Новости медицины и здоровья

[Flanger]

Новая молекула заменила 10 километров бега натощак

Медики из Дании создали молекулу, которая способна вызывать такую же реакцию организма, какая возникает при голодании и регулярных интенсивных физических нагрузках. Как это оказалось возможным, они описали в новой научной статье.

Согласно предыдущим исследованиям, физические нагрузки положительно влияют на физическое и психическое здоровье: снижают риск серьезных заболеваний, помогают бороться с депрессией, улучшают речевое развитие. Могут быть полезными и ограничения в еде, например чередование периодов голодания и приемов пищи способно снизить как риск рака молочной железы, так и скорость его развития.

Специалисты из Орхусского университета в Дании обратили внимание на то, что голодать и регулярно заниматься спортом могут далеко не все люди. Кому-то это не позволяет делать образ жизни, кому-то — медицинские противопоказания. Чтобы исправить ситуацию, исследователи создали молекулу, действующую на метаболизм так же, как 10 километров быстрого бега натощак. Результат своей работы они описали в научной статье, которую опубликовал Journal of Agricultural and Food Chemistry.

Физическая нагрузка и голодание укрепляют сердце и снижают содержание жира в крови за счет того, что увеличивают количество лактата (соли молочной кислоты) и кетонов. Эти вещества становятся «топливом» для клеток, объяснили ученые:

«Когда уровень лактата и кетонов в крови повышается, то увеличивается выработка гормона, подавляющего аппетит, и снижается уровень свободных жирных кислот в крови. Это дает ряд преимуществ для здоровья, например снижает риск развития метаболического синдрома».

Авторы исследования подчеркнули, что исключительно с помощью диеты такого сильного эффекта достичь нельзя. Хотя лактат и кетоны встречаются в природе, их невозможно употреблять в достаточном количестве, при этом избегая выработки нежелательных побочных продуктов — кислоты и соли.

Попадая в организм, молекула LaKe увеличивает количество лактата и кетонов без выработки нежелательных побочных продуктов / © Rasmus N. Ottosen et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry
Созданная молекула под названием LaKe, согласно результатам экспериментов на мышах, позволяет искусственно регулировать количество лактата и кетонов без вреда для здоровья. Если разработка пройдет первые клинические испытания на людях, начатые в Орхусском университете, то может стать новой биологически активной добавкой к пище.

По словам исследователей, препарат на основе LaKe позволит всем, кто по разным причинам не может голодать или регулярно выполнять интенсивные физические упражнения, поддерживать свой организм в нормальном состоянии. Кроме того, у молекулы есть потенциал для устранения проблем с концентрацией внимания, например при болезни Паркинсона и деменции. Эти заболевания часто характеризуются низким для мозга уровнем энергии, что не позволяет ему функционировать должным образом.

[Flanger]

Ученые нашли способ стимуляции роста нейронов в стареющем мозге

Большинство нейронов в человеческом мозге сохраняются на протяжении всей жизни, и на то есть веская причина. В сложных связях между их синапсами хранится информация. Утратить нейроны значит потерять ее, то есть забыть. Образование новых нейронов продолжается даже во взрослом возрасте благодаря особой популяции клеток — нейральным стволовым клеткам. Однако постепенно способность мозга создавать новые нейроны снижается, что может повлиять на память. Используя технологию CRISPR, ученые из Стэнфорда выявили ген, который можно отключить для восстановления активности стволовых клеток у старых мышей и увеличения числа новых нейронов. Это открытие позволит разработать методы стимулирования нейрогенеза для борьбы с возрастными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, и восстановления после травм мозга.

Исследователи использовали молекулярный инструмент для редактирования генетического кода CRISPR, чтобы выявить гены, отключение которых активирует нейральные стволовые клетки. Они провели масштабный анализ генома культивируемых клеток из мозга старых мышей. В результате было идентифицировано около 300 генов, способных стимулировать активность стволовых клеток. Дальнейший анализ позволил сузить список до 10 кандидатов. Среди них особое внимание привлек ген, кодирующий белок GLUT4, транспортёр глюкозы. Ученые предположили, что повышенный уровень глюкозы вблизи нейральных стволовых клеток старых мышей подавляет их активность.

В некоторых областях мозга, например, в гиппокампе и обонятельной луковице, нейроны постоянно обновляются. В мозге мыши есть определенное расстояние между субвентрикулярной зоной, где активируются нейральные стволовые клетки, и обонятельной луковицей, куда эти клетки мигрируют. Ученые выключили гены, отвечающие за транспорт глюкозы, в субвентрикулярной зоне и затем наблюдали за тем, что произойдет в обонятельной луковице живой мыши через несколько недель. Оказалось, что блокирование этих генов стимулировало активность нейральных стволовых клеток и привело к значительному увеличению числа новых нейронов в обонятельной луковице.

В наиболее успешном эксперименте ученые наблюдали более чем двукратное увеличение количества новых нейронов у старых мышей.
Таким образом у нейральных стволовых клеток есть три ключевых функции: они размножаются, мигрируют и формируют новые нейроны в обонятельной луковице. Ту же технику можно применять и для изучения повреждений мозга. Нейральные стволовые клетки в субвентрикулярной зоне восстанавливают повреждение мозговой ткани, вызванные инсультом или черепно-мозговой травмой.

Это открывает перспективы разработки фармакологических или генетических методов, способных стимулировать рост новых нейронов в стареющем или поврежденном мозге. Кроме того, можно использовать простые методы, например, низкоуглеводную диету. Такой тип питания будет регулировать уровень глюкозы, потребляемой старыми нейральными стволовыми клетками.

Исследователи обнаружили, что гены, связанные с первичными ресничками, важными сенсорами в клетках мозга, тоже играют роль в активации нейральных стволовых клеток. Это открытие подтверждает эффективность их метода и открывает перспективы для разработки комбинированных терапевтических подходов, направленных на оба этих механизма. Между первичными ресничками и метаболизмом глюкозы может существовать взаимосвязь, влияющая на активность стволовых клеток. Ученые предлагают в дальнейшем изучить влияние ограничения потребления глюкозы на живых животных.

[Flanger]

Кофеин полезен для здоровья сердца

Употребление кофеина может улучшить здоровье сердца, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Rheumatology Оксфордского университета. Кофеин помогает улучшать состояние сосудов, что особенно важно для пациентов с воспалительными ревматическими заболеваниями, такими как волчанка и ревматоидный артрит. Эти заболевания повышают риск сердечно-сосудистых проблем, таких как инфаркт и инсульт.

Исследователи из Римского университета Сапиенца обнаружили, что кофеин положительно влияет на эндотелиальные клетки — группу клеток, отвечающих за регенерацию сосудов. До сих пор рекомендации врачей для пациентов с ревматическими заболеваниями сводились к уменьшению факторов риска: снижению воспаления, отказу от курения и контролю уровня холестерина и давления. Однако новые данные показывают, что включение кофеина в рацион может стать дополнительным шагом к укреплению сердечно-сосудистой системы.

Известно, что такие элементы, как витамины D и A, полиненасыщенные жирные кислоты и низкое содержание натрия, играют важную роль в снижении воспалений. Теперь учёные исследовали и кофеин. Он оказывает анти-воспалительное действие, связываясь с рецепторами на поверхности иммунных клеток, что может объяснить его положительное влияние на сосуды.

В исследовании участвовали 31 пациент с волчанкой, не имевшие традиционных факторов сердечно-сосудистого риска. После семидневного опроса о рационе у участников взяли анализы крови, которые показали, что у пациентов, потреблявших кофеин, сосуды находились в лучшем состоянии.

По словам ведущего автора исследования Фульвии Чеккарелли, результаты являются важным шагом к пониманию роли питания в управлении заболеваниями. Однако учёные подчёркивают, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить долгосрочное воздействие кофеина на течение заболеваний.

[Flanger]

Группа белков обеспечивает клеточную защиту от старения

Ученые обнаружили класс белков, защищающих от клеточного стресса. Оказалось, что они играют ключевую роль в процессе утилизации клеток и отвечают за систему очистки внутри клеток. Эксперименты показали, что воздействие на белки обеспечивает клеточную защиту и увеличивает продолжительность жизни доклинических моделей. Теперь новое лечение оценят против возрастных заболеваний, чтобы обратить процесс старения вспять.

Группа белков MANF присутствует у всех млекопитающих, включая людей. В новом исследовании ученые из Университета Макмастера обнаружили, что они играют важную роль в клеточном гомеостазе, который нарушается по мере старения организма. Установлено, что они защищают от избыточного клеточного стресса, тем самым обеспечивая более продолжительную функциональность.

Значимость этого процесса видна на модели развития нейродегенеративных заболеваний: к деградации и гибели нейронов приводят дисфункциональные клетки, которые из-за стресса нарушили процесс создания белков и механизм клеточной очистки. «Если мы не можем исправить эту проблему, то клетка погибает», — объясняют ученые.

Эксперименты на моделях червей C. Elegans показали, что повышение экспрессии MANF дольше сохраняло функцию клеток. И хотя исследование проведено на модельных организмах, результаты раскрывают универсальные процессы, которые можно будет изучать для терапии старения у людей. В первую очередь, ученые планируют разработать новые методы лечения возрастных заболеваний, таких как деменция.

Ранее другие исследователи идентифицировали молекулу, которая отключает старение организма — она справляется со многими необратимыми изменениями, которые происходят с возрастом.

[Flanger]

Витамин К уменьшает ночные судороги в ногах на 50%

Новое исследование, проведенное Третьей народной больницей Китая и рядом медицинских колледжей, показало, что витамин К2 может значительно снизить частоту ночных судорог в ногах у пожилых людей. В ходе клинического испытания, в котором участвовали 199 человек, было установлено, что прием витамина К2 сокращает частоту, продолжительность и интенсивность судорог примерно на 50%.

В исследовании, опубликованном в JAMA Internal Medicine, ученые испытали эффект витамина К2 на группу из 199 участников в возрасте 65 лет и старше, у которых наблюдалось минимум 2 ночные судороги за предшествующие 2 недели. Испытуемых разделили на 2 группы: 103 человека ежедневно принимали 180 мкг витамина К2, остальные 96 участников получали плацебо. В конце восьминедельного исследования у группы, принимавшей витамин К2, средняя частота ночных судорог снизилась с 2,6 до 1,41, тогда как в контрольной группе частота оставалась на уровне 3,63.

Судороги в ногах, особенно ночью, часто затрагивают людей старше 50 лет, при этом до 40% из них регулярно испытывают такие неприятные симптомы. Обычно для их предотвращения врачи рекомендуют пить достаточно воды и заниматься спортом, но эти меры лишь частично помогают решить проблему. Ранее также пытались использовать магний, однако его эффективность в отношении ночных судорог оказалась спорной.

Примечательно, что механизм действия витамина К2 заключается в его способности поддерживать здоровье сосудов и улучшать кровообращение, что может снижать риск болезненных сокращений мышц. В отличие от хинина, который ранее применяли для лечения ночных судорог, но исключили из-за серьезных побочных эффектов, витамин К2 показал себя безопасным для большинства участников, и не вызвал негативных реакций.
«Наши результаты показали, что ежедневный прием витамина К2 уменьшает ночные судороги у пожилых людей, снижая частоту, продолжительность и интенсивность эпизодов», — отметили исследователи. Витамин К2 может действовать мягко и без побочных эффектов, что делает его предпочтительным вариантом для профилактики.

Данных о передозировке витамина K2 очень мало, поскольку он считается относительно безопасным и редко вызывает токсические реакции, даже в высоких дозах. Обычно избыток витамина K2 не накапливается в организме, так как он выводится через почки и печень.

Однако при приеме слишком высоких доз K2 могут возникать легкие побочные эффекты, такие как вздутие живота, головные боли или неприятные ощущения в желудке. Людям, принимающим антикоагулянты (например, варфарин), следует проявлять осторожность, так как витамин K2 может снизить эффективность этих препаратов, влияя на свертываемость крови.

Для большинства взрослых безопасной считается доза до 500 мкг в день, но перед приемом доз выше рекомендуемой (обычно около 90-120 мкг для женщин и мужчин соответственно) стоит проконсультироваться с врачом. Китайские исследователи также указали на необходимость проведения дополнительных испытаний, чтобы учесть возможное влияние витамина на качество сна и жизни в целом.

[Flanger]

Исследование: кишечные микробы влияют на смену настроения в течение дня

Новое исследование показало, что кишечная микробиота играет важную роль в том, как человек реагирует на стресс в течение дня и как это связано с его циркадными ритмами.

Ученые сосредоточились на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси — главной системе организма, отвечающей за реакции на внешние раздражители. Именно она, как считается, связывает стресс и циркадные ритмы.

Авторы нашли неожиданного «посредника»: триллионы кишечных микроорганизмов. Они управляют гормональными реакциями на стресс, вырабатывая те или иные вещества в зависимости от времени суток.

Плохое питание и стресс мешают нормальной «работе» бактерий, нарушая циркадные ритмы, а из-за собственных ритмов бактерий человек по-разному реагирует на стресс в течение дня, например, бывает раздражительным утром.

«Микробиом кишечника регулирует не только пищеварение и обмен веществ; он играет критическую роль в нашей реакции на стресс, и это регулирование следует точному циркадному ритму», — рассказали ученые.

Результаты исследования помогут в разработке новых микробных терапий, которые позволят людям лучше справляться со стрессом и связанными с ним психическими заболеваниями.

[Flanger]

Китайский гусеничный гриб кордицепс способен замедлять рост раковых клеток

Исследование химического вещества, производимого гусеничным грибом, показало, как кордицепс может работать в качестве средства лечения рака. Вещество прерывает сигналы клеточного роста, которые чрезмерно активны при раке. Такой подход может нанести меньший ущерб здоровым тканям, чем большинство существующих на сегодняшний день методов лечения.

Ученые из Школы фармакологии Ноттингемского университета исследовали, как паразитический гриб, растущий на гусеницах, может стать потенциальным средством лечения целого ряда заболеваний. Исследователи обратили внимание на кордицепс – один из препаратов, содержащихся в одноименных грибах. Исследование было опубликовано в журнале FEBS Letters.

Гусеничные грибы известны в Азии как полезное для здоровья лакомство и традиционное лекарство. Кордицепс, который вырабатывается Cordyceps militaris, красивым оранжевым грибом, поражающим гусениц, в ряде исследований показал себя как лекарство от рака, но до сих пор было неясно, как он действует.

Используя высокопроизводительные методы, команда исследователей измерила влияние кордицепса на активность тысяч генов в нескольких клеточных линиях. Ученые сравнили воздействие кордицепса с эффектом от других лекарств, хранящихся в базах данных. Анализ показал, что во всех случаях препарат действует на пути, индуцирующие рост клетки.

Изучив, что происходит с кордицепсом внутри клетки, команда подтвердила, что он преобразуется в трифосфат кордицепина, аналог клеточного энергоносителя АТФ. Кордицепин трифосфат был признан вероятной причиной воздействия на рост клеток и, следовательно, молекулой, которая может непосредственно влиять на раковые клетки.

Доктор Корнелия де Мур из Школы фармакологии, автор исследования, пояснила: «Мы изучаем влияние кордицепса на целый ряд заболеваний уже несколько лет и с каждым шагом приближаемся к пониманию того, как его можно использовать в качестве эффективного лечения. Одним из интересных моментов стало то, что проводить такие масштабные эксперименты стало проще и дешевле, поэтому мы смогли исследовать тысячи генов одновременно».

«Данные подтверждают, что кордицепс является хорошей отправной точкой для создания новых лекарств от рака. Например, производные кордицепса могут быть направлены на получение трифосфатной формы препарата для достижения того же эффекта. Кроме того, полученные результаты помогут контролировать действие кордицепса у пациентов, поскольку наши данные указывают на конкретные гены, активность которых достоверно изменяется в ответ на кордицепс, что может быть измерено, например, в клетках крови», – заключают ученые. Это открытие является важным шагом на пути к разработке новых препаратов для лечения онкологических заболеваний. Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

[Flanger]

Таблетки от ожирения AstraZeneca успешно прошли первые испытания на людях

Фармацевтическая компания AstraZeneca объявила об успешном завершении первой фазы клинических испытаний своего препарата AZD5004 для лечения ожирения и диабета. Это лекарство, относящееся к классу агонистов рецепторов GLP-1, предлагается в форме таблетки, что делает его альтернативой популярным инъекционным препаратам. На конференции ObesityWeek в Сан-Антонио вице-президент компании Шэрон Барр представила «обнадеживающие данные», подтверждающие безопасность и эффективность нового средства.

Исследование включало 72 человека, среди которых были здоровые добровольцы и пациенты с диабетом 2-го типа. Препарат показал безопасность при дозировке до 50 мг, в то время как более высокие дозы вызывали типичные для этого класса препаратов побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта. За 4 недели участники эксперимента в среднем потеряли 5,8% веса и показали улучшение уровня глюкозы натощак.

AZD5004 теперь переходит во вторую фазу клинических испытаний, включая два крупных исследования: Vista, направленное на борьбу с ожирением, и Solstice, сфокусированное на лечении диабета. Ожидается, что в первой программе примут участие 304 человека, а во второй — 384. Результаты Vista планируют опубликовать к концу 2025 года, а Solstice завершится в начале 2026 года.

AstraZeneca приобрела лицензию на AZD5004 у китайской компании Eccogene в 2023 году за $2 млн. Ожидается, что продажи препарата достигнут $800 млн к 2032 году. Помимо AZD5004, компания планирует исследовать комбинацию этого препарата с AZD6234, направленного на регуляцию гормона амилина. По словам Шэрон Барр, этот подход может повысить эффективность лечения.

AstraZeneca пока отстает от таких гигантов, как Novo Nordisk и Eli Lilly, которые уже завоевали значительную часть рынка. Однако растущий спрос на препараты для лечения ожирения, особенно в форме таблеток, открывает возможности для новых игроков. На той же конференции компания Viking Therapeutics представила результаты своих испытаний препарата VK2735, показавшего до 8,2% потери веса за 28 дней.

AZD5004 предлагает пациентам удобную альтернативу инъекциям и может использоваться как в монотерапии, так и в комбинации с другими средствами для лечения сердечно-метаболических заболеваний. AstraZeneca рассчитывает, что таблетированная форма станет востребованным вариантом для миллионов людей, борющихся с ожирением и диабетом.

[Flanger]

Воспоминания хранятся не только в мозгу

Когда мы думаем о памяти, мы обычно представляем себе мозг, который записывает и хранит воспоминания. Однако недавно группа ученых обнаружила, что память — это нечто большее: в ней могут быть задействованы и немозговые клетки в разных частях тела. Это неожиданное открытие может перевернуть наше представление о памяти и проложить путь к новым подходам к лечению неврологических расстройств и улучшению нашей способности к обучению.

Удивительное открытие о памяти

Исследование было проведено группой специалистов из Нью-Йоркского университета под руководством профессора Николая Викторовича Кукушкина. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, рассматривается идея о том, что некоторые клетки, находящиеся за пределами мозга, например, в периферической нервной ткани или даже в почках, также могут играть роль в памяти.

Для этого исследователи использовали хорошо известную в области нейронаук концепцию под названием «эффект интервала», которая доказывает, что информация лучше запоминается, если изучать ее через регулярные промежутки времени, а не всю сразу. Этот эффект хорошо знаком студентам, которые знают, что эффективнее заниматься регулярно, чем «зубрить» непосредственно перед экзаменом.

Команда применила эту идею к клеткам, не относящимся к головному мозгу, чтобы узнать, как они отреагируют на повторяющуюся стимуляцию, разнесенную во времени. Они подвергли эти клетки воздействию химических сигналов, имитирующих нейротрансмиттеры, которые используются при обучении нейронов. Удивительно, но после этого они активировали ген памяти, аналогичный тому, который наблюдается в нейронах во время обучения.

Чтобы проследить за этим явлением, исследователи модифицировали клетки таким образом, чтобы они вырабатывали светящийся белок каждый раз, когда активировался ген памяти. Это позволило им наблюдать за активацией клеточной памяти в режиме реального времени и подтвердить, что эти клетки, не относящиеся к мозгу, хорошо реагируют на интервальные повторения. «Обучение и память обычно ассоциируются только с мозгом и клетками мозга, но наше исследование показывает, что другие клетки организма также могут обучаться и формировать память», — отмечает Николай Вадимович Кукушкин.

Почему это важно?

Открытие того, что память не ограничивается мозгом, может изменить наше представление о здоровье и обучении. Если некоторые клетки вне мозга могут запоминать информацию, это означает, что такие органы, как поджелудочная железа или даже кожа, могут хранить данные, связанные с их собственным функционированием. Например, поджелудочная железа может запоминать наши пищевые привычки, чтобы лучше регулировать уровень сахара в крови, а клетки в пораженных тканях могут помнить о прошлых травмах или лечении, например, химиотерапии раковых клеток.

Такая распределенная способность к запоминанию также может иметь последствия для лечения хронических заболеваний и исследований нейродегенеративных расстройств. Если собственные клетки организма могут хранить определенные типы информации, то можно предположить, что они в какой-то степени помогут компенсировать потерю памяти в мозге.

Наконец, это открытие открывает захватывающие перспективы для науки об обучении. Например, в сфере образования оно может вдохновить на создание новых методов оптимизации обучения за счет использования потенциала памяти различных клеток. В медицинском плане лучшее понимание этой клеточной памяти может однажды привести к созданию новых методов лечения расстройств памяти и некоторых аутоиммунных заболеваний, в которых способность клеток запоминать играет ключевую роль.

[Flanger]

«Что на самом деле происходит, когда вы прекращаете прием Ozempic»: Чудес не бывает - у популярных препаратов для похудения нашли серьезные побочки.

«Люди, которые прекращают принимать препараты для похудения Ozempic и Wegovy, рискуют столкнуться с серьезными проблемами со здоровьем. 
Согласно новому исследованию, большинство людей, которые прекратили принимать семаглутид (активный компонент упомянутых препаратов), быстро поправились, вернув себе около двух третьих сброшенного с помощью препаратов веса. 

Они также указывают на ухудшение состояния здоровья, жалуясь на повышение артериального давления и уровня холестерина, а также повышенный риск сердечных заболеваний. Около 85% людей, недавно начавших принимать Оземпик или его аналоги, прекратили прием в течение двух лет, а 71% — прекратил прием в течение первого года. 
В данном случае люди либо достигли желаемого веса, либо поняли, что не могут их себе позволить, так как каждый месяц за препарат приходится платить около 1000 долларов США. И хотя пока неясно, как именно повлияет на здоровье сердца в долгосрочной перспективе препарат, ученые предупреждают, что он может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний»

[Flanger]

Жировые клетки «помнят» об ожирении: это мешает сбросить вес

Анализ показал, что эпигенетические изменения в клетках при ожирении сохраняются после значительной потери веса. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Международная группа исследователей раскрыла биологический механизм, объясняющий, почему людям так сложно удерживать вес после похудения. Ученые обнаружили, что жировые клетки обладают своеобразной «памятью» об ожирении, которая сохраняется даже после значительного снижения веса.

При ожирении в ДНК жировых клеток происходят изменения на уровне эпигенома — системы химических меток, регулирующих активность генов. Эти изменения приводят к нарушению нормальной работы жировых клеток, вызывая воспаление и образование рубцовой ткани. Как показало исследование, такие нарушения сохраняются даже спустя два года после успешного снижения веса с помощью бариатрической хирургии.

Ученые пришли к этим выводам, изучив образцы жировой ткани пациентов с тяжелым ожирением и людей с нормальным весом. Параллельные эксперименты на мышах подтвердили, что животные, которые сталкивались с ожирением в прошлом, набирали вес значительно быстрее при возвращении к калорийному питанию. Их жировые клетки поглощали больше сахара и жиров по сравнению с контрольной группой.

«Это не вина пациента», — подчеркивает соавтор исследования Лаура Хинте, отмечая необходимость долгосрочного медицинского сопровождения для людей, снижающих вес. Открытие может существенно повлиять на подходы к лечению ожирения и подчеркивает важность его профилактики. Ведь даже после успешного похудения организму придется постоянно преодолевать «память» жировых клеток.

[Flanger]

Кальмары против уколов: инженеры создали чудо-капсулу, которая заменит иглы

Морские гады научили медиков вводить лекарства по-новому.

Научная группа под руководством Джованни Траверсо из Массачусетского технологического института разработала принципиально новый способ доставки лекарственных препаратов. А главную “фишку” этого метода ученые позаимствовали у морских головоногих моллюсков.

Ученые досконально изучили механизм движения и защиты у этих животных. Кальмары стремительно перемещаются в воде, используя реактивный принцип: набирают воду в мантийную полость и резко выбрасывают её через сифон. Для защиты и дезориентации хищников они выпускают в воду чернильное облако – именно эта способность привлекла внимание разработчиков.

Инновационная капсула размером с черничную ягоду доставляет лекарственные препараты прямо в стенки желудка или других органов пищеварительного тракта без единой иглы. Механизм её работы настолько продуман, что может стать настоящим спасением для миллионов пациентов, которые боятся инъекций.

Принцип действия капсулы основан на двух ключевых технологиях – использовании сжатого углекислого газа или туго скрученных пружин. Специальный углеводный триггер растворяется при определенном уровне кислотности или влажности, высвобождая накопленную энергию. В результате препарат под высоким давлением буквально впрыскивается в подслизистый слой пищеварительного тракта.

Инженеры разработали две модификации капсулы с уникальными характеристиками. Первая – с плоским дном и высоким куполом – фиксируется на поверхности, например, желудка и выбрасывает препарат строго вертикально. Вторая, трубчатой формы, способна ориентироваться в протяженных органах – пищеводе или тонком кишечнике – и доставлять лекарство в боковую стенку.

Над проектом работала международная команда исследователей из MIT, больницы Brigham and Women's и фармацевтической компании Novo Nordisk. Ведущими авторами научной работы стали Грэм Аррик и научные сотрудники Драго Стикер и Агиад Газал.

Новая технология позволит врачам доставлять крупные молекулярные соединения, которые ранее было невозможно вводить перорально. Речь идет о таких сложных препаратах, как инсулин, антитела, молекулы РНК и других терапевтических соединениях.

Экспериментальные исследования показали впечатляющие результаты. Ученые протестировали капсулу на доставку инсулина, препаратов для лечения диабета, подобных Оземпику, и даже малых интерферирующих РНК. Концентрация веществ в крови подопытных животных практически не отличалась от таковой при классических инъекциях.

Важнейшее преимущество нового метода – полная безопасность. Исследователи не обнаружили никаких признаков повреждения тканей. Более того, капсула изготовлена из металла и пластика, после использования она естественным образом выводится из организма.

Экономическая целесообразность также очевидна. Технология сокращает затраты на утилизацию медицинских отходов и упрощает процедуру самостоятельного введения препаратов.

Научная команда уже адаптировала устройство для применения в медицинских учреждениях. Существует версия, которую можно прикрепить к эндоскопу и использовать непосредственно в операционной или смотровом кабинете.

 

[Flanger]

Даже небольшой сбой в циркадных ритмах нарушает метаболизм

Многие люди чувствуют вялость и усталость, если легли не вовремя или оказались в другом часовом поясе после перелета. Ученые из Великобритании провели простой эксперимент и показали, что даже однократное нарушение привычного ритма негативно влияет на организм в течение следующих нескольких дней.

В рамках эксперимента ученые «сдвинули» привычный режим дня на пять часов: участники ужинали и ложились спать позже. Они сравнили влияние сбоя в циркадных ритмах и нормального графика дня на организм и обмен веществ. Выводы опубликованы на сайте Университета Суррея.

Во-первых, отмечено снижение затрат энергии на переработку пищи. Например, это приводило к более медленному перевариванию завтрака в желудке. Во-вторых, ученые зарегистрировали у добровольцев изменение уровня сахара и жира в крови. Метаболические нарушения восстанавливались через 2-3 дня после однократного циркадного сбоя. Примечательно, что чувство сонливости и потери концентрации сохранялось в течение пяти дней.

В рамках эксперимента ученые имитировали единичный сбой. К сожалению, у многих людей это происходит на регулярной основе. «Понимание влияния циркадных ритмов на наше здоровье поможет сделать осознанный выбор в отношении образа жизни», — уверен автор работы Джонатан Джонсон. Он надеется, что наглядно показал негативное влияние нарушенного режима сна и бодрствования на организм, чтобы больше людей следили за своим здоровьем.

Например, ранее в другой работе показано, что нарушение циркадных ритмов резко приводит к перееданию. На регулярной основе это может к развитию ожирения и сахарного диабета второго типа.

[Flanger]

Поседение волос может быть обратимым, говорится в исследовании

Старение, часто рассматриваемое как неизбежный враг наших волос, обычно считается основной причиной появления седых волос. Однако недавнее исследование позволило выявить не только простую причину, но и следствие течения времени. В частности, выяснилось, что в основе этого процесса лежит движение стволовых клеток, отвечающих за цвет волос (после того как они превращаются в пигменты). Это открытие потенциально открывает путь к разработке методов лечения, способных вернуть волосам их первоначальный цвет.

В нашем организме меланоциты отвечают за выработку меланина — пигмента, придающего цвет нашей коже, волосам и коже головы. В волосах стволовые клетки меланоцитов поселяются в волосяных фолликулах, получая важный белковый сигнал. Исследователи из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете сосредоточили свое внимание на этих стволовых клетках, пытаясь понять их роль в появлении седых волос.

В своей работе, опубликованной в журнале Nature, команда под руководством доктора Ци Суна, постдоктора-исследователя из NYU Langone Health, провела эксперименты на мышиных моделях. Их усилия были сосредоточены на стволовых клетках мышиных меланоцитов, или McSC. Чтобы отследить их трансформацию, исследователи установили системы маркировки у корня волоса каждого грызуна.

Наблюдая за циклом роста волос у мышей, они обнаружили, что эти стволовые клетки перемещаются между различными микроскопическими отделениями волосяных фолликулов, причем каждое отделение передает отдельный белковый сигнал. Такое уникальное поведение McSCs, которые постоянно мигрируют, отличается от поведения других клеток организма, которые обычно развиваются линейно до своего исчезновения. «Наше исследование проливает свет на ключевую роль меланоцитарных стволовых клеток в окрашивании волос», — объясняет доктор Сун в пресс-релизе.

Стволовые клетки, окрашивающие волосы (слева), должны находиться в зародышевом отделе, чтобы активироваться (справа) и превратиться в пигмент.
К глубокому пониманию функции стволовых клеток меланоцитов

Исследователи также выявили интригующую аномалию у некоторых мышей. Исследуя их волосы, команда обнаружила, что некоторые McSC остаются запертыми в отделе волосяной луковицы, называемом выпуклостью фолликула, что не позволяет им вернуться в герминативный отдел, где они должны восстановить свое состояние стволовых клеток. Таким образом, лишенные сигнала к созреванию, эти клетки перестают вырабатывать пигмент, что приводит к поседению волос. Такое сохранение может быть вызвано генетическими мутациями или внешними факторами, хотя в исследовании эти причины до конца не определены.

«Именно утрата меланоцитарными стволовыми клетками способности к хамелеонообразованию может объяснить поседение и депигментацию волос», — объясняет Маюми Ито, соавтор исследования и профессор кафедры клеточной биологии NYU Langone Health. «Эти результаты позволяют предположить, что подвижность и обратимая дифференцировка стволовых клеток меланоцитов необходимы для сохранения здоровых волос, подвергшихся окрашиванию», — добавляет она.

Для дальнейшего изучения своих выводов команда провела второй эксперимент на мышах с шерстью цвета «соль с перцем». В течение двух лет исследователи регулярно выщипывали пряди волос, наблюдая за эффектом принудительного отращивания. Они заметили, что количество McSC, заблокированных в луковице фолликула, увеличилось на 15-50 %. С другой стороны, стволовые клетки из невыщипанных волос продолжали перемещаться туда-сюда между отсеками, производя коричневые пигменты.

«Недавно выявленные механизмы позволяют предположить, что подобное расположение стволовых клеток меланоцитов может существовать и у людей», — говорит доктор Сун. «Если это так, то можно найти способы обратить вспять или предотвратить поседение волос у человека, помогая этим заблокированным клеткам восстановить свою подвижность в волосяных фолликулах», — заключает он.

[Flanger]

Препарат от ожирения предотвращает развитие диабета в 90% случаев

Ученые представили результаты трехлетнего клинического исследования, в котором приняли участие более тысячи человек с ожирением и преддиабетом. В подавляющем большинстве случаев эта комбинация факторов неминуемо приводит к развитию сахарного диабета. Теперь ясно, что предупредить развитие хронической болезни можно даже у тех людей, кто находится фактически на пороге ее развития.

Ученые работали с препаратом тирзепатид (торговое название Zepbound), который одобрили в прошлом году для лечения сахарного диабета и ожирения. Исследователи решили выяснить, может ли лекарство остановить развитие диабета у людей с ожирением и преддиабетом. Тирзепатид или плацебо давали 1032 участникам в течение 172 недель.

В результате за более чем три года только у 10% добровольцев в группе тирзепатида диагностировали диабет, сообщается на сайте Корнеллского университета. Кроме того, зарегистрировано снижение уровня гликированного гемоглобина до показателей нормы у 90% участников.

«Данные доказывают, что сахарный диабет второго типа можно предотвратить даже у тех людей, кто находится на грани его развития», — заявил соавтор работы Луи Аронн.
Ученые десятилетиями работали над доказательством гипотезы о том, что ожирение является основной причиной развития диабета второго типа. Теперь они представили весомые аргументы, подтверждающие этот факт. «Со временем лечение ожирение может стать терапией первой линии и более распространенным, чем борьба с гипертонией или повышенным уровнем холестерина», — уверены они.

Единственным недостатком текущего исследования является маленький откат назад у некоторых пациентов: через 17 недель после отмены тирзепатида у группы участников снова отмечен небольшой набор веса и повышение уровня гликированного гемоглобина. Весьма вероятно, что если полагаться только на лекарства и не менять диету и образ жизни, то эффект от терапии может быть лишь временным.

Недавно другие ученые открыли новый механизм развития диабета на фоне ожирения, а также обнаружили, что раннее развитие диабета повышает риски деменции вдвое.

[Flanger]

Создание микробиома кишечника стало реальностью

Полезные бактерии (пурпурный) прикрепляются к определенным областям кишечника (зеленый)

Полезные бактерии занимают определенные области кишечника, внося вклад в наше здоровье через микробиом. Новое исследование выявило гены, которые полезные бактерии используют для колонизации этих областей, что открывает дверь для создания сконструированных пробиотиков.

Годы исследований продемонстрировали, насколько важен микробиом кишечника для многих аспектов нашего здоровья. Например, исследования показали, что микробиом влияет на все: от рака груди и рассеянного склероза до уровня сахара в крови и личности .

Чтобы микробиом был эффективным, необходимы симбиотические отношения между полезными и не очень полезными бактериями, которые колонизируют определенные области кишечника. Новое исследование, проведенное Институтом науки Карнеги (Carnegie Science), обнаружило способ направления бактерий в область, где они принесут наибольшую пользу.

«Мы говорим о невероятно сложной системе взаимосвязанных микробных сообществ, и каждый вид должен попасть в нужное место, где он сможет процветать и способствовать здоровью хозяина», — сказал Уильям Ладингтон из отдела экологии и эволюционной биологии Carnegie Science и автор-корреспондент исследования. «Исследователи пытались выяснить, как каждый вид бактерий направляется в нужное место и как минимизируется колонизация вредными или неидеальными видами».

Исследователи сравнивают этот процесс с системой обработки багажа в аэропорту, где зарегистрированный багаж — в данном случае полезные бактерии — транспортируется от стойки регистрации до грузового отсека самолета. Внешне это выглядит хаотично, но большую часть времени багаж доставляется в нужный самолет. Если это не так, то существуют корректирующие процессы.

«Точно так же и в кишечнике полезным бактериям нужно попасть в область, где они могут успешно создать колонию», — сказала Карина Гутьеррес-Гарсия, соавтор исследования. «Мы работали над тем, чтобы выявить механизмы, которые позволяют этому произойти».

Чтобы выяснить, как виды симбиотического микробиома попадают туда, куда им нужно, в свою так называемую нишу, исследователи разработали технологию, которая позволила им наблюдать за тем, как одна клетка полезного бактериального вида Lactiplantibacillus plantarum колонизирует кишечник плодовой мушки в высоком разрешении и в режиме реального времени. Плодовая мушка была выбрана, потому что ее микробиом намного меньше, чем у людей, и хорошо определен.

Гены полезного вида бактерий Lactoplantibacillus (красные) позволяют ему прикрепляться к определенной нише в кишечнике плодовой мушки

«Разработка этой техники визуализации была захватывающей задачей», — сказал соавтор исследования Рен Додж. «Она позволила нам увидеть взаимодействие отдельных клеток бактерий с кишечником хозяина в беспрецедентных подробностях».

Успешная колонизация зависит от белков, называемых адгезинами, которые присутствуют на поверхности бактерий. Как следует из их названия, адгезины прикрепляются к другим клеткам, тканям или структурам в организме. Однако адгезины обычно не различают, где они прикрепляются, и прикрепление является временным.

Используя технологию визуализации в реальном времени, исследователи наблюдали, что адгезины, используемые L. plantarum, выделенными из диких плодовых мушек, стабильно прикреплялись к тканям кишечника хозяина. Напротив, L. plantarum, полученный от человека , образовывал только кратковременное прикрепление. При более внимательном рассмотрении они определили генетическую основу для улучшенной адгезии бактерий в определенной нише кишечника.

«Выявив гены, которые позволяют L. plantarum колонизировать определенные ниши, мы теперь имеем представление о том, как с большей точностью внедрять их в другие бактерии», — сказал соавтор Кевин Аумиллер. «Это открывает дверь к созданию пробиотиков, оптимизированных для определенных ниш в кишечнике человека».

Исследование опубликовано в журнале Science .

[Flanger]

«Эликсир долголетия. Удалось ли китайским ученым найти способ продлить жизнь и улучшить здоровье?»: Остановить старение можно за счет внутренних ресурсов организма.

«Группа ученых из Сямэньского университета пришла к выводу, что вырабатываемая печенью во время голодания литохолевая кислота может стать ключом к замедлению процессов старения. Эта кислота, обладающая уникальными свойствами, уже продемонстрировала свою способность воспроизводить эффекты голодания у лабораторных мышей, что приводит к заметной регенерации мышечной ткани и улучшению физических показателей, таких как сила хвата и выносливость.
По словам ученых, литохолевая кислота активирует фермент, который играет важную роль в регуляции метаболизма и запуске процессов омоложения в организме. Эксперты считают, что если литохолевую кислоту можно будет получать извне, то люди смогут остановить старение без диет и голодания»

[Flanger]

Старение разобрали по клеткам

«Типы старения» объединяют клетки из разных органов и с разными функциями.

В недавней статье в Science речь идёт тоже о неравномерном старении, но уже на уровне отдельных групп клеток внутри одних и тех же органов. Только это были не человеческие клетки, а мышиные: сотрудники Рокфеллеровского университета пять раз в течение мышиной жизни брали образцы органов для анализа активности генов в отдельных клетках. Эти пять раз относились к разным периодам жизни (детство, юность и т. д.), мыши были самцами и самками, все относились к одной генетической линии, то есть варианты генов у всех были одни и те же. Образцов набралось 600, клеток – около 21 млн. Современные методы позволяют изучать молекулярно-генетические особенности одной-единственной клетки, и в данном случае у них оценивали активность генов по уровню различных РНК в ядре – информация с ДНК сначала копируется в РНК, происходит это в ядре, и по соотношению разных РНК можно увидеть, какие гены более активны, какие менее.

Исследователи обнаружили более 10 типов и 200 подтипов клеток. Типы и подтипы выделяли именно в отношении старения. То есть, например, среди жировых, мышечных и эпителиальных клеток могли оказаться такие, с которыми происходили одинаковые изменения в определённое время жизни. Клетки занимались разными вещами, находились в разных органах, однако возрастные изменения в активности некоторых генов у них были одинаковые – соответственно, их относили к одинаковому типу или подтипу. Некоторые из таких «групп старения» оказались очень немногочисленными, числом всего лишь в полтысячи клеток. Что именно они делают в рамках старения, пока не очень ясно, но в смысле обычной жизни некоторые из этих немногочисленных клеток выполняют общекоординирующие функции, то есть, например, синтезируют гормоны, которые влияют на самые разные процессы.

Изменения касались не только генетической перенастройки, но и просто количества. Так, клеток одного из «типов старения» в мышцах, жировой ткани и эпителии становилось заметно меньше в возрасте, когда мыши перестают быть юными и становятся взрослыми, то есть между 3 и 12 месяцами. Других, в первую очередь разных иммунных клеток, с возрастом становилось больше. Некоторые из них стимулировали воспаление и аутоиммунные реакции, тем самым усугубляя возрастные изменения в тканях. Исследователи не зря взяли в эксперимент самцов и самок – отличия в клеточно-возрастных изменениях у них были буквально в каждом органе. И, например, у самок сильнее увеличивалось количество «возрастных» В-лимфоцитов – возможно, это отчасти объясняет, почему пожилые женщины чаще других страдают от аутоиммунных проблем.

По сути, авторы работы получили ещё один клеточный атлас, которых в последние годы становится всё больше. Только этот атлас растянут во времени, поскольку описывает возрастные клеточные изменения. Главный плюс атласа в том, что все клетки изучали одним и тем же методом, а это значит, что полученные данные однородны, что они вполне стыкуются друг с другом. (В противном случае неизбежно возникали бы вопросы, как согласуются молекулярные этапы старения у клеток мышц и, к примеру, эпителиальных клеток, если их молекулярные портреты строили разными методами.)

Минус же в том, что атлас пока только мышиный, и делать выводы вроде того, что возрастное увеличение числа В-лимфоцитов у мышей объясняет статистику аутоиммунных заболеваний у пожилых женщин, нужно с большой осторожностью. Исследователи пишут, что они на уровне клеток показали временную ступенчатость и неоднородность старения в масштабе всего тела; насколько их выводы можно распространить на человеческое тело, с его другим сроком жизни, другим питанием и т. д., покажет время.

[Flanger]

Учёные выяснили, как регулярное употребление алкоголя снижает способности мозга к обучению

Исследователи из Техасского университета A&Mа провели эксперимент на мышах и узнали, как алкоголь влияет на активность особых клеток мозга (CIN). Они регулируют дофамин — гормон, который отвечает за мотивацию и обучение. Работа опубликована в журнале Science Advances.

У здорового человека CIN работают по принципу «всплеск-пауза»: короткий импульс активности и периоды затишья. Такой режим помогает учиться новому и забывать про старые привычки.

Эксперимент показал, что у тех мышей, кого заставляли долгое время потреблять алкоголь, паузы в работе CIN сократились и стали слабее. Как итог, у них ухудшились навыки адаптации к изменению правил или обстоятельств.
Исследование поможет продолжить изучение работы CIN и усовершенствовать терапию заболеваний, связанных с когнитивными функциями мозга. Это важно ещё и потому, что снижение способности к обучению происходят не только при алкогольной зависимости, но и из-за старения.