De senaste 20 åren har forskare ägnat stor energi åt att få fram ett läkemedel som imitera effekten av träning. Men är det verkligen möjligt? Och vad vet vi egentligen om vad som händer i kroppen när vi tränar?

Den som skummade igenom sina nyhetsflöden i mitten av september skulle lätt kunna tro att träningspillret redan är här. ”Drömpillret är här – ät en tablett i stället för att träna.” ”Nytt piller ’tränar’ kroppen utan ansträngning.”

Ursprunget till rubrikerna var ett inslag i Vetenskapsradion där en amerikansk forskare, Ron Evans, berättade om sin forskning på en substans som ska fungera som en genetisk strömbrytare som beordrar kroppen att bränna fett.

Substansen, GW501516 (förkortat till 516) togs ursprungligen fram av Glaxosmithkline i slutet av 1990-talet som en möjlig behandling av diabetes, men försök på medelålders, överviktiga apor visade istället att 516 var en lovande kandidat för att behandla metaboliskt syndrom. Företaget fortsatte att testa 516, också på människor, fram till dess att det visade sig att möss som intagit substansen i två år utvecklade cancer över hela kroppen.

Glaxosmithkline la 516 på hyllan. Men forskaren som tog fram den har beskrivit dess kemiska sammansättning i en publicerad artikel och flera företag säljer den ”för forskningsändamål”. Med tanke på att 516 sedan 2009 finns på dopningslistan, och flera cyklister har ertappats i kontroller, så har rubriksättarna i någon mening rätt: träningspillret finns. Ron Evans, forskaren som nu testar 516 på möss, använder visserligen väsentligt lägre doser än Glaxosmithkline men substansen är långt ifrån att lanseras som vetenskapligt framprovat läkemedel.

Carl Johan Sundberg, professor i molekylär och tillämpad arbetsfysiologi vid Karolinska institutet, är skeptiskt till möjligheterna att ta fram ett ”träningspiller”.

Ekonomiskt intresse
– Det finns en del forskare som har gjort musstudier men om man granskar dem är de ganska dubiösa. Bakom de här finns intresse att utveckla en substans som ska krängas och man vill gärna presentera en sådan story.

Att fysisk aktivitet har en mängd positiva effekter på människokroppen betraktas som klarlagt. Men varför? Hur går det till? Carl Johan Sundberg beskriver det som händer i kroppen vid träning som en cocktail av reaktioner. Hans forskargrupp fokuserar på skelettmuskulaturen som är lätt att komma åt för provtagning och kan testas funktionellt.

–

I april 2017 meddelade teknikföretaget Apple att de har som mål att sluta bryta metaller och mineraler till sina produkter och istället förlita sig på återvunnet material. Det gäller bland annat utvinningen av koppar, aluminium, wolfram och guld. Det finns dock en liten hake – de vet inte hur det ska gå till. Och dagens Appleprodukter innehåller endast en liten del av detta återvunna material.

Okunskap bakom ädelmetallers bortfall
En som forskar på hur metallerna i elavfall bättre skulle kunna återvinnas är Bo von Bahr, teknisk licentiat i miljösystemanalys och projektledare vid forskningsinstitutet RISE Research Institutes of Sweden.

– I dag får man bara ut en liten del av de ädelmetaller som man vet finns i elektroniken, vilket främst beror på att nuvarande EU-regelverk fokuserar på kvantitet av basmetallerna järn, koppar och aluminium och inte på kvalitén. Det finns inga bestämmelser om och för ädelmetaller.

I studien ”Ädelmetaller i avfall” har han och kollegorna vid RISE undersökt hur dessa ädelmetaller, bland annat guld, sitter fast i olika de materialen och hur stora mängder det handlar om. Genom att analysera det som blev kvar efter att farligt avfall avlägsnats och identifierbara komponenter, så som kretskort, bildskärmar och sladdar, återvunnits hittade de både guld, silver och sällsynta jordartsmetaller.

– Man vet ungefär hur mycket guld det finns i till exempel kretskort från datorer och det finns också speciella processer för att ta vara på det. Men det kan ju finnas guld i många andra elektroniska prylar, till exempel modem, hårtorkar och radioapparater, och där är det mycket svårare eftersom man inte vet hur mycket eller var det finns.

Att man inte tidigare har brytt sig om att forska på hur dessa metaller kan utvinnas beror enligt Bo von Bahr på att återvinningen, precis som mycket annat, styrs av ekonomin. Så länge det är dyrare att köpa återvunna ädelmetaller än metaller utvunna ur gruvor så är drivkraften låg för återvinning.

Bara en sjättedel återvinns
Det är även ekonomin som styr huruvida ett land överhuvudtaget anser att det är lönt att återvinna elavfallet eller om de tjänar mer på att exportera det till ett fattigt land i exempelvis Afrika. Trots att detta är olagligt exporterades enligt FN 41 miljoner ton elavfall till afrikanska nationer år 2014, varav bara en sjättedel återvanns på rätt sätt.

– Dess länder får sin närmiljö förgiftad och arbetarna sin hälsa förstörd på grund av dåliga utvinningsprocesser. De manuella återvinningsprocesserna gör också att en del ädelmetaller går förlorade, men det är ett långsiktigt problem.

För att komma till rätta med elavfallet på avvägar föreslår han ekonomiska styrmedel.

– Man kan kanske betala en pant när man köper en tv som man får tillbaka när man lämnar den till återvinning? Att utveckla en databas för att registrera elektronik i ett pantsystem borde inte vara så svårt. Ett annat alternativ är att införa skatt på det som utvinns ur jordskorpan så att det blir billigare att återvinna än att gräva. Sen underlättade det ju också om sakerna håller så länge som möjligt och att man kan reparera dem när de går sönder.

I en tid då alla pratar koldioxidutsläpp och klimatförändring bestämde sig Miles Traer, forskare vid Stanford University, för att ta reda på hur exakt hur klimatsmarta nio av DC och Marvel Comics superhjältar är. Han skapade projektet ”The Carbon Footprint of Superheroes” där han bland annat undersökte hjältarnas materialkonstruktion, teknologi och energikonsumtion för att avgöra deras koldioxidavtryck*.

1 500 timmar senare hade han bland annat kommit fram till att Ironmans dräkt släpper ut över 45 ton koldioxid redan innan den har lämnat marken och att Spindelmannen släpper ut 36 ton koldioxid årligen bara genom sin väv. Jämfört med en genomsnittssvensk som släpper ut 4,4 ton CO2e** per år är det således relativt stora klimatbovar vi har att göra med. Förutom två av dem.

De värsta var de som var beroende av elektricitet till sina datorer. Bara Batmans avancerade superdator avger 40 000 ton koldioxid. Sammanlagt släpper superhjältarna ut mer koldioxid än ett helt land, vilket ganska uppenbart inte kan vara bra för miljön.

För att hjälpa superhjältarna att sänka sina utsläpp och bli mer miljövänliga har forskning.se tagit hjälp av Björn Sandén, professor i innovation och hållbarhet vid Chalmers Tekniska Högskola.

Träskmannen
Den här superhjälten besegrar skurkar genom att samla ihop växtmaterial till en humanoid form. Vanligast är att han hämtar sitt material från träsk. Det fina med växter är att de kan lagra koldioxid istället för att som vi människor släppa ut det i atmosfären. Ett träsk upptar till exempel 22-98 gram koldioxid per kvadratmeter per år. Skulle träskmannen få för sig att samla material från en tropisk regnskog istället tar han upp 269,9 gram koldioxid per kvadratmeter årligen. Således får han ett koldioxidavtryck på –1 till 0,1 kg CO2e.

Vad säger experten?

– Träskmannen absorberar koldioxid, men släpper även ut det när han bryts ner. Det enda sättet att minska koldioxidhalten i atmosfären är att han inte bryts ner alls eller bryts ner på en annan plats. En lösning är att Stålmannen flyger honom till en annan planet, fast det kan ju bli lite tråkigt för honom i längden. Eftersom växtmaterial som bryts ner i träsk leder till utsläpp av den starkare växthusgasen metan kan han möjligtvis också göra nytta genom att flytta växtmaterial till torrare ställen. Och om han kan föröka sig så att det blir många fler träskmän och träskkvinnor så skulle den totala mängden kol i atmosfären kunna minska.

Stålmannen
Stålmannen har en massa olika superkrafter, vilka alla möjliggörs av att han kan han absorbera solenergi. Detta gör att hans koldioxidavtryck är 0. Enligt beräkningarna absorberar han 990kWh per äventyr, men gör av med 707 kWh under samma tid. Således klarar han sig på 283 kWh energi mellan äventyren, vilket blir 11,63 kWh per dag. Omräknat till kalorier blir det drygt 10 000, vilket är fyra gånger så mycket som en genomsnittsmänniska ska äta.

Vad säger experten?

– Stålmannen använder sig redan av ren energi och fångar upp solenergi med sin egen kropp. En så biffig kille skulle dock kunna tänka på att gå ner lite i vikt eftersom han då inte transporterar lika mycket massa och inte gör av med lika mycket energi.

Jessica Jones
Jessica Jones är bland annat superstark och kan flyga. Dessutom röker och dricker hon ohälsosamt mycket. Bara hennes whiskeykonsumtion ger upphov till lite mer än ett ton CO2e per år, vilket är lika mycket som utsläppen från maten en vegan äter under ett helt år ger upphov till. De största utsläppen kommer dock från hennes detektivbyrå i form av energikonsumtion. I slutändan ger hon upphov till lika stora utsläpp som en genomsnittlig amerikan, det vill säga 19 ton CO2e.

Vad säger experten?

– Just nu pågår faktiskt ett ganska unikt pilotprojekt i just Brooklyn som bygger på att man delar på lokalt producerad solel. Projektet kallas Brooklyn microgrid och är en småskalig energilösning. Tanken är att man ska använda en blockkedja, som ligger till grund för bitcoinvalutan, som elvaluta för att köpa och sälja el mellan grannar. Mitt förslag är att hon går med där.

Spindelmannen
Spindelmannen svingar sig runt New York i jakten på bovarna och det är hans väv som står för det största koldioxidavtrycket. Miles Traers uppfattning är att väven består av kolnanofibrer som är starka nog att hålla hans vikt och flexibel nog att svinga sig i. Eftersom kolnanofibrer finns i verkligheten vet man att det kostar 38 – 26 381 ton CO2e att tillverka den beroende på var energin kommer ifrån. Då produktionen blir allt mer energisnål är det rimligt att anta att Spindelmannens utsläpp ligger närmare det lägre värdet. Inklusive tillverkningen av hans dräkt hamnar utsläppen på 38 ton CO2e.

Vad säger experten?

– Om Spindelmannen går över från laboratorieskala till att börja tillverka kolnanofibrer på en industriell skala skulle energiförbrukningen minska radikalt. Vi befinner oss precis i början av utvecklingen av den här typen av material och om Spindelmannen är med och stödjer detta kommer man snabbare ner i en lägre energiintensitet. Han skulle också kunna använda bioråvara i spindelnätsproduktionen, vilket ju är vad spindlarna faktiskt gör.

Firebird
Firebird skapar och kontrollerar eld för att bekämpa elaka krafter i den amerikanska södern. Hennes utsläpp kommer främst från förbränningen av brandfarliga ångor. Hur mycket koldioxid hon släpper ut beror på vad hon väljer att elda med. Är det kol blir utsläppen betydligt högre än om hon eldar med till exempel naturgas. Eftersom hon är en superhjälte vet hon säkert hur illa kol är och väljer därför att bränna en kombination av metan och propan, vilket gör att hennes utsläpp hamnar på 227 ton CO2e.

Vad säger experten?

– Firebird är beroende av kolväten för att elden ska synas ordentligt. Dock behöver hon inte bränna fossilt bränsle utan det det går bra med biobränsle. Kanske kan hon gå ihop med ett bioraffenaderiprojekt? De har det lite trögt just nu eftersom oljan är billig så det är bra om hon kan hjälpa till för att skapa lite marknad.

Ironman
Ironman utvecklar och producerar högteknologiska prylar för att rädda världen från diverse skurkar. Bara hans dräkt ger upphov till 59 ton CO2e. Att han utifrån serierna och filmerna har minst tre dräkter gör inte saken bättre för Tony Stark. Hans totala klimatavtryck beror dock på vad han använder för bränsle när han flyger. Eftersom det kallas raketskor är det rimligt att anta att han använder raketbränsle, vilket ger ett större avtryck än om han väljer att använde till exempel plasmaraketmotor. Beroende på detta hamnar Ironmans utsläpp på 252 – 317 ton CO2e.

Vad säger experten?

– Ironman använder en fusionsreaktor för att driva sig själv och för det behöves tritium. Tritium görs av litium som har två isotoper, litium-6 och litium-7. För att framställa tritium behövs litium-6, problemet är att den utgör 7,5 procent av fraktionen medan resten är litium-7. I dag kan du inte utvinna litium från havet då koncentrationen är för låg, men har du en fusionsreaktor som Ironman kan du kanske det. Och med den litium-7 som blir över kan man göra en massa batterier som man kan driva alla elbilar med. Vad gäller hans dräkt bör den tillverkas av återvunnen metall och raketbränslet han behöver kan bestå av flytande väte producerad från vatten och förnybar el (eller el från hans fusionsreaktor).

Batman
Batmans koldioxidavtryck är enormt och enligt Miles Traer borde han hellre lägga sina pengar på att klimatkompensera än på flashiga högteknologiska prylar. Till exempel orsakar hans batsuit, som bland annat består av nomex och kevlar för att skydda honom från eld och kulor, ett koldioxidavtryck på 4 ton CO2e. Det vill säga nästa lika mycket som genomsnittssvensken under ett år. De främsta klimatbovarna är dock hans batmobil, batwing (ett energislukande hoovrande jetflygplan för en person) och superdator som tillsammans ger ett utsläpp på 2 500 ton CO2e.

Vad säger experten?

– Batman är en prylfixerad typ och till och börja med får han börja köpa sina saker på second hand. I övrigt har han en hög betalningsförmåga och kan hjälpa många nya tekniker ut på marknaden så att de kan spridas till fler. Han kan bland annat göra om sin batmobil till en elbil och istället för ett flygplan kan han ha en drönare med kamera på. Alternativt finns det nanomaterial som härmar en geckoödlas förmåga att klättra på väggarna, men då är han ju i och för sig inte Batman längre. Det kanske blir problem med imagen då?

The Flash
The Flashs superkraft är att han springer blixtsnabbt och för att göra detta behöver han kalorier. Hans koldioxidavtryck beror således på 1) vad han äter, 2) hur snabbt han springer och 3) hur långt han springer på ett år. Förutsatt att The Flash skippar hamburgare till förmån för till exempel en lastbilslast med jordnötssmör, springer 1 640 mil per år (22 mil per äventyr) med ljusets hastighet (299

Läs mer

Ett internationellt forskarlag med bland annat Lunds universitet presenterar den 1 december en detaljerad studie av kammusslans ögon och syn. Rönen kan bana väg för utvecklingen av nya sensorer och bildapplikationer för undervattensbruk.

De flesta djur använder linser för att fokusera ljus på näthinnan. Vissa marina varelser som kammusslor, exempelvis pilgrimsmusslan (Pecten maximus), har istället utvecklat speglar för att fokusera ljus och kunna se.

Musslans ögon som ett optiskt teleskop
En kammussla har över 100 ögon och en syn som är helt anpassad till miljön de lever i. Enligt forskarna är kammusslornas synsystem uppbyggt på ett sätt som kraftigt påminner om hur optiska teleskop med inbyggda reflektorer fungerar, men på en mycket mindre skala.

I studien visar forskarna hur spegeln, som är belägen bakom näthinnan, är uppbyggd av nanometerstora guaninkristaller, ett ämne som för övrigt finns i fiskfjäll. Vidare konstaterar de att spegeln består av många lager.

Dessutom visar de med hjälp av olika mikroskopitekniker hur näthinnans två lager tar emot olika bilder. Ett lager fungerar bäst för bilder i periferin, ett för bilder i det centrala synfältet. Tillsammans gör de det möjligt för kammusslan att se skepnader och konturer med viss skärpa.

– Hela spegelkonstruktionen är anpassad till den miljö som kammusslor lever i. Deras syn är avsevärt bättre än synen hos andra musslor med andra typer av ögon, säger Gavin Taylor, postdoktor vid biologiska institutionen vid Lunds universitet och en av författarna till artikeln i Science.

Gavin Taylor, verksam vid den naturvetenskapliga fakulteten i Lund, har gjort studien tillsammans med forskare i Israel. Han menar att resultaten inom en snar framtid kan komma till praktisk användning.

Minikameror inom robotteknik
– Våra resultat kan bidra till att utveckla miniatyrkameror för undervattensbruk, säger han och fortsätter.

– Det finns ett växande intresse för miniatyrkameror inom robotteknik, inte minst för biomedicinsk användning. Jag tror inte det dröjer länge innan sådana applikationer hämtar inspiration från kammusslornas ögon.

Artikeln:
The image-forming mirror in the eye of the scallop, publicerades i Science den 1 december.

Kontakt:
Gavin Taylor, postdoktor (engelskspråkig), Biologiska institutionen, Lunds universitet, gavin.taylor@biol.lu.se, 070-960 66 17

Läs mer