Утренний кофе. Фотосинтез в полярной ночи

Во время пандемии жителям США рекомендовали соблюдать дистанцию в 6 футов при ожидании в очереди. Исследователи из США и коллабораторы решили проверить, действительно ли такая дистанция является безопасной. Они использовали человекообразные фигурки на конвейере, которые «выдыхали» окрашенный пар. Оказалось, что гидродинамика «выдыхаемого» аэрозоля очень сложна и зависит от многих условий. Поскольку теплый воздух поднимается вверх, вокруг наших тел возникает небольшой восходящий поток, и поэтому команда ожидала увидеть, что «выдыхаемый» аэрозоль тоже будет подниматься. Но вместо этого они наблюдали эффект «нисходящего потока», когда простое хождение и ожидание в очереди заставляло аэрозоль опускаться. Если температура окружающей среды была близка к температуре тела, как это происходит летом в помещении без кондиционера, аэрозоль может «прибить» к полу потоками воздуха. Однако в помещении с контролируемым климатом разницы в температуре между выдохом и окружающей средой было достаточно, чтобы поднять аэрозоль вверх. Если температура находится в промежуточном диапазоне, вполне возможно, что аэрозоли зависнут на той высоте, чтобы следующий человек в очереди их вдохнул, когда продвинется вперед. Подробнее. 

Обзорная статья Американской кардиологической ассоциации обобщила наши знания о влиянии ультрапереработанных продуктов (УПП) на здоровье человека. УПП относительно недороги, удобны в использовании и активно рекламируются, особенно среди молодежи и малообеспеченных слоев населения, часто вытесняя более здоровые альтернативы. Большинство УПП содержат избыточное количество калорий и, как правило, много насыщенных жиров, сахара и соли, что приводит к неблагоприятным кардиометаболическим последствиям для здоровья, включая инфаркт миокарда, инсульт, ожирение, воспаление, диабет 2 типа и сосудистые осложнения. Высокое потребление УПП по сравнению с низким было связано с повышением риска кардиометаболических событий на 25–58% и риска смерти на 21–66%. Существуют данные, что некоторые добавки и методы промышленной переработки могут оказывать негативное воздействие на здоровье. Однако не все УПП относятся к вредной пище; некоторые УПП обладают более высокой пищевой ценностью и могут быть частью общего здорового рациона питания, например, цельнозерновой хлеб, йогурты с низким содержанием сахара и томатные соусы. Подробнее. 

Ученые из Китая проанализировали 11 международных исследований и обнаружили, что, хотя такие препараты, как семаглутид и тирзепатид, помогают пациентам сбросить вес, он, как правило, возвращается в течение нескольких недель после прекращения приема. Авторы проанализировали данные 1574 участников в группах лечения и 893 в контрольных группах. Они учитывали различные сопутствующие факторы, включая тип лекарств, наличие диабета, наличие или отсутствие изменений образа жизни, таких как диета или физические упражнения. Многие пациенты, прекратив прием препаратов, опять набирали вес; обычно он начинал возрастать через восемь недель после окончания курса, причем набор веса продолжался в среднем 20 недель до достижения плато. Увеличение веса зависело от нескольких факторов, включая тип лекарств, принимаемых участниками, и изменений их образа жизни. Например, участники, завершившие 36-недельное лечение тирзепатидом, восстановили почти половину ранее потерянного веса после перехода на плацебо. Подробнее. 

В Genomic Press Innovators & Ideas опубликовано интервью выдающегося нейробиолога Рэнди Нельсона, который возглавляет кафедру нейронауки в Университете Западной Вирджинии. Он рассказал, как нарушенные циркадные ритмы влияют на функцию мозга и общее состояние здоровья. Исследования показывают, что воздействие света в ночное время может подавлять типичные иммунные реакции или вызывать чрезмерное воспаление. Работа также демонстрирует четкие связи между нарушением циркадных ритмов и метаболическими нарушениями, потенциально способствующими ожирению. Возможно, наибольшую обеспокоенность вызывает то, что свет напрямую воздействует на регуляцию настроения, то есть на развитие депрессии и тревожных расстройств. Подробнее. 

Направленная эволюция — это лабораторный процесс, включающий введение мутаций и отбор вариантов с улучшенной функцией в течение нескольких циклов. Он используется для получения белков с заданными свойствами. Однако традиционные методы часто требуют повторных циклов манипуляций с ДНК и тестирования, каждый из которых занимает неделю или более. Исследователи из США создали T7-ORACLE — мощный новый инструмент, ускоряющий эволюцию, который позволяет ученым разрабатывать и совершенствовать белки в тысячи раз быстрее, чем это происходит в природе. В бактерии E. coli помещают вторую, искусственную систему репликации ДНК, полученную из бактериофага T7. Ортогональная система T-7 ORACLE воздействует только на плазмидную ДНК, оставляя геном клетки-хозяина нетронутым. Получив ДНК-полимеразу T7 с повышенной вероятностью ошибок, исследователи вносили мутации в целевые гены со скоростью, в 100 000 раз превышающей нормальную, не снижая жизнеспособность клеток-хозяев. T7-ORACLE позволяет создавать новые версии белков за несколько дней, а не месяцев. В ходе испытаний он быстро синтезировал ферменты, способные выдерживать экстремальные дозы антибиотиков. Подробнее.

Британские исследователи проанализировали строение черепа гигантских хищных динозавров, перемещавшихся на двух лапах. Они показали, что, в то время как череп Tyrannasaurus rex был оптимизирован для быстрых и сильных укусов, как у крокодила, другие гигантские хищные динозавры, включая спинозавров и аллозавров, имели гораздо более слабые укусы и вместо этого специализировались на рассекании и разрывании плоти. По мнению авторов, аллозавр кусался примерно так же, как комодский варан. Таким образом, несмотря на схожие гигантские размеры, строение черепа и способы питания у этих динозавров значительно различались. Подробнее.  

Ученые из США создали натуральный синий пищевой краситель из белка водорослей фикоцианина, который может заменить искусственные пищевые красители. Сам по себе экстракт из водорослей тоже можно использовать как краситель, но он чувствителен к нагреву во время обработки и к свету во время хранения. Авторы денатурировали белок до субъединиц и изучили их структуру. Из этих однородных частиц можно получить эмульсии, имеющие яркий синий цвет и намного более стабильные. Эта работа была выполнена в рамках инициативы правительства США по замене искусственных пищевых красителей натуральными. Подробнее.

В Journal of Agriculture and Food Chemistry опубликована статья, в которой доказывается, что виноград заслуживает звания «суперпища» (superfood). Виноград является природным источником более 1600 полезных соединений, включая полифенолы, такие как флавоноиды, антоцианидины, катехины, фенольные кислоты, ресвератрол и другие. Полифенолы обладают антиоксидантными свойствами и влияют на клеточные процессы. Опубликовано более шестидесяти рецензируемых исследований о влиянии винограда на организм человека. Роль винограда для здоровья сердечно-сосудистой системы хорошо известна. Клинические испытания также показывают, что виноград поддерживает здоровье мозга (нормализует метаболизм и благотворно влияет на когнитивные функции), кожи (повышает устойчивость к УФ-излучению и повреждению ДНК в клетках кожи), кишечника (повышает разнообразие микробиома в кишечнике) и глаз (влияние на сетчатку за счет увеличения оптической плотности макулярного пигмента). Подробнее. 

У людей с волчанкой первая линия защиты организма от вирусов — интерфероны – атакуют здоровые ткани. Но, в отличие от многих других аутоиммунных или хронических заболеваний, симптомы волчанки могут становиться менее выраженными по достижении пациентами 60–70 лет. Анализируя образцы крови пациентов разного возраста, исследователи из США обнаружили, что у людей с волчанкой старение подавляет активность некоторых иммунных генов, что приводит к снижению уровня интерферонов и других воспалительных белков в организме. Интересно, что у здоровых взрослых людей уровень генов и белков, связанных с воспалением, напротив, медленно повышается с годами — процесс, получивший название «инфламмейджинг», или воспалительное старение. Подробнее. 

Ученые из США обнаружили набор новых сложных химических соединений в секретах многоножек. Эти соединения способны связывать специфические нейрорецепторы в мозге муравьев. Они относятся к классу алкалоидов. Авторы назвали их андрогнатанолами и андрогнатинами в честь производящей их многоножки Andrognathus corticarius. Многоножка активно секретирует алкалоиды, если ее потревожить. Выделения вызывают дезориентацию у муравьев, которые предположительно представляют угрозу для многоножек. Подгруппа этих соединений взаимодействует с нейрорецептором Сигма-1. Подробнее. 

Международная группа ученых создала новый, более точный метод подсчета числа животных в дикой природе с использованием дронов. Они изучали район возле реки Гуапоре, где черепахи аррау (Podocnemis expansa) откладывают яйца. Эти животные находятся под угрозой из-за активности браконьеров. Авторы поставили белые метки на панцири 1187 черепах, а затем в течение 12 дней проводили фотосъемку с помощью дронов. Они регистрировали каждую черепаху, наличие меток на панцире и то, ходило ли животное в момент фотографирования или было неподвижным. На основе этих данных они разработали вероятностные модели, которые помогают уточнить число черепах. Наблюдатели на земле насчитали около 16 000 черепах, исследователи, изучавшие изображения, но не учитывавшие перемещения животных и следы на панцирях, насчитали около 79 000 черепах. Однако, применив свою модель, они оценили численность черепах примерно в 41 000. Авторы считают свой метод оценки более надежным. Подробнее.

Исследователи из США проанализировали миллионы электронных медицинских карт, чтобы показать, что пациенты, принимавшие некоторые из препаратов в рамках лечения других заболеваний, имели меньший риск развития болезни Альцгеймера (БА). Всего они изучили действие около 1300 препаратов. Одобренные в США препараты от рака летрозол и иринотекан привлекли их внимание. И действительно, они снижали дегенерацию мозга у мышей с БА и даже восстанавливали способность запоминать. Каждый из этих препаратов влиял на экспрессию генов, связанных с БА, в нейронах и глиальных клетках. Подробнее.  

Международная группа исследователей показала, что после пандемии COVID-19 резко выросло число нарушений взаимодействий кишечника и мозга. Сравнивались данные 2017 и 2023 гг. Общая частота нарушений выросла с 38,3% до 42,6%, частота синдрома раздраженного кишечника — на 28% (с 4,7% до 6%). Частота функциональной диспепсии выросла почти на 44% — с 8,3% до 11,9%. У людей с длительным течением COVID-19 значительно чаще наблюдались эти нарушения, а также отмечалось усиление тревожности, депрессии и ухудшение качества жизни. Подробнее. 

Исследователи из США показали, как кожа передает информацию о температуре окружающей среды в мозг. Для низких температур существует свой собственный путь, отличный от высоких. Авторы использовали сложные методы визуализации и электрофизиологии, чтобы наблюдать, как ощущение прохлады передается от мышиной кожи к мозгу. «Холодный» сигнал начинается в коже с молекулярных сенсоров, которые могут определять диапазон температур от 15 до 25°C. Когда эти сенсоры активируются, они возбуждают первичные сенсорные нейроны, посылающие холодный сигнал в спинной мозг. Здесь сигнал усиливается специализированными интернейронами, которые затем активируют проекционные нейроны, соединяющиеся с мозгом. «Усилитель» в спинном мозге был показан впервые. Команда обнаружила, что при его отключении холодный сигнал теряется в шуме. Подробнее. 

Канадские исследователи проанализировали медицинские карты более 12 000 канадцев и установили, что больные рассеянным склерозом начинают чаще обращаться за медицинской помощью за 15 лет до появления первых явных неврологических симптомов заболевания. В этот период увеличивалось количество обращений к врачам общей практики, а также к врачам других специальностей по поводу таких симптомов, как усталость, боль, головокружение и психические расстройства, включая тревогу и депрессию. За 12 лет до появления первых симптомов увеличивалось количество обращений к психиатру. За восемь-девять лет увеличивалось количество обращений к неврологам и офтальмологам, что может быть связано с такими проблемами, как нечеткое зрение или боль в глазах. За три-пять лет увеличивалось количество обращений за неотложной помощью и рентгенологией. За год до появления первых симптомов количество обращений к врачам разных специальностей, включая неврологию, неотложную помощь и рентгенологию, достигало пика. Подробнее.

Исследователи из Китая проанализировали паттерны сна 88 461 взрослого человека из проекта UK Biobank и показали их связь с 172 болезнями. Так, поздний отход ко сну в 2,57 раза повышал риск цирроза печени, а нарушение ежедневной стабильности циркадных ритмов в 2,61 раза повышало риск гангрены. Интересно, что не подтвердились многие ассоциации долгого (более 9 часов) сна и заболеваний сердца. Вероятно, предыдущие исследования оценивали время, проведенное в постели, а не именно время сна: 21,67% человек, спящих «долго», на самом деле спали менее шести часов. Подробнее. 

Исследователи из США поместили белки, отвечающие за поддержание циркадных ритмов у цианобактерий, в искусственные клетки (везикулы). Один из белков пометили флуоресцентным маркером. Такие клетки светились с периодичностью 24 часа в течение по крайней мере четырех дней. При этом чем больше была вместимость везикулы, тем надежней была система. Другой компонент циркадной системы, отвечающий за включение и выключение генов, не играл важной роли в поддержании работы индивидуальных «часов», но был необходим для их синхронизации в популяции. Подробнее. 

Исследователи из США и Италии создали гидрогель на основе молочных внеклеточных везикул из йогурта. Везикулы играли роль как биоактивного «груза», так и сшивок для биосовместимых полимеров. Внеклеточные везикулы — носители сотен биологически активных компонентов, белков и генетического материала, они участвуют в сложной межклеточной коммуникации. Гидрогель при введении в организм способствовал заживлению и регенерации (например, ангиогенезу). Подробнее. 

Британские ученые проанализировали 209 клинических исследований 64 народных средств для лечения депрессии. Для части продуктов было доступно более 10 исследований, для других — 2–9 или по одному. Среди распространенных веществ, которые призваны помочь при депрессии, омега-3 ненасыщенные жирные кислоты обычно были не эффективнее плацебо, а вот зверобой и шафран часто помогали, как и пробиотики с витамином D. Среди менее популярных продуктов (2–9 исследований на каждый) авторы отметили фолиевую кислоту, лаванду, цинк, триптофан, родиолу, мелиссу, горький апельсин и ромашковый чай. Некоторые набирающие популярность продукты, такие как мелатонин, магний и куркумин, напротив, продемонстрировали неоднозначное влияние на депрессию. Неоднозначные результаты были получены также для корицы, эхиума, витамина С и комбинации витамина D и кальция. Пребиотики, похоже, не превосходили плацебо. Подробнее. 

У людей с деменцией постановка диагноза в среднем занимает 3,5 года после того, как впервые проявились симптомы, а в подгруппе с ранним началом деменции — даже дольше (4,1 года), сообщается в International Journal of Geriatric Psychiatry. Авторы проанализировали данные 13 ранее опубликованных исследований, проведенных в Европе, США, Австралии и Китае, в которых приняли участие 30 257 человек. При этом своевременная диагностика может улучшить доступ к лечению, а для некоторых людей — продлить жизнь с легкой формой деменции до ухудшения симптомов. Симптомы деменции часто ошибочно принимают за нормальное старение, а страх, стигматизация и низкая осведомленность населения могут помешать вовремя обратиться за помощью. Подробнее. 

В журнале The Lancet Planetary Health вышел систематический обзор и метаанализ, подтвердившие наличие связи между загрязнением воздуха и риском деменции. Исследователи проанализировали 51 статью, куда вошли данные 29 млн человек. Оказалось, что каждые 10 мкг/м³ PM2,5 (частиц диаметром 2,5 микрона и меньше) повышают относительный риск деменции у человека на 17%, каждые 10 мкг/м³ NO₂ — на 3%, каждый 1 мкг/м³ сажи — на 13%. Эти загрязнители встречаются в выхлопах автомобилей, при работе электростанций, дровяных и газовых печей, на стройках. Было предложено несколько механизмов, объясняющих, как загрязнение воздуха может вызывать деменцию, в первую очередь связанных с воспалением в мозге и окислительным стрессом. Подробнее. 

Еще один метаанализ принес хорошие новости. Международная группа ученых показала, что 7000 шагов в день обеспечивают такую же пользу для здоровья по ряду показателей, как и 10 000 шагов. По сравнению с 2000 шагами в день 7000 шагов в день снижали риск смерти на 47% (практически идентично эффекту от 10 000 шагов). Риск деменции снижался на 38% (10 000 шагов снижали риск еще только на 7%). Значительное улучшение здоровья наблюдалось при увеличении среднего ежедневного количества шагов с 2000 до 5000–7000. Эти наблюдения могут помочь тем, кому трудно достичь планки в 10 000 шагов. Подробнее. 

Мозг людей, переживших пандемию COVID-19, но так и не заразившихся вирусом, демонстрирует признаки преждевременного старения, показали британские ученые. Снимки добровольцев сравнивали со снимками, полученными до пандемии. Однако только у участников, перенесших коронавирусную инфекцию, выявляли еще и снижение когнитивных функций. К тому же признаки старения могут быть обратимыми. Авторы считают, что причиной может быть стресс, изоляция и неопределенность. Сильнее всего эффект был заметен у людей старшего возраста, мужчин и у лиц, живущих в неблагоприятных условиях. Подробнее. 

Исследователи из Швейцарии, Германии и Бельгии проанализировали РНК вируса гриппа — возбудителя «испанки», выделенного из фиксированного в формалине образца, хранившегося в Цюрихском университете. Пациент погиб во время первой волны пандемии в Швейцарии в 1918 году. Анализ показал, что швейцарский штамм уже нес три ключевые адаптации к человеку в роли хозяина, которые сохранялись до конца пандемии. Две из этих мутаций способствовали устойчивости вируса к иммунной системе человека. Третья мутация улучшила его способность связываться с рецепторами на клетках человека, делая вирус более заразным. Для этого исследования авторы усовершенствовали методы работы с древними РНК. Подробнее.

Пятнистая фонарница (Lycorma delicatula) — вид полужесткокрылых насекомых, который представляет значительную угрозу для сельского хозяйства. Она родом из Азии, но с 2014 года ее обнаруживают и в США, где она распространилась на 18 штатов. Яйца фонарниц трудно найти в природе. Исследователи из США продемонстрировали, что волонтеры могут натренировать своих собак вынюхивать яйца фонарниц не хуже, чем это делают профессионально обученные животные. Всего исследователи помогли натренировать 182 команды. Подробнее.