სწავლებისა და შემოქმედების შერწყმა  

სწავლების თანამედროვე მეთოდები ახალი ფორმების გამოყენების საშუალებას იძლევიან. ასეთ სინთეზურ ფორმად შეიძლება განვიხილოთ დიდაქტიკური თეატრი.

თეატრალიზება პედაგოგსა და მოსწავლეებს შორის ურთიერთობის ორგანიზების ერთ-ერთი ფორმაა. იგი სწავლებისადმი შემოქმედებითი მიდგომის უამრავ შესაძლებლობას ხსნის, როგორც მასწავლებლისთვის, ასევე მოსწავლისთვის. პედაგოგმა შეიძლება მოირგოს რეჟისორის, სცენარისტის  მსახიობის როლი და არ მოგვევლინოს მხოლოდ მასწავლებლად. მოსწავლისათვის ეს საინტერესო ინფორმაციის თეატრალური ფორმით მიღების საშუალებაა, რაც ხელს უწყობს შემოქმედებითი უნარების გაფართოებასა და რეალიზაციას.

მაგალითისთვის განვიხილოთ  სცენარი „ადამიანი და გარემო“.

ადამიანი და გარემო. (პრესკონფერენცია) პირველი ნაილი

წამყვანი. პატივცემულო მაყურებლებო, ჩვენი პრესკონფერენცია ეძღვნება გარემოში არსებულ ქიმიურ ნივთიერებებს და მათ გავლენას ადამიანის ორგანიზმზე. ეს საკითხი, დამეთანხმებით, ყველასთვის აქტუალურია. დღეისათვის ცნობილია რამდენიმე ათეულ მილიონამდე ქიმიური ნაერთი, ამიტომ გარემოს ქიმიური დაბინძურება, თანამედროვეობის ერთ-ერთი გლობალური პრობლემაა. პრესკონფერენციაში მონაწილეობენ სხვადასხვა დარგის მოწვეული სპეციალისტები: ოქსიკოლოგი, ექიმი, ფარმაცევტი, ბიოლოგი, ისტორიკოსი, ქიმიკოსი, ეკოლოგი და ქიმიური თავდაცვის ოფიცერი. მაშ ასე, პირველად ბიოლოგს მოვუსმინოთ.

ბიოლოგი. ბუნებრივია საუბარი მე უნდა დავიწყო, რადგან ბიოლოგია, უმთავრესი მეცნიერებაა სიცოცხლის შესახებ. ცოცხალი ორგანიზმის ძირითად ნიშანს მეტაბოლიზმი წარმოადგენს, ანუ ენერგიისა და ნივთიერებათა ცვლა გარემოსთან. ასე რომ, ყველაფერი ცოცხალი და გარემოში არსებული სხვა ნივთიერებები იმთავითვე მჭიდრო კავშირშია ერთმანეთთან.

ქიმიკოსი. არსებობს თეორია, რომ ბიოლოგიურ ევოლუციას, წინ უძღოდა ქიმიური ევოლუცია, რომელიც 4 ეტაპისაგან  შედგებოდა.

პირველ ეტაპზე, კოსმოსურ სივრცეში ყველაზე მეტად გავრცელებულმა წყალბადისა და ჰელიუმის ატომებმა იონიზებული კოსმოსური გამოსხივების ზემოქმედებით წარმოქმნეს პერიოდული სისტემის პირველი ოცი ელემენტი. მეორე ეტაპზე, ამ ოცი ატომისაგან წარმოიქმნა ბინარული მოლეკულები: H2O, CO2, O2, N2, NO, NH3, CH4. მესამე ეტაპზე, მარტივი მოლეკულებისგან წარმოიქმნა უფრო რთული- ნახშირწყლები, ამინომჟავები, ნუკლეოდები. მეოთხე ეტაპზე, დაბალმოლეკულური ნაერთებიდან, წარმოიქმნა ბიოლოგიურად აქტიური პოლიმერები: პოლისაქარიდები, ცილები, ნუკლეინმჟავები.

ისტორიკოსი. დღემდე გამოცანად რჩება – რა იყო ბოლო ნაბიჯი, რთული, მაგრამ არაცოცხალი მაკრომოლეკულიდან მარტივ ცოცხალ ორგანიზმამდე. ინგლისელი ასტროფიზიკოსი ფ.ჰოილის ვარაუდით: “ცალკეული მოლეკულებისგან სპონტანურად შეკრებილი ცოცხალი ორგანიზმის წარმოდგენა იგივეა, რაც გრიგალის მიერ ნაგვის გროვიდან მოქმედი ახალი „ბოინგ-747“-ის აწყობა. მაგრამ ფაქტი ფაქტად რჩება – ცოცხალი ორგანიზმი და ქიმიური ნივთიერება ისტორიულად კავშირში არიან“.

წამყვანი. ჩემი, როგორც მეცნიერებისგან შორს მდგომი ადამიანის თვალთახედვით, ადამიანის ორგანიზმში გარედან შეიძლება ის ნივთიერებები მოხვდეს, რომლებიც საკვების, წამლის ან შხამის სახით მიეწოდება მას.

ტოქსიკოლოგი. ეს პირობითი კლასიფიკაციაა. ჩვეულებრივ პირობებში ადამიანის ორგანიზმისათვის ინდიფერენტული აზოტი მყვინთავებსა და წყალქვეშ მომუშავე სხვა ადამიანებში კესსონის დაავადებას იწვევს. სუფრის მარილი, რომლის გარეშეც წარმოუდგენელია ჩვენი სამზარეულო, სასიკვდილო შხამად გადაიქცევა, თუ კი მის ნორმას 20-ჯერ გადავაჭარბებთ.

ოფიცერი. საბრძოლო მომწამვლელი ნივთიერება იპრიტი, 20000-ჯერ გახსნილი ვაზელინში, გამოიყენება კანის დაავადებათა სამკურნალოდ.

ისტორიკოსი. ფარმაცევტული ქიმიის ფუძემდებელი პარაცელსი ამბობდა: „ყველაფერი შხამია, გარკვეულწილად ყველაფერი მომწამვლელია. მხოლოდ დოზირება განსაზღვრავს – ნივთიერება შხამია თუ წამალი“.

წამყვანი. მაშინ, მოდით, პირველ რიგში მომწამვლელ ნივთიერებებზე ვისაუბროთ.

ბიოლოგი. ჩემმა ამერიკელმა კოლეგებმა მომწამვლელ ნივთიერებათა ორგანიზმზე ზემოქმედების სამი მექანიზმი გამოყვეს. პირველი ასახულია სქემა 1.1-ში, ანუ როცა მომწამვლელი ნივთიერება ბევრ ბიოქიმიურ სტრუქტურაზე მოქმედებს. (სქემა1)

სქემა 1.

inga

ტოქსიკოლოგი. ასე მოქმედებენ ის ნივთიერებები, რომლებიც ცილაში ნებისმიერ ცვლილებებს იწვევენ, მაგ. დენატურაციას, ძლიერი მჟანგავი და აღმდგენები: ფენოლი, ფორმალდეჰიდი, ძმარმჟავა (რომელსაც ზოგჯერ შეცდომით სვამენ), კალიუმის პერმანგანატი, როდესაც მას გამოიყენებენ დიარეის სამკურნალოდ შესაბამისი მედიკამენტების ნაცვლად. უნდა აღინიშნოს, რომ მეთილის სპირტით მოწამვლა დაკავშირებულია ორგანიზმში მეთილის სპირტის ჟანგვის პირველ სტადიაზე, როცა ის ფორმალდეჰიდად და ჭიანჭველა მჟავად გარდაიქმნება.

ქიმიკოსი. ცილების დენატურაციის გამომწვევი ნივთიერებები, არღვევენ ცილის სტრუქტურაში არსებულ წყალბადურ ბმებს.

ბიოლოგი. მომწამვლელი ნივთიერებების მოქმედების მეორე პრინციპი, სქემა 1.2-ში. მომწამვლელ ნივთიერებათა მოლეკულები მოქმედებენ მკაცრად განსაზღვრულ ბიოქიმიურ სტრუქტურებზე, რომლებიც მათ აღნაგობით შეესაბამებიან. ეს ძალიან ჰგავს საკეტზე გასაღების მორგებას. ჩემმა გერმანელმა კოლეგამ, პაუელერლიხმა, ცოცხალი ორგანიზმის მოლეკულურ სტრუქტურებს ბიოქიმიური რეცეპტორები უწოდა, რომლებიც ფიზიკო-ქიმიური თვალსაზრისით ან აღნაგობით ორგანიზმში გარედან მოხვედრილ ნივთიერებათა მოლეკულებს ჰგვანან და ამიტომ სწრაფად ურთიერთქმედებენ მასთან. ამდენად მოქმედების რეცეპტორული მექანიზმი, ნივთიერების მცირე დოზას საჭიროებს და პროცესი სწრაფად მიდის. ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ, რომ ცოცხალ ორგანიზმში მთავარი ნივთიერებათა ცვლის პროცესია, რომელიც ფერმენტების საშუალებით ხორციელდება.

ქიმიკოსი. ფერმენტები ანუ ბიოლოგიური კატალიზატორები, მაღალეფექტური და ძლიერ სპეციფიკურნი არიან. ისინი ერთ კონკრეტულ რეაქციას 108-ჯერ აჩქარებენ,  რაც გაცილებით მეტია ჩვეულებრივი კატალიზატორის ქმედებაზე. ფერმენტი, აქტიური ბირთვის მქონე ცილოვანი მოლეკულაა, რომელიც სტრუქტურულად შეესაბამება ბიოქიმიურ რეაქციაში ნივთიერების, ანუ სუბსტრაქტის მოლეკულას.

ოფიცერი. მეორე პრინციპის თანახმად, მოქმედი მომწამვლელი ნივთიერების ნათელ მაგალითს წარმოადგენს სრულიად უვნებელი ორთოფოსფორ მჟავის წარმოებული ფოსფორორგანული ნაერთები (ფონ).

ბიოლოგი. ორთოფოსფორ მჟავა არათუ უვნებელი, არამედ აუცილებელია ორგანიზმის ენერგეტიკული მიმოცვლისთვის.

ქიმიკოსი. ნივთიერებებზე უმჯობესია ფორმულების ენაზე ვისაუბროთ. ფოსფორორგანულ ნაერთებში, ორთოფოსფორ მჟავის ორი ჰიდროქსილჯგუფი ჩანაცვლებულია ორი ორგანული რადიკალით. მესამე კი ჰალოგენი ან ციანჯგუფი (ციანიდანიონი), ანუ ელექტრონებით მდიდარი ჯგუფია.

INGA1

ოფიცერი. ფონ-ი ლიპოფილურია, ანუ ცხიმებში ხსნადია და შეუძლია კანიდან – ლორწოვანი გარსიდან სასუნთქი გზებით, შეაღწიოს ორგანიზმში. ამის შემდეგ ისინი აცეტილჰოლინესტერაზას ფერმენტის აქტიური ბირთვის ბლოკირებას ახდენენ. ეს ფერმენტი უზრუნველყოფს აცეტილჰოლინის ჰიდროლიზს, რაც განაპირობებს ნერვიული სისტემის ნორმალურ ფუნქციონირებას.

ბიოლოგი. ნერვიული იმპულსის გადაცემა შემდეგი სახით ხორციელდება – წინამდებარე ნერვის აქსონი გადასცემს ნერვულ იმპულსს შემდეგი ნერვის დენდრიტს, რომელიც მას იღებს, მათ შორის სინაპური ხვრელი (სქემა 2). როგორ გადალახავს მას ნერვული იმპულსი? აქსონი, აცეტილჰოლინიანი სინაპსური ბუშტუკით ბოლოვდება, რომელიც იმპულსის მოქმედებით სკდება. აცეტილჰოლინი ავსებს სინაპსურ ღრუს, აღწევს პოსტსინაპტურ მემბრანამდე და არაგზნებს სპეციალურ რეცეპტორებს. მათ პოლინერგიული რეცეპტორები ეწოდებათ. ასეთ დროს წარმოიქმნება აღგზნებადობა, აცეტილჰოლინესტერაზა ახდენს აცეტილჰოლინის ჰიდროლიზს და აღგზნებადობა იცვლება მოდუნებით.

სქემა2

inga2

აცეტილჰოლინი ჰიდროლიზდება აცეტატანიონამდე და ვიტამინის მსგავს ნივთიერება ჰოლინამდე. ეს უკანასკნელნი ბრუნდებიან სინაპსურ ბუშტუკებში, სადაც ურთიერთქმედებენ და აცეტილჰოლინის მოლეკულები აღდგებიან. ნერვული სისტემის აღგზნებადობა იცვლება მოდუნებით. ფონ-ები ახდენენ აცეტილჰოლინესტერაზის აქტიური ცენტრის შეუქცევად ბლოკირებას. აცეტილჰოლინის ჰიდროლიზი არ ხორციელდება, ნერვული სისტემა მუდმივი აღგზნებადობის მდგომარეობაშია – ვითარდება კრუნჩხვები და ასფიქსია (ხუთვა), რის შედეგადაც დგება ფატალური შედეგი.

ოქსიკოლოგი. ფოსფორორგანული ტოქსინებისთვის არ არსებობს ეფექტური შხამსაწინააღმდეგო საშუალებები. ტოქსიკოლოგიაში ასეთ საშუალებებს „ანტიდოტები“ ეწოდებათ. ამ ნივთიერებებით ადამიანის გადარჩენა შეიძლება, მხოლოდ აცეტილჰოლინესტერაზის დიდი დოზის ორგანიზმში, დროულად შეყვანის გზით. ამ ნივთიერების წარმოება ხდება ხორცკომბინატებში  ხარის სისხლისგან.

ოფიცერი.  ფონ გაუვნებელყოფა ხდება ტუტე ჰიდროლიზით.

წამყვანი. დამამშვიდებელი ინფორმაციაა, რომ შესაძლებელი ყოფილა ამ საშინელი ფონ-ების განეიტრალება. ჩემთვის, როგორც ბიოლოგიისა და ქიმიისაგან შორს მყოფი ადამიანისათვის, სიტყვა „საწამლავის“ გაგონებისას პირველი ასოციაცია კალიუმის ციანიდზე მოდის.

ქიმიკოსი. აბსოლუტურად სწორია, ციანიდანიონი ძალიან საშიშია ორგანიზმისათვის.

ბიოლოგი. ის სახიფათოა, რადგან დიდი მსგავსებაა ციანიდანიონსა და ფერმენტ ოქსილენურ ციტოქრომოქსიდაზას აქტიურ ცენტრს შორის, რომელიც მონაწილეობს უჯრედული ჟანგვის ბოლო სტადიაში (სქემა 3).

სქემა 3

sqema3

ამ რეაქციაში, ერთ მოლეკულა წყლის წარმოქმნას თან სდევს Q ენერგიის აკუმულაცია ატფ-ის ოთხ მოლეკულაში (ატფ – ადენოზინტრიფოსფატი).

ქიმიკოსი. ციანიდანიონი დონორო-აქცეპტორულ ურთიერთქმედებაშია დაჟანგულ ციტო-ქრომოქსიდაზას სამვალენტიან რკინის იონთან. ხდება ფერმენტის ბლოკირება და ორგანიზმი კარგავს ჟანგბადის ათვისების უნარს.

ბიოლოგი. ოტო ვარბურგმა – ჩემმა გერმანელმა კოლეგამ, 1920-იან წლებში აღწერა პარადოქსი: ციანიდით მოწამლულ ცხოველებს, ვენური სისხლი ისეთივე წითელი ჰქონდათ, როგორც არტერიული, ანუ ორგანიზმი იღუპება ჟანგბადური “შიმშილისგან“, ჭარბი ჯანგბადის პირობებში!

ისტორიკოსი. იქნებ პატივცემულმა მეცნიერებმა ამიხსნან ისტორიული პარადოქსი: 1914 წელს გრიგორი რასპუტინის მოწამვლა სცადეს და ნამცხვრის კრემში ცხენის დოზა ციანიდი შეურიეს. მან მიირთვა  ტკბილეული, თუმცა მტრების გასაოცრად – გადარჩა! მისმა თანამედროვეებმა ეს მოვლენა, „ციმბირელი ბერის“ „წმინდანობით“ ახსნეს. თქვენ რა ახსნას მისცემთ?!

ქიმიკოსი. ბატონო ჩემო! ამას ხომ ნებისმიერი მეათეკლასელი აგიხსნით, თუ მან კარგად იცის გლუკოზის ქიმიური თვისებები.

inga4

ტოქსიკოლოგი. გლუკოზა ციანიდის საწინააღმდეგო ანტიდოტია. ადამიანები, რომელთაც პროფესიიდან გამომდინარე უწევთ ციანიდებთან შეხება – ოქროს მომპოვებლები და იუველირები – მუშაობისას მუდამ გლუკოზის აბს იდებენ ენის ქვეშ ან ლოყაში.

ისტორიკოსი. სამწუხაროა, რომ ამის შესახებ კ. ვ. შეელემ არაფერი იცოდა. მან პირველმა მიიღო ძლიერი მჟავა ლაბორატორიაში და სიცოცხლის ფასად დაუჯდა. ამგვარი მარტივი საშუალება რომ სცოდნოდა, ხომ გადარჩებოდა….

ფარმაცევტი. უნდა ითქვას, რომ ციანიდის თვისება – სასუნთქი ფერმენტების შექცევად დაბლოკვა – გამოიყენება რადიაციისაგან მათი დაცვის მიზნით. მაგალითად, სიმსივნით დაავადებულ პაციენტებს, სხივური თერაპიისას ამიგდალინის ინექცია უკეთდებათ.

ქიმიკოსი. ეს შესაძლებელია, ანუ ციანიდფერმენტის წარმოქმნის რეაქცია შექცევადია. თუ ორგანიზმში ჭარბადაა საწამლავი, მაშინ, ლე-შატელიეს პრინციპის თანახმად, რეაქციის წონასწორობა იხრება კომპლექსის წარმოქმნის მხარეს. თუ საწამლავის რაოდენობა მცირეა, სისხლში ციანიდიონის კონცენტრაცია იკლებს, კომპლექსი დისოცირდება და ფერმენტი უცვლელი სახით აღდგება.

ფარმაცევტი. ძალიან მნიშვნელოვანია წამლის დოზის გათვლა იმ ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა ავადმყოფის სხეულის მასა, დასხივების ხანგრძლივობა და სხვა. ყოველივე ეს ექიმისგან მაღალ პროფესიონალიზმს მოითხოვს.

ეკოლოგი. ვისაც ეკოლოგიასთან აქვს საქმე, სიტყვა “საწამლავი“, პირველ რიგში ნამწვ, ანუ გამონაბოლქვ აირთან ასოცირდება.

გაგრძელება იხილეთ შემდეგ წერილში

 

კომენტარები

comments