Klaara Kannisto

1:a plats, internationella kategorin
Klaara Kannisto

Effects of Nicotine on a Primary Lipid of Lung Surfactant: Testing the Stability and Efficiency Using Subphases of Different Ion Strengths and pH

(Nikotinets inverkan på lungornas ytaktiva substansers lipidskikt: Test av stabiliteten och effektiviteten genom användning av olika jonstyrkor och pH-värden)

Klaara, 18, studerar vid gymnasiet Helsingin Suomalainen yhteiskoulu.

I sitt tävlingsarbete ville Klaara kombinera kemi och medicin genom att undersöka det beroendeframkallande nikotinets roll som förstörare av lungblåsornas struktur. Ämnet är motiverat, på grund av den väldiga mängden rökare som finns idag samt de sjukdomar i andningsorganen som hänger ihop med rökningen.

Lungorna har en stor yta och deras ytaktiva substans är mycket känslig för luftföroreningar. I Klaaras tvärvetenskapliga undersökning granskade hon nikotinets inverkan på hur det aktiva, andande lipidskiktet på lungornas yta fungerar. Då ytskiktet fungerar normalt kan vi andas effektivt ut och in och på så sätt upprätthåller det lungblåsornas struktur.

Klaras undersökning gick ut på att av fosfolipider konstruera en hinna som är lika tjock som ett enskilt molekyllager vid gränsytan vatten-luft. Klara använde sig här av Langmuir-Wilhelmy-metoden. På så sätt kunde hon följa med de förändringar i yttryck och ytvidd som förekommer vid gränsytan då de kemiska förhållandena ändras. I experimenten undersöktes yt- och tryckbeteende i fråga om pH och nikotin i en saltkoncentration (CaCl2 och NaCl-joner). Enligt resultaten försämrar nikotinet den ytaktiva substansens stabilitet. Utan joner var den ytaktiva substansen som starkast vid pH 10, medan i en jonisk lösning stabiliserades ytmembranen av både sura (pH 4) och alkaliska (pH 10) förhållanden.

Klaras undersökning visar att man under laboratorieförhållanden kan studera hur hinnor såsom den på lungblåsan beter sig då den kemiska miljön förändras. Genom den använda metoden och fortsatta studier kunde man utveckla behandlingar mot sjukdomar med orsakssamband till en dysfunktion i den ytaktiva substansen i lungorna, t.ex. mot kroniskt obstruktiv lungsjukdom.

Utvärderarnas kommentarer om Klaaras arbete

Klaara har genomfört ett högklassigt och teoretiskt krävande vetenskapligt forskningsarbete, med en djärv kemisk approach till ett farmakologiskt problem. Arbetet är till sin natur tvärvetenskapligt och innehåller element av grundforskning såsom koordinations- och ytkemi, men utmynnar i slutsatser som ansluter till farmakologiska tillämpningar. Forskningshypotesen fungerar väl och Klara kommer fram till relevanta och logiska slutsatser.

I arbetet presenteras klart, med referenshänvisningar, den medicinska bakgrunden, forskningsmetoden, principerna för hur anordningen fungerar, forskningshypotesen och de experimentella antagandena. Klara har lyckats dra de rätta slutsatserna av resultaten från de noggrant utförda experimenten. Materialet är rikligt och mångsidigt och resultaten behandlas stiligt med hjälp av tabeller och bildmaterial. Klara har gjort ett berömvärt och väl rapporterat vetenskapligt arbete med en imponerande källförteckning.