О защитных механизмах организма, триллионе запахов, которые различает наш нос, и неисчезающей краске в обзоре новостей науки
Ученые объяснили причины долгожительства при скудном питании
Австралийские ученые выдвинули эволюционную теорию, которая объясняет, почему диета с низким содержанием питательных веществ способствует увеличению продолжительности жизни. Согласно данным статьи, опубликованным в журнале BioEssays, такой эффект связан с защитным механизмом, который помогает организму выжить для последующего размножения.
При ограничении поступления в организм калорий происходит сокращение расхода энергии и замедление интенсивности обмена веществ, в результате замедляется старение и увеличивается продолжительность жизни, что научно подтверждено многочисленными исследованиями. Еще в 1930-е годы американскому биохимику и диетологу Клайву Маккею (Clive McCay) удалось путем ограничения поступления калорий в организм лабораторных крыс более чем в два раза продлить срок их жизни. Крыса, прожившая в ходе эксперимента дольше всех остальных, достигла возраста 1800 дней, что приблизительно соответствует человеческому возрасту 200 лет. После этого было проведено множество других исследований на лабораторных мышах, крысах и приматах, которые подтвердили связь ограничений в питании со снижением частоты заболеваний (например, рака) в пожилом возрасте и увеличением средней продолжительности жизни.
Согласно новому исследованию, проведенному учеными из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, увеличение продолжительности жизни не напрямую зависит от низкокалорийной диеты, а лишь опосредованно с ней связано. Авторы отмечают, что в условиях дикой природы увеличение продолжительности жизни при низкокалорийной диете было бы маловероятно, так как ограниченный рацион питания ставит под угрозу способность иммунной системы бороться с инфекциями и приводит к снижению мышечной силы, необходимой для того, убегать от хищников. Кроме того, животные в дикой природе обычно не живут так долго, чтобы у них могли развиться такие патологии, как рак.
Тем не менее, показано, что ограничения в питании имеют связь с увеличением использования запасных питательных веществ в клетке и повышением уровня репарации ДНК при ее повреждении.
По новой теории, эффект продления жизни при ограниченном питании (не в условиях дикой природы) связан с действием защитного механизма, который помогает организму выжить для того, чтобы он мог внести свой вклад в генофонд популяции и оставить после себя потомство. При этом животные могут обходиться меньшим количеством пищи, так как запасные питательные вещества (гликоген — основная форма хранения глюкозы в клетках) перерабатываются и повторно используются.
Как считают ученые, увеличение продолжительности жизни лабораторных животных, посаженных на диету с низким содержанием питательных веществ, объясняется именно повышением уровня внутриклеточного метаболизма с использованием запасных питательных веществ, что замедляет старение и снижает риск развития онкологических заболеваний.
«Это весьма интригующий аспект с точки зрения здоровья человека. И хотя увеличение продолжительности жизни может быть просто побочным эффектом ограниченнного питания, более глубокое понимание лежащих в основе этого клеточных механизмов может способствовать более долгой и здоровой жизни людей», — процитировал ScienceDaily слова Марго Адлер (Margo Adler), главного автора исследования. Помимо этого, по ее словам, в будущем можно будет разработать препараты, которые будут действовать таким же образом.
medportal.ru
Нос человека различает триллион запахов
Конечно, вы много раз слышали о том, что у людей по сравнению с животными, особенно собаками, очень плохой нюх. Снова и снова нам говорили, что мы способны различить лишь примерно 10 тыс. запахов — число, которое может казаться большим только до тех пор, пока мы не вспомним, что собачье обоняние превосходит наше в тысячу, а то и в десять тысяч раз.
Что ж, может быть, собаки и впрямь лучше нас на этом фронте, но всё-таки и люди не так уж плохи, если верить новому исследованию. А «примерно 10 тыс. запахов» — это, оказывается, голословная оценка, сделанная ещё в 1920-х.
Сотрудники Рокфеллеровского университета (США) на основании экспериментов с 26 добровольцами выяснили, что на самом деле наш нос различает где-то триллион запахов. «Просто мы не обращаем на них внимания и не пользуемся ими, занимаясь повседневными делами», — поясняет ведущий автор Андреас Келлер.
Почему мы ждали так долго? Потому что провести такое исследование намного сложнее, чем выявить, скажем, какую часть спектра способен воспринять человеческий глаз и какой диапазон звуковых волн доступен нашему уху. Но и раньше было ясно, что 10 тыс. запахов — неверная оценка. У некоторых из нас насчитывается до 400 согласованно действующих обонятельных рецепторов. А трёх световых рецепторов человеческого глаза хватает на то, чтобы воспринять примерно 10 млн цветов.
Исследователи исходили из того, что подавляющее большинство естественных запахов — результат сочетания огромного количества молекул (например, аромат розы возникает благодаря комбинации 275 различных молекул). Учёные подобрали 128 молекул-одорантов и принялись смешивать их в разных сочетаниях. В результате возникали не только привычные запахи (апельсина, аниса, мяты), но и, что самое главное, совершенно незнакомые (обычно не только странные, но и противные).
Теоретически таким образом можно было бы создать триллионы запахов, но, согласитесь, непрактично заставлять каждого испытуемого прикладываться к триллиону пробирок. Поэтому исследователи прибегли к той же хитрости, с помощью которой проводятся экзит-поллы, то есть выясняют, кто за кого голосовал на выборах. Учёные предположили, насколько газы должны отличаться друг от друга (относительно содержания тех или иных молекул), чтобы их можно было различить с вероятностью, превышающей простой случай.
Подопытные защищали честь всего человечества следующим образом: каждый раз им давали по три пузырька, в двух из которых был один и тот же газ. В общей сложности участникам пришлось пройти через 500 комбинаций одорантов, то есть всего в ходе эксперимента было протестировано несколько тысяч запахов.
Выяснилось, что в среднем человеческий нос различает запахи, которые схожи на 49%, и может разобраться даже в ароматах, идентичных на 51%. Делаем экстраполяцию этого результата на комбинации, которые можно было бы составить из 128 молекул, и получаем приблизительно триллион вариантов, доступных нашему носу. В природе одорантов намного больше, поэтому триллион для нас, скорее всего, далеко не предел.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Краска, которая никогда не исчезнет
Краски заполнены пигментами, которые поглощают световые волны заданной длины, отражая все остальное — однако, поглощение энергии в течение долгого времени приводит к выцветанию, что является неизбежным процессом. Красочные перья птиц не выцветают вообще, так как построены на совершенно ином механизме окрашивания, который исследователи из Гарварда теперь хотят внедрить в красители чернил и красок.
Перья птиц весьма красочны, потому что они не заполнены пигментами, но имеют очень интересную наноструктуру — микроскопические поры — которые усиливают определенные длины волн света, отражающие, например, только оттенки синего, и поглощая волны света всей остальной длинны.
Исследователям из Гарварда удалось воссоздать этот эффект в краске, производя суспензии наночастиц — у нее окончательный цвет зависит от того, сколько времени вы дадите ей высохнуть. Это потому, что эти наночастицы при высыхании начинают сжиматься и становиться ближе друг к другу, отражая свет определенной длины волны.
Очевидное применение данной краски — никогда не тускнеющие лаки и краски, но на горизонте есть еще более интересное применение — информационные экраны, которые могут конкурировать с точки зрения эффективности с электронной бумагой, а также с изображениями полного спектра, очень живых и хорошо видимых даже в светлых тонах и при ярком свете дня.
zex2.ru
