілком могла спричинити генетичні зміни, відповідальні за його вражаючі м’язи (ми говоримо про гіпертрофію м’язів) та надзвичайну витривалість. Серед іншого, шляхом дезактивації гена під назвою NCoR1. "Дослідження (на мишах) показують, що видалення цього гена призводить до значних фізіологічних поліпшень скелетних м'язів", - пояснюють дослідники.
Отже, ця вигадана сироватка може збільшити як витривалість, так і м’язову силу за рахунок модуляції кількості численних білків. Одночасних змін, неможливих лише фізичною підготовкою. Іншим вірогідним зміною може бути ген MTSN, який кодує міостатин, білок, який обмежує ріст м’язової тканини. Це призводить до гіпертрофії м’язів, як це має місце у деяких корів або собак. У дитини навіть повідомлялося про випадки гіпертрофії м’язів через мутацію міостатину. Єдина проблема: падіння міостатину збільшує втому. Наслідок може бути компенсований мутацією згаданого гена NCoR1.
"Супертравлення" для супергероя
Капітан Америка здатний пробігти 21 кілометр за 30 хвилин. Дослідники підрахували, що це представляє об’єм використовуваного кисню (VO2) 142 мл на кг на хвилину. Значення, яке набагато перевищує людські можливості (щоб дати уявлення, лише дуже мало спортсменів високої витривалості досягають максимального споживання кисню 94-96 мл/кг/хв). Для цього вам потрібно залучити багато енергії зі своїх запасів.
Щоб пояснити це, вчені висунули гіпотезу, згідно з якою "капітан Америка мав би метаболічну активність у стані спокою в чотири рази більше, ніж у нормальної людини, роблячи його більш стійким до впливу алкоголю". Але краще відразу відхилити це! Дійсно, якби це було так, наш супергерой, вагою 109 кілограмів, мав би витратити калорії 7,36 ккал/хв (проти 1,9 для "нормальної" людини тієї ж статури). Однак у фільмах нічого не вказує на те, що Капітан Америка повинен був вживати в чотири рази більше калорій, ніж хтось інший. Для дослідників солдат мав би надзвичайно ефективне травлення, яке вимагало б, зокрема, менше енергії для певних метаболічних реакцій.
На цьому дослідники не зупиняються на своїх дослідженнях. Вони аналізують різні способи, якими капітан Америка міг накопичувати свою енергію, пояснюючи тим самим свою продуктивність та силу м’язів - він здатний послати суперника у вальс ударом ногою чи ударом. Також вчені обговорюють клітинний склад м’язових волокон та функціонування серцево-судинної системи.
"Використання фізіології супергероя в класі обмежується лише уявою вчителя".
Вражаюча робота. Але з якою метою? За всім цим насправді криється справжнє освітнє бажання. Дійсно, дослідники насправді замислюються над тим, як викладати науковий метод у фізіології. Для них використання «піктограми поп» є захоплюючим способом заохочення критичного мислення та дискусій у класі. Досконалий прийом для навчання студентів аналізу ключових понять, допомагаючи їм формулювати та досліджувати гіпотези. "Ми вважаємо, що використання фізіології супергероя в класі обмежується лише уявою вчителя", - підсумовують вони. Також пропоную робити вправу від інших супергероїв.
Очевидно, що вони грають не першими.У 2014 році біолог Стенфорда Себастьян Альварадо пояснив наукові концепції у відео з коміксів. Капітан Америка (див. Відео нижче). Підхід також полягає у підході астрофізика CEA Роланда Леуока, який регулярно "використовує" героїв Marvel для наукової освіти.