Новости медицины и здоровья

[Flanger]

Цитата

 

Подтверждена связь бактерий кишечника с продолжительностью жизни

До сих пор исследования указывали только на корреляцию этих факторов, однако теперь удалось подтвердить причинно-следственную связь. Кроме того, ученые определили конкретные типы бактерий, которые чаще других встречаются у долгожителей.

Группа исследователей из Китая опубликовала результаты новой работы, которая указывает на роль конкретных микробов кишечника и полости рта в более или менее продолжительной жизни человека, сообщает News.cn. Окончательные выводы получены благодаря использованию метода менделеевской рандомизации, который основан на анализе вариантов генов для точного определения причинно-следственной связи.

Оказалось, что некоторые бактерии кишечника, защищающие от заболеваний, связаны с более высокой продолжительностью жизни. Другие, напротив, имеют негативный эффект. Так, у генетически предрасположенных к высокой продолжительности жизни людей чаще всего в кишечнике присутствовали бактерии Prevotella и Paraprevotella. Меньше всего у них отмечалось Bacteroides и Fusobacterium.

Примечательно, что у долгожителей обычно наблюдалось большее биоразнообразие кишечника.
В отношении бактерий полости рта значительных отличий между людьми ученые не нашли. В дальнейших исследованиях они планируют изучить перемещение бактерий между различными частями тела человека. Возможно, это позволит получить новые подсказки для увеличения продолжительности жизни.

Ранее в другом исследовании ученые обнаружили связь бактерий кишечника и депрессии. Еще один эксперимент показал, что для заботы о здоровье кишечника важно заниматься спортом, при этом акцент следует делать на продолжительность тренировок, а не интенсивность.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Ученые поняли, как работают таинственные молекулы, созданные «клетками-зомби»

Стареющие клетки подвергаются процессу, который ученые называют «загадочной транскрипцией». Теперь исследователи узнали о нем больше.

«Зомби-клетки», которые скрываются в организме и способствуют возрастным заболеваниям, производят маленькие странные молекулы. Их нет в нормальных клетках и точная функция этих «загадочных» молекул остается загадкой. Однако теперь ученые выяснили, почему «зомби-клетки» вообще их производят, сообщает The Scientist.

Особенность «зомби-клеток» в том, что они не умирают, а перестают делиться из-за повреждения или стресса. Некоторые исследования показывают, что они помогают восстанавливать поврежденные ткани. Но по мере старения тела эти «зомби» начинают накапливаться и вызывают воспаление, которое способствует возникновению возрастных заболеваний, таких как рак, болезнь Альцгеймера и остеоартрит.

Согласно The Scientist, в дополнение к выбросу воспалительных молекул «зомби-клетки» подвергаются процессу, которые ученые называют «загадочной транскрипцией». Клетки ошибочно используют сверхкороткие фрагменты ДНК — простые фрагменты генов — для построения крошечных молекул РНК, молекулярного родственника дезоксирибонуклеиновый кислоты. Обычно клетки используют РНК в качестве чертежей для создания белков, среди прочего.

И обычно клетки читают гены, начиная с определенных участков молекулы ДНК (как заглавная буква отмечает начало предложения, а точка — его конец). У генов тоже есть одинаковые начальные и конечные точки. Однако при скрытой транскрипции клетки могут считывать «предложение» ДНК с середины. В результате, клетка образует необычно короткую молекулу РНК.

Точная функция этих криптических РНК остается неизвестной. Однако Пайель Сен, молекулярный биолог из Института старения при Национальном институте здравоохранения подозревает, что производство этих небольших молекул истощает ресурсы клетки, заставляя ее расти менее эффективно с возрастом. Кроме того, клетка может использовать инструкции внутри РНК для создания крошечных белков, которые каким-то образом мешают нормальным функциям клетки.

Изучение того, почему зомби-клетки подвергаются загадочной транскрипции и как это влияет на старение, поможет ученым лучше понять процесс старения, а также продлить жизнь и предотвратить возрастные заболевания.

Команда идентифицировала более 350 «загадочных участков» в стареющих клетках человека. Это значит, что они опознали фрагменты генов, из которых состоят «странные» РНК. Они также идентифицировали «эпигенетические» изменения в этих участках, которых не было в молодых, здоровых клетках. Ученые уверены, что могут объяснить причины скрытой транскрипции.

Эпигенетические изменения, наблюдаемые в клетках-зомби, были особенно заметны в гистонах — белковых «катушках» в хромосомах, вокруг которых намотана ДНК. И эти изменения ученые связали с возрастом клеток. В «клетках-зомби» эти эпигенетические изменения подвергали части генома воздействию клеточного механизма производства РНК. А вот в молодых — одни и те же фрагменты генов были «скрытыми» и, следовательно, не экспрессировались.

Новое открытие подтверждает идею о том, что «зомби-клетки» подвергаются скрытой транскрипции, потому что их способность контролировать экспрессию генов со временем угасает из-за накопления эпигенетических изменений в их ДНК.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Новый пробиотик защищает печень от алкоголя и быстро снимает похмелье

Доклинические эксперименты продемонстрировали впечатляющий защитный эффект нового пробиотика — он не только ускорял расщепление алкоголя в организме, но и предупреждал повреждение внутренних органов. В перспективе препарат может стать инструментом двойного назначения — снижать токсичность алкоголя и обеспечивать профилактику похмелья.

Для метаболизма алкоголя организм человека использует фермент алкогольдегидрогеназу (ADH). Известно, что некоторые формы ADH, например ADH1B, в 100 раз более активны по сравнению с другими вариантами. В предыдущих исследованиях ученые уже использовали вирусные векторы, созданные для экспрессии ADH1B, однако безопасность такого ускоренного расщепления алкоголя оставалась неясной.

В новом исследовании команда решила применить более безопасный метод доставки — бактерию Lactococcus lactis. Они создали пробиотик, секретирующий ADH1B и ввели его мышам. Результаты работы опубликованы на сайте Американского сообщества микробиологии.

В контрольной группе без пробиотика признаки опьянения появились уже через 20 минут, а с препаратом даже в течение часа они были не сильными. Также в контрольной группе уровень алкоголя в крови непрерывно повышался, а на фоне приема пробиотика начинал снижаться через два часа.

Важно отметить, что пробиотик обеспечивал более низкие уровни липидов и триглицеридов в печени. Предположительно, это означает защиту органа от прямого повреждения алкоголем.
Теперь ученые намерены оценил потенциал пробиотика для человека. В случае подтверждения результатов препарат может обеспечить разнонаправленную профилактику и снизить негативное воздействие алкоголя как на ткани внутренних органов, так и на физическое состояние на утро после употребления спиртного.

Согласно недавнему исследованию, пользы от низкого потребления алкоголя для здоровья сердца не существует. Напротив, риски сердечной недостаточности возрастают до 4,5 раз. Эта работа помогла определить дозировки алкоголя, которые точно не стоит превышать.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Выработка собственных эндоканнабиноидов защитила организм от наркотической и алкогольной зависимостей

Шведские ученые узнали, что эндоканнабиноидная система мозга защищает человека от развития зависимости от веществ даже в случае жестокого обращения в детстве.

Развитие алкогольной и наркотической зависимостей связано с разными причинами. Здесь играют роль и генетическое наследие, и социальное окружение человека, и факты жестокого обращения с ним в детстве. Эндоканнабиноидная система занимает важное место в регулировании наших реакций на стресс и дискомфорт. Эндоканнабиноиды — это вещества, схожие по химическим характеристикам с каннабисом, только вырабатываются они самим организмом, а не поступают извне.

Ученые из Линчепингского университета (Швеция) решили больше узнать о связи эндоканнабиноидной системы и развития алкогольной и наркотической зависимостей, а именно — о механизмах, лежащих как в основе восприимчивости, так и в устойчивости к этим расстройствам. Выводы представлены в журнале Molecular Psychiatry.

Исследователи использовали данные о получении психиатрической помощи людьми, подвергавшимися психотравматическому опыту в детстве. В работе участвовал 101 молодой человек. Испытуемых поделили на четыре группы: те, кто подвергся насилию в детстве и у которых развилась зависимость от алкоголя или наркотиков; те, кто имел такое расстройство, но не имел опыта жестокого обращения; те, у кого была зависимость, но было нормальное детство; те, кто не имел ни зависимости, ни травматичного детства (контрольная группа). Ученые измеряли уровни эндоканнабиноидов в крови участников и проводили эксперименты, мозг испытуемых при этом сканировали при помощи МРТ.

Оказалось, одна группа выделялась среди других — те участники которой подвергались жестокому обращению в детстве, но не развили никакой зависимости. По сравнению с другими испытуемыми у этих людей была повышена функция эндоканнабиноидной системы, а еще выявились различия в активности в трех областей мозга (две из них отвечают за когнитивные способности в данный момент времени и изменяют поведение людей в соответствии с текущей ситуацией, а третья область — в лобной доле — связана с регулировкой эмоций, например с подавлением страха, когда он неуместен). Удивительно и то, что именно эта группа больше всего отличалась от контрольной.

 

 

[Flanger]

Ученые выяснили, как рак ускользает от иммунитета и метастазирует

Ранее неизвестный механизм открывает новые возможности для борьбы с опухолью, особенно на этапе прогрессирования. Ученые рассматривают как минимум три терапевтические стратегии — воздействие на раковые клетки новым способом, усиление иммунных клеток, а также модификацию существующих препаратов или их комбинирование для уничтожения рака.

Группа исследователей из США и Сингапура обнаружила новый механизм метастазирования рака, который считается главной причиной смертности. Метастазы формируются, когда от очаговой опухоли раковые клетки начинают перемещаться по кровотоку, что в результате приводит к вторичным опухолям в других органах. Чтобы лучше понять этот процесс, ученые проанализировали самый ранний этап метастазирования на примере образцов опухоли головы и шеи человека, пишет EurekAlert.

Эксперименты показали, что рак намеренно истощает иммунные клетки, чтобы они теряли способность уничтожать опухоль. Даже когда ученые использовали терапию для снятия стресса с иммунных клеток, некоторые из них окончательно «перегорали» и больше не могли выполнять свою работу.

Затем ученые идентифицировали пути истощения иммунных клеток и воздействовали на них. Такое лечение позволило предотвратить метастазирование и даже омолодило иммунные клетки, однако постепенно рак все равно начинал разрастаться.

В рамках данного исследования ученые определили сигнальный путь MDK в качестве главного, который использует опухоль для маскировки и метастазирования. Весьма вероятно, что это не единственная мишень, блокировка которой позволит укротить болезнь. Авторы продолжают изучать другие пути, чтобы в дальнейшем раскрыть все возможности механизмы метастазирования.

Сейчас они продолжат тестировать терапевтический потенциал обнаруженной мишени MDK. Возможно, объединение новой стратегии с существующими препаратами или иммунотерапией улучшит уже полученные результаты лечения.

Изучая возможности иммунотерапии рака, недавно ученым удалось упростить и удешевить этот инновационный метод лечения. Эксперименты показали, что создать лекарство — специализированные клетки — можно на основе периферической крови, что значительно упрощает процесс лечения труднодоступных опухолей.

[Flanger]

Цитата

 

Открыта новая мишень для замедления старения

Австралийские ученые провели необычное исследование, одновременно проанализировав клеточные процессы на фоне старения у пяти разных биологических видов — от плодовых мушек до человека. Оказалось, что у всех есть универсальное сходство, от которого зависит старение и развитие заболеваний. Авторы уже подтвердили причинно-следственную связь и теперь намерены разработать лекарства для воздействия на новую мишень.

Многие ученые изучали влияние старения на экспрессию генов, однако лишь небольшое количество научных работ исследовало процесс транскрипции, при котором генетическая информация копируется из цепочки ДНК в молекулы РНК. В рамках нового исследования, о котором пишет Nature, ученые сфокусировались именно на этом процессе и проанализировали изменения транскрипции всего генома у пяти разных организмов: человека, плодовых мушек, нематод, а также крыс и мышей.

«Если ИИ — это мозг робота, то RPA — его руки». Что умеют программные роботы
Авторы оценивали, как старение меняет скорость перемещения фермента РНК-полимеразы II (Pol II), управляющего транскрипцией. Оказалось, что во всех организмах Pol II с возрастом становился быстрее, менее точным и более подверженным ошибкам.

Затем изменения скорости Pol II стали изучать на фоне низкокалорийной диеты и подавления передачи сигналов инсулина, которые ранее уже показали потенциал в увеличении продолжительности жизни. У нематод, мышей и плодовых мушек эти стратегии подтвердили эффективность — они замедляли скорость Pol II. Когда ученые намеренно замедляли Pol II, то увеличили продолжительность жизни плодовых мушек и червей на 10-20%.

«Эти результаты устанавливают причинно-следственную связь и демонстрируют, как механизмы старения согласуются между отдаленно родственными видами», — заявили ученые.
Известно, что изменения в процессе транскрипции Pol II связаны с развитием многих заболеваний, включая рак. Теперь ученые намерены найти наиболее эффективные инструменты воздействия на фермент, чтобы обеспечить как профилактику болезней, так и здоровое старение.

Ранее в другом исследовании ученые сообщили о единой мишени в терапии рака и старения, которая объясняет, почему в одних клетках ДНК восстанавливается, а в других — нет.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Ученые назвали главный «трюк» мозга: как он обманывает человека

Согласно новому исследованию, люди могут неправильно помнить события всего через несколько секунд или даже долей секунды после того, как они произошли.

Новое исследование показало, что люди могут генерировать ложные воспоминания о событиях всего через несколько секунд после того, как они произошли. 

Феномен, который исследователи назвали «иллюзиями кратковременной памяти», показывает, насколько легко и быстро люди переосмысливают события, чтобы они соответствовали нашим предубеждениям, вместо того, чтобы точно «записывать» то, что происходит.

«Похоже, что кратковременная память не всегда точно отражает то, что только что произошло, — пишут авторы исследования. — Вместо этого память формируется тем, что мы ожидали увидеть».

Чтобы проверить точность кратковременной памяти, исследователи привлекли 534 добровольца для участия в серии из четырех экспериментов, каждый из которых был направлен на запоминание последовательности букв латинского алфавита.

Когда участников попросили вспомнить, что они увидели всего через полсекунды, они ошиблись чуть менее чем в 20% случаев, и эта частота ошибок подскочила до 30%, когда их спросили через три секунды. Например, люди видели «Ɔ», а запоминали «С».

Чтобы подтвердить свои выводы, исследователи повторили тесты в трех аналогичных экспериментах с группой из 348 человек, не включенных в первоначальный анализ. Ученые пришли к выводу, что человеческий мозг записывает опыт на основе предустановленных представлений, которые позволяют нам генерировать более точные прогнозы о мире, отсекая особенности, которые не соответствуют этим предубеждениям.

«Эти иллюзии памяти, по-видимому, являются результатом знания мира, а не визуального сходства, — пишут авторы исследования. — В совокупности результаты показывают, что знание мира может формировать память, даже когда воспоминания только что сформировались».

Подробности о самом эксперименте опубликованы в журнале PLOS One.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Разработана заживляющая повязка, которая выявляет инфекцию в ране

Покрытие из наноцеллюлозы способствует заживлению ран и меняет цвет при начале развития инфекции.

Исследователи из Линчепингскиго университета разработали повязка из наноцеллюлозы, которая может выявлять ранние признаки инфекции. Диагностика не мешает процессу заживления ран, позволяет своевременно сменять повязки и предотвратить формирование тяжелой инфекции.

Повязка изготовлена из плотной сетчатой наноцеллюлозы, препятствующей проникновению внутрь бактерий и других микробов. В то же время материал пропускает газы и жидкость, что важно для заживления ран. Разработанная структура позволяет оставлять повязку на пораженном участке кожи в течение всего периода заживления. В случае необходимости замены при инфицировании раны покрытие изменяет свой цвет.

Структура и принцип работы заживляющего покрытия. Изображение: Olof Eskilson et al., Materials Today Bio

Неинфицированные раны имеют значение pH около 5,5. Когда возникает инфекция, рана становится все более щелочной и может иметь значение pH 8 или даже выше. Это связано с тем, что бактерии в ране меняют свое окружение, чтобы создать оптимальную среду для своего роста. Изменение уровня pH в ране можно обнаружить задолго до появления гноя, боли или покраснения, которые являются наиболее распространенными признаками инфекции.

При изготовлении повязки исследователи нанесли бромтимоловый синий на кремнеземный материал с порами размером всего несколько нанометров. В щелочной среде (при pH больше 7) этот краситель меняет цвет с желтого на синий. Кремнеземный материал объединили с перевязочным материалом без ущерба для свойств наноцеллюлозы. При возникновении инфекции такая повязка синеет.

Изменение цвета покрытия при инфицировании раны. Изображение: Olof Eskilson et al., Materials Today Bio

Инфекции в ранах, как правило, лечат антибиотиками, которые воздействуют на весь организм. Исследователи полагают, что ранняя диагностика позволит начать местное лечение, которое не потребует мощных антибиотиков. В условиях постоянного формирования бактерий, устойчивых к антибиотикам, такое лечение позволит сохранить эффективность существующих лекарств для сложных инфекций.

 

 

[Flanger]

Появление седины связали с нарушением подвижности стволовых клеток

Нарушение синтеза пигмента волос вызывает их поседение. Оно вызывается снижением числа производящих пигмент меланоцитов. Ученые выяснили, что их количество падает из-за «залипания» стволовых клеток в одной области волосяного фолликула, где они не могут превратиться во взрослые меланоциты.

Цвет волос определяется прежде всего количеством и распределением в них пигмента меланина. Он синтезируется и накапливается в клетках — меланоцитах, расположенными в волосяных фолликулах. В свою очередь, меланоциты образуются из находящихся там же стволовых клеток. У многих людей с возрастом, при определенных генетических «склонностях» или в результате стресса, этот процесс может сбоить. Производство меланина останавливается, в волосах остается множество воздушных полостей, и они седеют. Ученые из Университета Нью-Йорка показали, что стволовые клетки перестают превращаться в меланоциты из-за нарушений в подвижности. Статья опубликована в журнале Nature.

Профессор Рональд Перельман (Ronald Perelman) и его коллеги исследовали поведение стволовых клеток — предшественниц меланоцитов (Melanocyte Stem Cells, McSC) у мышей. Выяснилось, что по мере созревания эти клетки перемещаются в разные участки фолликула, где взаимодействуют с разным набором сигнальных белков, которые регулируют их превращение в меланоциты. Однако иногда McSC задерживаются в определенной области фолликула, и тогда их нормальное развитие останавливается.

Эта область — балдж — служит основным местом скопления стволовых клеток, а их созревание в норме идет глубже, у самого основания фолликула. Ученые показали, что с возрастом у мышей количество McSC в балдже увеличивается в несколько раз и они не переходят в зрелые меланоциты годами. Теперь Перельман с соавторами собираются открыть способ «высвободить» McSC из балджа, чтобы восстановить их здоровую активность. Возможно, в будущем это позволит найти средство, навсегда избавляющее от седины.

[Flanger]

Ученые из США создали препарат CPACC, который способен бороться с ожирением.

Задумка может быть перспективной, учитывая, что похожие лекарства, влияющие на физиологию человека, зарекомендовали себя с лучшей стороны.

Сотрудники Научного центра здравоохранения Техасского университета в Сан-Антонио провели эксперимент на мышах. Им давали СРАСС и кормили пищей с высоким содержанием сахара и жиров, но они оставались стройными. Помимо этого препарат предотвратил у животных диетический стресс, который обычно приводит к диабету, а также проблемам с сердцем и печенью. Об этом говорится в работе ученых, опубликованной в журнале Cell Reports.

Такого результата американские исследователи добились, воздействовав на ген MRS2, который отвечает за транспортировку магния в клетки организма. СРАСС подавлял активность MRS2, и выработка энергии в клетках мышей увеличивалась, что усилило метаболизм жиров и сахара.

Магний, как натрий, кальций и калий, играет важную роль в обеспечении здорового обмена веществ, но передозировка этих элементов может привести к нарушению процессов метаболизма. Изучая факторы увеличения веса на клеточном уровне у млекопитающих, исследователи обнаружили, что когда организм получал больше магния, чем необходимо, выработка энергии замедлялась. То есть избыток этого элемента приводит к отложению в организме избыточного жира, увеличению веса, а также связанным с этим патологиям сердца и печени.

По словам одного из авторов исследования профессора Мадеша Мунисвоми, препарат СРАСС способен «снизить риск кардиометаболических заболеваний, таких как сердечный приступ и инсульт, а также снизить заболеваемость раком печени».

Исследование американских ученых прокомментировала «Москвич Mag» биолог и популяризатор науки Ирина Якутенко:

«Работа, о которой мы говорим, выполнена на мышах. Транслировать на человека результаты, полученные на мышиных моделях, нужно с большой осторожностью. Работ, которые что-либо показывают на культурах клеток на мышах или кроликах, довольно много, но далеко не все вещества, которые показывают эффект в таких исследованиях, оказываются такими же успешными в отношении людей. Пока можно лишь сказать, что это любопытно, но нужно дождаться создания препарата для человека и результатов его исследований. В целом эта работа еще одно проявление большого нового тренда: создавать вещества для борьбы с ожирением, которые напрямую вмешиваются в нашу физиологию.

До недавнего времени все средства, направленные на борьбу с лишним весом, были бесполезными, типа чаев или таблеток, которые вызывали понос. Сейчас же мы больше знаем про физиологию набора веса, и, как результат, у нас начали появляться средства, которые прицельно влияют на связанные с этим процессы в организме, например на желание есть. Яркий пример — вещество под названием семаглутид. Оно влияет на наше восприятие еды, после инъекции препарата люди перестают хотеть есть, и это имеет эффект. Изначально он предназначался для людей с диабетом и ожирением, но его также применяют богатые и успешные люди просто с лишним весом.

А CPACC вмешивается в другой аспект физиологии — в наши взаимоотношения с едой, в процессы откладывания жира. Думаю, что в ближайшем будущем мы увидим выход на рынок новых препаратов такого типа, которые направленно вмешиваются в различные физиологические аспекты и смогут помочь людям продолжать есть и не толстеть или снизят их желание употреблять пищу. Ведь сегодня основная причина ожирения не генетические особенности, а обилие еды вокруг. Нам очень сложно не потреблять больше калорий, чем нужно, потому что еда — это и удовольствие, и спасение от скуки, и важный социальный ритуал. К тому же у многих из нас сидячий образ жизни, что дополнительно способствует накоплению лишнего веса».

[Flanger]

Исследование: одиночество вредит организму так же, как длительное голодание

Новое исследование показало, что восемь часов одиночества лишают энергии и увеличивают усталость у некоторых людей так же, как длительное время без еды. Это причиняет физический вред организму.

В лабораторном эксперименте участвовали 30 женщин, которые провели один день без общения, а другой — без еды. Потом участницы рассказали о своем состоянии, а врачи измерили частоту сердечных сокращений и уровень кортизола в слюне.

В полевом исследовании приняли участие 87 участников из Австрии, Италии или Германии во время пандемии коронавируса. Участники провели не менее восьми часов в изоляции и ответили на вопросы о своем самочувствии.

«В ходе лабораторного эксперимента мы обнаружили поразительное сходство между социальной изоляцией и голоданием. Оба состояния вызывают снижение энергии и повышенную утомляемость», — рассказали психологи.

Результаты второго исследования также показали, что уровень энергии участников снижался в дни, когда они ни с кем не общались, по сравнению с днями с небольшими социальными взаимодействиями.

[Flanger]

Ученые выяснили, что ускоряет «биологическое старение» организма

Стрессовые медицинские процедуры, такие как операция или роды, могут ускорить возрастные изменения в клетках, которые затем исчезают во время выздоровления.

В исследовании, опубликованном в журнале Cell Metabolism, биологи изучили влияние кратковременного, но экстремального физиологического стресса на биологический возраст мышей и людей.

Они использовали так называемые часы метилирования ДНК для количественной оценки эпигенетических модификаций в структуре ДНК, которые тесно связаны со старением. Метилирование ДНК относится к процессу, при котором небольшие метильные группы добавляются к поверхности молекулы ДНК и помогают контролировать, как и когда определенные гены включаются или выключаются. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что паттерны метилирования ДНК меняются в течение жизни и отражают биологическое старение.

Ученые впервые проверили гибкость биологического возраста на мышах. Они хирургическим путем соединили пары молодых и старых мышей так, чтобы их кровотоки слились на три месяца, что привело к значительному увеличению биологического возраста младших мышей. После разделения мышей на два месяца исследователи обнаружили, что увеличение возраста обратилось вспять.

Затем исследователи изучили сдвиги в биологическом возрасте людей, перенесших серьезную операцию, рожавших или получавших интенсивную терапию при тяжелых инфекциях COVID-19. Образцы крови пожилых пациентов, перенесших неотложную хирургию, показали всплеск биологического возраста в течение 24 часов после операции, но их возраст снова снизился до дооперационного уровня в течение одной-двух недель.

Однако пациенты с COVID-19, пережившие инфекцию, не так быстро пришли в норму. В то время как женщины вернулись к своему биологическому возрасту до коронавируса в течение двух недель, мужчинам это не удалось. Это значит, что сроки восстановления могут зависеть от типа стресса и пола.

В образцах крови беременных исследователи обнаружили пик биологического возраста примерно во время рождения ребенка, который вернулся к прежнему уровню в среднем в течение шести недель после родов.

[Flanger]

Старость проходит вместе со стрессом

Рисунок эпигенетических меток на ДНК омолаживается, когда исчезают неприятные жизненные обстоятельства.

Биологический возраст можно оценить по разным признакам: по физиологическим параметрам, по особенностям обмена веществ, по активности генов – с возрастом одни гены начинают работать слабее, другие сильнее. Есть ещё характерные молекулярные особенности, которые проявляются на уровне клеток и их ДНК. Это знаменитые теломеры, концевые участки хромосом, которые со временем становятся короче, и эпигенетические метки. Они появляются либо на самой ДНК, либо на белках-гистонах, которые работают упаковщиками ДНК, то открывая её для считывания генетической информации, то закрывая. Эпигенетические метки надолго изменяют активность генов, подгоняя их активность под долгоиграющие условия среды. С возрастом метки перестраиваются, и по их рисунку можно понять, насколько быстро стареет организм.

Неблагоприятные условия ускорят старение, что можно увидеть по возрастным эпигенетическим меткам. При этом нужно помнить, что они настраивают гены на определённую активность. То есть возрастные эпигенетические метки заставляют гены работать «по-пожилому». Так что метки оказываются не только признаком старения, но и его причиной. Их можно заставить перестроиться обратно, но обычно когда мы слышим про омоложение молекулярного состояния клетки, будь то эпигенетические метки или что-то ещё, то там подразумеваются специальные лабораторные ухищрения: клеткам дают какие-то сигнальные молекулы, какие-то ферменты, каике-то гормоны, которые понуждают их омолодиться.

Вадим Гладышев и его коллеги из Гарвардского университета и Института Броудов пишут в Cell Metabolism что, по крайней мере, в некоторых случаях возрастная эпигенетика омолаживается сама, безо всяких ухищрений – достаточно только прекратить те самые неблагоприятные воздействия, которые ускорили старение. Исследователи ставили опыты с разновозрастными мышами, хирургически объединяя их кровеносные системы. Это называется гетерохронным парабиозом (гетерохронный – потому что объединяются кровеносные системы разновозрастных индивидуумов). Кровь при парабиозе не переливается, а перемешивается, и молодая мышь, чья кровь разбавлена старой кровью, заметно стареет. То, что она стареет, видно и по обмену веществ, и по активности генов, и по пресловутым эпигенетическим меткам. Но самое главное, когда мышей разъединяли, у молодой мыши возраст отскакивал назад – то есть по тем же метаболическим и эпигенетическим маркерам она становилась снова молодой.

Гетерохронный парабиоз – всё-таки довольно специфический способ состарить организм. Обычно и мы, и мыши всё-таки стареют по другим причинам, и неблагоприятные условия жизни наше старение только ускоряют. Но если жизнь переменится в лучшую сторону, то есть шанс омолодиться. Исследователи проверили, что происходит с эпигенетическими метками людей, которые перенесли стресс. Стресс тут понимается в широком смысле: это и сильный ковид, и какая-либо внезапная хирургическая операция, и даже беременность – при всех положительных ассоциациях в беременности всё-таки много стрессового. У людей брали кровь для анализа в разгар стресса и после – исследователи анализировали возрастные эпигенетические метки в ДНК кровяных клеток. В разгар стресса, как и следовало ожидать, рисунок меток показывал на ускорившееся старение. Но потом ковид проходил, операция успешно заканчивалась, у молодых мам ребёнок появлялся на свет, и эпигенетический рисунок омолаживался.

Так происходило не у всех и не всегда. Например, при ковиде отскок эпигенетических меток в более молодое положение зависел от пола человека. Но суть тут в том, что эпигенетические возрастные показатели оказались обратимы сами по себе, и что эпигенетический возраст зависит от того, как тебе живётся в данный момент времени. Правда, стоит помнить, что эпигенетические метки есть разные, и даже когда мы говорим о возрастных метках, то и их можно искать разными методами, обращая внимание на одни особенности и не обращая внимания на другие. Ещё было бы интересно посмотреть, что происходит при психологическом стрессе, который мы чаще всего и имеем в виду, когда говорим «стресс». Наконец, тут должно многое зависеть от того, как долго человек находится под влиянием неблагоприятных условий. Можно предположить, что если жить стало плохо и конца плохому не видно, то возрастные эпигенетические метки прочнее обоснуются в самых разных органах и тканях, и, как мы говорили в самом начале, сами станут всё сильнее усугублять старение.

[Flanger]

«Застревание» стволовых клеток имеет отношение к поседению волос, утверждают учёные

Согласно проведённому недавно исследованию, некоторые стволовые клетки обладают уникальной способностью перемещаться между зонами роста волосяных фолликул, но с возрастом застревают и теряют свою способность созревать и поддерживать цвет волос.

В центре внимания исследователей из Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета были клетки мышиной кожи, а также человеческие клетки, которые называются стволовыми клетками меланоцитов (СКМ). Цвет волос зависит от отвечающих за него белковых пигментов, посылающих нефункциональным, но постоянно размножающимся пулам СКМ в волосяных фолликулах сигнал становиться зрелыми.

19 апреля в онлайн-выпуске журнала «Nature» опубликованы результаты исследования, показавшего, что СКМ удивительно пластичны: в процессе нормального роста волос эти клетки, курсируя между компартментами развивающихся волосяных фолликулов, постоянно перемещаются туда-сюда по оси зрелости. Именно внутри компартментов волосяных фолликулов СКМ подвергаются воздействию влияющих на их зрелость белковых сигналов разного уровня.

В частности, исследовательская группа установила, что при созревании СКМ их трансформация от простейшего состояния к следующему, транзитно-амплифицирующему, зависит от их местоположения.

Учёные обнаружили, что по мере того, как волосы стареют, выпадают, а затем неоднократно вырастают вновь, всё большее количество СКМ застревает в компартменте стволовых клеток, который называется бугорком (bulge) волосяного фолликула. Там они и остаются, не созревая до транзитно-амплифицирующего состояния и не возвращаясь к своему исходному местоположению в компартменте зародыша, где белки Wnt стимулировали бы их регенерацию в пигментные клетки.

«Наше исследование дополняет базовое понимание влияния стволовых клеток меланоцитов на окрашивание волос, — говорит ведущий исследователь Ци Сунь (Qi Sun), доктор философии, научный сотрудник медицинского центра Лангон при Нью-Йоркском университете. — Выявленные у мышей механизмы позволяют предполагать, что такая же фиксация положения стволовых клеток меланоцитов имеет место и у людей. Если это так, то можно попытаться обращать вспять или предотвращать поседение человеческих волос, помогая застрявшим клеткам вновь обрести способность перемещаться между развивающимися компартментами волосяных фолликул».

Исследователи утверждают, что пластичность СКМ отсутствует в других способных к саморегенерации стволовых клетках, например формирующих сам волосяной фолликул: по мере созревания в течение предопределённого периода времени эти клетки, как известно, движутся только в одном направлении. Например, транзитно-амплифицирующиеся клетки волосяных фолликулов никогда не возвращаются к исходному состоянию стволовых клеток. Это помогает объяснить, почему волосы продолжают расти даже при исчезновении пигментации, отмечает Сунь.

Ранее та же исследовательская группа Нью-Йоркского университета показала, что передача сигналов Wnt необходима для стимулирования созревания СКМ и производства пигмента и что в бугорке волосяного фолликула СКМ во много триллионов раз меньше подвергаются воздействию сигналов Wnt, чем в компартменте зародыша, расположенном непосредственно под бугорком.

В последних экспериментах на мышах, чьи волосы были физически состарены путём выщипывания и искуственного отращивания, количество волосяных фолликулов с СКМ в бугорке, значительно увеличилось: с 15% перед экспериментально вызванным старением до почти 50% после. Эти клетки оставались неспособными к регенерации или созреванию в продуцирующие пигмент меланоциты.

Как обнаружили исследователи, у застрявших СКМ, когда к ним перестало приходить большое количество сигналов Wnt, исчезла регенерация и, как следствие, способность производить пигмент в новых волосяных фолликулах, которые продолжали расти.

Напротив, в течение всего двухлетнего периода исследования другие СКМ, продолжавшие перемещаться между бугорком фолликула и зародышем, сохраняли, будучи СКМ, свою способность к регенерации, созреванию в меланоциты и продуцированию пигмента.

«Именно утрата хамелеоноподобной функции стволовыми клетками меланоцитов может вызывать поседение и обесцвечивание волос», — утверждает старший исследователь Маюми Ито (Mayumi Ito), доктор философии, профессор кафедры дерматологии имени Рональда О. Перельмана и кафедры клеточной биологии в медицинском центре Лангон при Нью-Йоркском университете.

«Эти результаты показывают, что ключ к поддержанию здоровья и цвета волос — подвижность стволовых клеток меланоцитов и обратимая дифференцировка», — говорит Ито.

Как сообщила Ито, у команды есть планы исследовать способы восстановления подвижности СКМ и физического перемещения их обратно в компартмент зародыша, где они могут производить пигмент.

Для исследования учёные использовали новейшие методы прижизненной 3D-визуализации и scRNA-seq, чтобы отслеживать клетки по мере их старения и перемещений внутри каждого волосяного фолликула почти в реальном времени.

[Flanger]

Биологи нашли ген, вызывающий тревожность

Ученые провели эксперименты на мышах, подвергая животных воздействию стресса. Обнаружилось, что после этого в нейронах их головного мозга накапливаются молекулы, приводящие к развитию тревожного поведения.

Исследователи сосредоточились на работе микроРНК в нейронах мозга подопытных животных, в особенности в клетках их миндалевидного тела. Эта область отвечает за формирование эмоций, в том числе страха.

Обнаружилось, что в условиях стресса в клетках резко повышается количество молекул miR483-5p. Последующие исследования позволили выяснить, что они подавляют работу гена Pgap2, вызывая тревожное поведение.

Ученые надеются, что будущие лекарства смогут воздействовать на ген, который кодирует эти молекулы, и точечно подавлять симптомы тревожных расстройств.

[Flanger]

Ученые перепрограммировали клетки, чтобы замедлить старение, и у них получилось

Ученые разработали колеблющиеся генетические «часы», которые значительно замедляют процесс старения в тестах на клетках дрожжей.

Сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали способ потенциального замедления процесса клеточного старения с помощью колеблющихся генетических «часов». Тесты на дрожжевых клетках показали, что с ними они живут значительно дольше.

В предыдущем исследовании ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила, что клетки, по-видимому, стареют в результате одного из двух конкретных процессов, придерживаясь одного пути и не сбиваясь с другого. Один включает снижение стабильности ДНК, а другой — снижение уровня митохондрий, производящих энергию для клеток. В любом случае, конечный результат один и тот же — клеточная смерть.

Для нового исследования ученые разработали способ замедления клеточного старения, позволяя клеткам переключаться между этими двумя разными процессами. Простыми словами, человек доберется до конечного пункта назначения (в данном случае — гибели клетки) быстрее, если пойдет по одному пути прямо до конца, но если бегать туда-сюда, переключаясь между двумя разными направлениями, все займет гораздо больше времени.

В рамках эксперимента ученые перемонтировали центральную схему регуляции генов, которая контролирует старение клеток. Обычно он работает как тумблер, направляя определенную клетку по определенному пути, но в этом случае исследователи настроили его так, чтобы он функционировал как генный генератор. Это заставляет клетку периодически переключаться с одного пути на другой, замедляя «прибытие к пункту назначения» — гибели клетки.

Команда ученых проверила вмешательство на клетках дрожжей и обнаружила, что те, которые находятся под контролем генетического осциллятора, жили примерно на 82% дольше, чем стареющие нормально. Исследователи говорят, что это наиболее заметное увеличение продолжительности жизни по сравнению с любым предыдущим генетическим или химическим вмешательством против старения, которое часто работает, пытаясь просто вернуть клетки в более молодое состояние.

Исследование опубликовано в журнале Science.

[Flanger]

Заменители сахара бесполезны для похудения и могут быть вредными для здоровья, — Всемирная организация здравоохранения. 

Длительное использование сахарозаменителей может повысить риски развития диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

[Flanger]

Частые поездки на работу вызывают проблемы с весом и сном

Сотрудники, которые тратят на поездки на работу более 5 часов в неделю менее активны, у них не хватает времени на тренировки и сон, из-за чего они более подрежены риску заболеваний связанных со сном и лишним весом.

[Flanger]

Открыт ключевой механизм регенерации сердца

Сердечно-сосудистые заболевания остаются ведущей причиной смертности в мире, поскольку сердце обладает ограниченной способностью к самовосстановлению. Ученые из Нидерландов выяснили, какие молекулярные процессы мешают регенерации ткани и продемонстрировали потенциал экспериментального лечения для восстановления сердца человека.

Исследователи из Лейденского университета работали с рыбками данио, которые обладают удивительной способностью к регенерации сердца. Например, в течение 90 дней после повреждения ткани они могут полностью ее восстановить. Ученые стремились понять, как быстро размножающиеся клетки созревают естественным образом и без каких-либо трудностей интегрируются в существующую ткань.

«Если ИИ — это мозг робота, то RPA — его руки». Что умеют программные роботы
Оказалось, что деление и созревание клеток контролирует белок LRRC10. Его отсутствие провоцировало деление клеток, однако они оставались незрелыми, а стимуляция экспрессии LRRC10, напротив, предотвращала деление. В дальнейшем выяснилось, что LRRC10 способствует созреванию клеток сердечной мышцы за счет контроля их обработки кальцием.

Вскоре ключевая роль LRRC10 подтвердилась и на моделях мышей и клеток сердца человека.

Сегодня основное препятствие в разработке новых методов лечения заключается в незрелости клеток сердечной мышцы. Теперь ученые могут нацеливаться на LRRC10, чтобы управлять процессом регенерации. Дальнейшие эксперименты будут направлены на поиск наиболее перспективных лекарств-кандидатов, которые в дальнейшем можно будет протестировать в лечении сердечной недостаточности и других заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Ранее модели рыбок данио помогли ученым определить механизм регенерации сетчатки. Это открытие поможет лечить различные заболевания глаз, приводящие к слепоте по мере прогрессирования.

[Flanger]

Криостимуляция оказалась эффективным способом лечения ожирения

Помимо похудения лечение приводило к улучшению уровня холестерина, глюкозы и других важных метаболических показателей, которые обычно повышаются на фоне избыточного веса. Учитывая безопасность и простоту криостимуляции, теперь ее рассмотрят в качестве дополнительного инструмента лечения ожирения.

В рамках эксперимента, о котором пишет Medical Express, ученые работали с 12 мужчинами и 17 женщинами с ожирением, индекс массы тела составил более 30. Участников разделили в две группы: первая в течение двух недель выполнила десять 2-минутных сеансов в криокамере при температуре минус 110 градусов Цельсия, а вторая подвергалась воздействию температуры минус 55 градусов Цельсия. Во время сеанса участники были одеты в футболку и шорты, с ними постоянно поддерживался голосовой и зрительный контакт.

Результаты воздействия холодом показали впечатляющий эффект, наибольшую пользу получили участники при температуре минус 110. Во-первых, у добровольцев уменьшился объем талии, а также повысилась физическая сила. Во-вторых, лечение привело к снижению целого ряда важных метаболических показателей.

Наблюдалось снижение уровня триглицеридов, общего холестерина, а также ЛПВП и ЛПНВ — показатели последних были в два раза ниже в первой группе. Кроме того, отмечалось снижение уровня глюкозы в крови, а также уровень артериального давления.
«Результаты наглядно демонстрируют, что криостимуляция полезна для лечения ожирения, а дополнительные положительные изменения в уровне жиров и глюкозы просто поразительны», — прокомментировал соавтор работы Якопо Фонтана.

Сейчас ученые намерены провести более длительные эксперименты с большей выборкой участников, после чего можно будет утверждать о пользе и безопасности криостимуляции в качестве дополнительного инструмента в терапии ожирения.

Недавно другие ученые выяснили, что мозг мужчин и женщин по-разному запускает развитие ожирения. Поэтому и подходы в лечении должны быть разными, утверждают они.

[Flanger]

Старение замедлили из кишечника

Включив фермент теломеразу в кишечных клетках, можно омолодить весь организм.

Один из самых известных признаков старения – это теломеры. Точнее, невооружённым-то глазом мы видим седину, морщины и т. д., но если погрузиться в молекулярные недра клеток, то там теломеры действительно окажутся одним из самых главных и самых известных признаков старения. Причём они не только признак, но и причина.

Хромосомы и окрашенные красным теломеры на их концах. 

Теломеры – концевые участки хромосом, которые укорачиваются при каждом клеточном делении. Мы уже как-то описывали сравнительно подробно, почему они укорачиваются – не могут не укорачиваться, – и что происходит, когда теломеры после многих клеточных делений укоротились до определённого предела. Если вкратце, то теломеры, которые сами ничего не кодируют, защищают кодирующие области хромосом от повреждений во время удвоения ДНК. Когда теломеры становятся очень короткими, клетка понимает, что делиться она больше не может. Более того, при укорочении теломер у неё начинаются проблемы с хромосомами. Она могла бы запустить программу самоуничтожения, которая обычно включается, когда внутриклеточных дефектов становится слишком много. Но и самоуничтожение срабатывает не всегда, и тогда собственные проблемы клетки становятся проблемами для всех, кто её окружает: свою обычную работу она выполняет с трудом, одновременно выделяя из себя разные молекулы, провоцирующие воспаление и повреждающие окружающие ткани.

Некоторые клетки способны делиться очень долго, как если бы их теломеры были очень, очень длинными – это эмбриональные стволовые клетки, Т-лимфоциты и раковые клетки. Но их теломеры по длине вполне обычные. Просто у таких клеток работает фермент теломераза, которая удлиняет теломеры. У всех остальных наших клеток ген теломеразы молчит: как только эмбриональная стволовая клетка начинает приобретать специализацию, как только она начнёт превращаться в конкретную клетку эпителия, клетку печени, мышц и т. д., она утрачивает «теломерное бессмертие». Исключение составляют вышеупомянутые Т-лимфоциты, которым нужно уметь делиться дольше других из-за особенностей их иммунной работы. У раковых же клеток ген теломеразы активируется из-за разнообразных генетических перестроек и мутаций, которые происходят при злокачественном перерождении.

Можно ли задержать старение, если снабдить обычные клетки теломеразой? Такие эксперименты проводили: например, делали генетически модифицированных мышей, у которых теломеразный ген не работал, но его можно было включить по желанию в любой момент. Как и ожидалось, такие мыши старели быстрее обычных, чтобы было видно и по их внешности, и по поведению. Однако если у них активировали ген теломеразы, мыши как будто становились моложе: они переставали седеть и начинали лучше соображать.

У тех мышей теломеразу включали по всему телу. В новой статье в Nature Aging сотрудники Института Гюльбенкяна и Университета Лазурного берега пишут, что не обязательно включать теломеразу по всему телу, достаточно ограничиться кишечником. Опыты ставили с рыбами Danio rerio, или полосатыми данио – не только потому, что с ними удобно проводить молекулярно-генетические манипуляции, но потому, что их теломеры схожи по длине с человеческими. (Мышиные же намного длиннее, и это напоминает о том, что продолжительность жизни не равна длине теломер: мыши живут намного меньше, чем люди.)

Исследователи решили сосредоточиться на кишечнике, потому что кишечные клетки быстрее доходят до теломерного предела деления – им приходится жить в сложных условиях, пища их постоянно повреждает и делиться они вынуждены намного чаще, чтобы заместить клеточные потери кишечного эпителия. Рыб модифицировали так, чтобы их теломераза вообще не работала – в итоге в их ДНК быстро накапливались дефекты, обмен веществ выдавал стремительное старение, а продолжительность жизни падала на 70%. Но тут у некоторых полосатых данио включали теломеразу в кишечнике, причём вдобавок кишечные клетки снабжали ещё одной копией гена теломеразы, чтобы удлинение теломер шло эффективнее. В кишечнике тут же замолкали гены, которые активируются при старении, клетки начинали делиться, восстанавливалась защита слизистой оболочки, убыстрялся обмен веществ, а кишечная микрофлора, которая менялась по ходу ускоренного старения, становилась похожа на ту, которая обычно есть у молодых рыб.

И, что самое главное, омолаживающий эффект от теломеразы был виден не только в кишечнике, где она работала. Уменьшалось количество дефектов в ДНК пронефроса, который у рыб выполняет функцию нашего костного мозга, производя клетки крови; у самцов начинали делиться клетки семенников; в целом рыбы с включённой теломеразой жили на 40% дольше и оставались более здоровыми, чем те, у кого её не включали.

Есть достаточно старая гипотеза, что от кишечника зависит старение во всём организме, и эксперименты с кишечной теломеразой как будто добавляют этой гипотезе аргументов. Однако возникает вопрос, как именно кишечник управляет общим старением. Возможно, кишечные клетки рассылают по всему телу некие сигнальные молекулы, которые, например, помогают клеткам лучше ремонтировать свою ДНК. Возможно, тут многое зависит от бактериальной микрофлоры, которая тоже рассылает разные химические молекулы, а также активно общается с иммунной системой. Возможно, работающая теломераза стимулирует оздоравливающие-омолаживающие сигналы, которые расходятся из кишечника по всему телу, вне зависимости от того, кто именно из рассылает, собственно кишечные клетки или бактерии. Предполагать здесь можно всё что угодно – искать доказательства всем предположениям, так или иначе, нужно в новых экспериментах.

Безусловно, очень заманчиво представить какую-нибудь омолаживающую таблетку, которая стимулирует теломеразу в кишечнике и от этого выигрывают и твои мышцы, и печень, и кожа. Действуя через кишечник, не нужно думать об адресной доставке лекарства куда-нибудь вглубь тела. Однако, если мы говорим о теломерах, то нужно помнить, что слишком длинные теломеры так же вредят клеткам, как и короткие, и если мы хотим бороться со старением, удлиняя теломеры, следует знать, когда в этом удлинении пора остановиться.

[Flanger]

Биологи нашли у детей бактерии, которые приводят к ожирению во взрослом возрасте

Ученые выявили кишечные бактерии, которые показывают, будет ли ребенок иметь избыточный вес в будущем. Исследование основано на данных 512 младенцев, родившихся во Франции.

Биологи наблюдали за индексом массы тела участников в возрасте от двух до пяти лет и собирали образцы стула. Они обнаружили положительную связь между определенными кишечными бактериями и ожирением.

Результаты также выявили различия в бактериях, которые колонизируют кишечник у взрослых с повышенной массой тела. Скорее всего, изменения в микробиоте кишечника, приводящие к ожирению, начинаются еще в раннем детстве.

[Flanger]

ОПРЕДЕЛЕН БЕЛОК, КОТОРЫЙ ЗАПУСКАЕТ ГИБЕЛЬ КЛЕТКИ

Швейцарские ученые выяснили, что клетка не лопается сама по себе в конце своей жизни. Механизм «самоуничтожения» запускает белок ниндзюрин-1: он надрывает клеточную мембрану, сообщает Базельский университет. Статья, посвященная открытию, опубликована в журнале Nature.

Смерть клеток имеет решающее значение для всех организмов. Поврежденные клетки или клетки, зараженные вирусами или бактериями, «самоустраняются», препятствуя развитию опухолей и распространению возбудителей в организме. На заключительном этапе этого процесса защитная мембрана клетки повреждается, позволяя ионам проникать в клетку. Раньше считалось, что затем клетка набухает, пока, наконец, не лопнет из-за повышения осмотического давления. Теперь же ясно, что это не происходит само собой. 

Используя передовые методы, такие как высокочувствительная микроскопия и ЯМР-спектроскопия, ученые смогли выяснить механизм, с помощью которого ниндзюрин-1 вызывает разрыв мембраны на уровне отдельных атомов. Ниндзюрин-1 представляет собой небольшой белок, встроенный в клеточную мембрану.

Получив команду самоликвидации, два белка ниндзюрин-1 объединяются в нитевидные структуры и «протыкают» мембрану. Увеличивают повреждения и дыры многие другие белки, прикрепляющиеся к первоначальному месту разрыва. Так клеточная мембрана расщепляется по частям, пока клетка полностью не распадается. Затем «служба очистки» организма удаляет клеточный мусор.

«Теперь очевидно, что без ниндзюрина-1 клетки не взрываются. Они набухают до определенной степени из-за притока ионов, но разрыв мембраны зависит от функции этого белка», —отмечают авторы работы. 

Более глубокое понимание гибели клеток позволит найти новые мишени для лекарств. Терапевтические вмешательства для лечения рака возможны, поскольку некоторые опухолевые клетки избегают запрограммированной гибели клеток. Кроме того, в случае преждевременной гибели клеток, наблюдаемой при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона, или при опасных для жизни состояниях, таких как септический шок, потенциальным вариантом лечения являются препараты, влияющие на этот процесс. Информация взята с портала «Научная Россия» 

[Flanger]

Благодаря женщине, которая родилась с редкой мутацией, генетики поняли, как отключить боль

Из-за редчайших генетических мутаций жительница Шотландии не чувствует боль, страх и почти не волнуется.

Благодаря женщине, которая родилась с редкой мутацией, генетики поняли, как отключить боль

Исследователи из Университетского колледжа Лондона смогли определить молекулярный механизм, благодаря которому жительница Шотландии Джо Кэмерон почти не чувствует боли, страха, беспокойства и у нее быстро заживают раны, сообщает MedicalXpress. Исследование опубликовано в журнале Brain.

Ученые обнаружили, что в организме Джо мутация гена FAAH-OUT отключает другой ген — FAAH, который является частью эндоканнабиноидной системы организма и хорошо известен как важный участник механизма боли, настроении и памяти. Эта мутация и делает Кэмерон нечувствительной к боли. Примечательно, что участок генома, содержащий FAAH-OUT, до этого считался «мусорным» — бесполезным, не несущим функций.

При этом у Джо есть еще несколько редких мутаций, связанных с заживлением ран и настроением. Например, изменения пути WNT, связанного с повышенной активностью гена WNT16, который отвечает за регенерациею костей. Также изменены два других ключевых гена: BDNF, который связан с регуляцией настроения, и ACKR3, который помогает регулировать уровень естественных опиоидов в организме.

Генетическое открытие прокладывает путь к разработке новых лекарств и способов лечения людей.

[Flanger]

Исследование: дефицит железа усугубляет депрессию и тревожность

Дефицит железа в организме может усугубить депрессию, тревожность и беспокойство. Людям с подобными симптомами будет полезно сдать анализ на ферритин и при необходимости включить в рацион добавки или содержащие железо продукты — они облегчат состояние.

К таким выводам пришли психиатры из Мичиганского университета. Они провели метаанализ предыдущих исследований на эту тему. Он показал: прием добавок с железом улучшил настроение и снизил утомляемость даже у людей без ярко выраженного дефицита этого вещества.

«У человека может быть дефицит железа без анемии, и многие психиатры не знают, что сам по себе он связан с ухудшением симптомов психических расстройств. Но доказательства этому существуют. Наше исследование продемонстрировало: прием препаратов для повышения уровня железа может стать полноценной частью терапии определенных состояний», — заявила ведущий автор исследования Стефани Левин.

[Flanger]

Ученые придумали новый способ лечить облысение

Исследователи использовали микроРНК для стимулирования роста волос у мышей.

Авторы нового исследования успешно стимулировали рост волос у мышей с помощью микроРНК, чтобы генетически манипулировать стволовыми клетками волосяных фолликулов. В будущем это решит проблему облысения.

Как и другие части тела, при старении стволовые клетки волосяного фолликула затвердевают, что затрудняет их производство волос. Исследователи из Северо-Западного университета, штат Иллинойс, впервые изучили мышей, чтобы понять, что происходит на клеточном уровне со стволовыми клетками волосяного фолликула (СТВФ) и клетками зародышей волоса. Они заметили, что СТВФ были жесткими по сравнению с клетками-предшественниками волосяных зародышов, которые были относительно мягкими и механически динамичными.

Затем они определили, связано ли поведение клеток с экспрессией генов, и обнаружили, что конкретная микроРНК — miR-205, одна из наиболее выраженных микроРНК в предшественнике зародыша волос и стволовых клетках кожи. МикроРНК — это небольшие одноцепочечные, некодирующие молекулы РНК, которые играют важную роль в регулировании экспрессии генов. Они вырабатывают конкретный ген слишком много, слишком мало или нужное количество своего белка в определенное время.

После генетической стимуляции стволовых клеток мышей для производства большего количества miR-205, более мягкие зародыши волос стали более чувствительными и быстро мобилизовались для начала регенерации волосяных фолликулов, способствуя росту волос у молодых и старых мышей.

«Они начали отращивать волосы через 10 дней, — объясняет Руй И, автор-корреспондент исследования. — Это не новые стволовые клетки. Мы стимулируем существующие стволовые клетки для роста волос. Часто у нас все еще есть стволовые клетки, но они могут не генерировать волосы».

Исследование опубликовано в журнале PNAS.

[Flanger]

Таурин замедлил клеточное старение и продлил здоровую жизнь у мышей и обезьян

Его дефицит у людей оказался связан с возрастными заболеваниями

Графическое резюме исследования. Коллаж N + 1. Источник: Parminder Singh et al. / Science, 2023

Группа ученых выяснила, что с возрастом в крови мышей, обезьян и людей значительно снижается уровень таурина. Добавление этой сульфоаминокислоты в пищу продлевало здоровую жизнь в экспериментах на круглых червях, мышах и обезьянах, а ее дефицит у людей был связан с маркерами метаболических расстройств и воспаления. Кроме того, таурин положительно влиял на многочисленные признаки старения на клеточном и молекулярном уровне. Отчет о проделанной работе опубликован в журнале Science.

Старение многоклеточного организма — неизбежный многофакторный процесс, который характеризуется снижением функций различных органов, с каждым годом повышающим риск «возрастных» заболеваний и смерти. Оно связано с системными изменениями концентраций некоторых метаболитов. При этом во многом неясно, возникают ли эти изменения вследствие старения, или, наоборот, сами ускоряют его.

Один из таких метаболитов — таурин (2-аминоэтансульфоновая кислота). Он схож с простейшей аминокислотой глицином, но вместо карбоксильной содержит сульфогруппу, не входит в состав белков, но активирует некоторые глициновые рецепторы. Таурин широко распространен в тканях животных (составляет около 0,1 процента массы тела человека). Он необходим для правильного развития и работы сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, сетчатки глаза и скелетных мышц. У человека служит условно незаменимым нутриентом (полностью незаменимым у детей). Известно, что его концентрация в крови коррелирует с некоторыми показателями здоровья кожи, сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем, а также метаболизма глюкозы, однако ее возможное влияние на старение изучено мало.

Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи из Австралии, Великобритании, Германии, Индии, Италии, Сингапура, США, Турции, Финляндии и Франции под руководством Виджая Ядава (Vijay Yadav) из Колумбийского университета в Нью-Йорке начали с измерения динамики сывороточной концентрации таурина с возрастом у мышей, макаков-резусов и людей. Оказалось, что она неуклонно снижается: в среднем со 132,3 нанограмма на миллилитр у четырехнедельных мышей до 40,2 — у 56-недельных. У 15-летних обезьян она оказалась в среднем на 85 процентов ниже, чем у пятилетних; у 60-летних людей она составляла лишь треть от уровня пятилетних.

После этого авторы работы назначали 14-недельным мышам (средний возраст) 1000 миллиграмм таурина на килограмм массы тела или плацебо ежедневно до конца жизни при неограниченном питании. Медианная продолжительность жизни возросла на 10–12 процентов, а ожидаемая продолжительность жизни в 28-недельном возрасте — на 18–25 процентов в основной группе по сравнению с контрольной. Подобный эффект удалось воспроизвести у круглых червей Caenorhabditis elegans, но не у пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Связь дефицита таурина со странием у разных видов. Parminder Singh et al. / Science, 2023

На следующей стадии экспериментов удалось установить, что добавление таурина в пищу в среднем возрасте дозозависимо улучшает все исследованные показатели здоровья мышей. В частности, такие животные с возрастом меньше набирали массу тела и меньше теряли плотность костей; лучше сохраняли мышечную силу, выносливость и координацию движений; демонстрировали сохранность когнитивных функций и меньше признаков тревожности и депрессии; обладали лучшей толерантностью к глюкозе и перистальтикой кишечника, а также более интенсивным энергообменом. Кроме того, у них было меньше провоспалительных лейкоцитов, чем у животных из контрольной группы при сохранном уровне эритроцитов. Схожий эффект наблюдался и у макаков-резусов.

Также авторы работы проанализировали связь уровней циркулирующих метаболитов таурина с более чем 50 клиническими факторами риска почти у 12 тысяч участников проспективного популяционного исследования EPIC-Norfolk. Оказалось, что более высокие концентрации таурина и его прекурсора гипотаурина в крови коррелируют с более низкими индексом массы тела, соотношением талии и бедер, абдоминальным ожирением, уровнем глюкозы, заболеваемостью сахарным диабетом второго типа и уровнем маркера воспаления C-реактивного белка. У общего холестерина и аспартатаминотрансферазы (АСТ) наблюдалась положительная связь с таурином, но отрицательная — с гипотаурином. Дополнительный анализ выявил тенденцию к росту уровня таурина и его метаболитов при выполнении теста с возрастающей нагрузкой как у людей с сидячим образом жизни, так и у спортсменов разных направлений (спринтеров, стайеров и бодибилдеров).

Связь уровней таурина с признаками старения у людей и макаков-резусов. Parminder Singh et al. / Science, 2023

Изучение механизмов влияния пищевого таурина на признаки старения у мышей и рыб данио-рерио показало, что он:

препятствует клеточному старению (сенесценции);
уменьшает негативные последствия дефицита теломеразы;
подавляет окислительное повреждение ДНК у повышает выживаемость после него;
выстраивает у эпигенетической регуляции ДНК путем метилирования CpG-островков в мышцах и коре мозга пожилых мышей паттерны, схожие с молодыми животными;
модулирует чувствительность клеток к нутриентам и поддерживает протеостаз;
помогает предотвратить развитие провоспалительного фенотипа;
снижает дисфункцию митохондрий.
 

Механизмы влияния таурина на старение. Parminder Singh et al. / Science, 2023

Таким образом, дефицит таурина можно считать одним из движущих факторов старения у многоклеточных животных. Авторы работы полагают, что собранных ими данных достаточно для того, чтобы инициировать долгосрочные контролируемые клинические испытания эффектов таурина, в которых исходами должны стать продолжительность здоровой жизни в частности и жизни в целом.

В 2019 году британские исследователи обнаружили, что таурин может служить хорошим осмолитом, который насыщает клетки кожи жидкостью, увлажняя и омолаживая ее. Годом ранее международная группа ученых показала в эксперименте с данио-рерио, что пищевой таурин — один из основных ингредиентов энергетических напитков — усиливает негативные социальные последствия потребления алкоголя.

[Flanger]

Ожирение негативно влияет на организм даже после похудения

Ученые обнаружили, что ожирение нарушает реакцию мозга на питательные вещества и эти изменения сохраняются длительное время даже в случае, когда человек изменил диету и похудел. Исследование дает новое объяснение, почему люди с избыточным весом очень долго не могут восстановиться даже после похудения и часто снова его набирают.

В рамках нового исследования, о котором пишет Stat, ученые изучали влияние ожирения и его последствий на организм человека. Для этого они проанализировали медицинские данные 30 участников с индексом массы тела более 30 и 28 добровольцев с нормальным весом. Изучая томографию мозга, они обнаружили любопытные изменения. Оказалось, что у людей с ожирением нарушаются реакции мозга на питательные вещества, а у людей с нормальным весом мозг исправно сигнализирует, что получил питание и пока больше в нем не нуждается.

«Ощущение присутствия пищи в организме и реакция мозга на нее не совпадают у людей с ожирением. Этот биологический процесс объясняет, почему людям так сложно сбросить вес и удержать его после похудения», — прокомментировала соавтор работы Мирей Серли.

Во второй части эксперимента участники прошли 12-недельную программу и сбросили примерно 10% своего веса, однако это никак не повлияло на активность и реакции мозга — они оставались прежними, несмотря на коррекцию диеты.

«Это означает, что реакции мозга на фоне ожирения не могут быстро восстановиться с помощью питания», — сделали вывод авторы.

Фактически, потребляя определенные продукты, приводящие к набору веса, у человека надолго изменяется работы мозга, а эти изменения, в свою очередь, определяют выбор еды в будущем.

Открытие имеет важное значение для лечения и профилактики ожирения, которым страдают миллионы детей и взрослых по всему миру. Осознавая долгосрочные негативные последствия для организма, важно с большим вниманием относится к выбору продуктов, заключают ученые.

Ранее другие исследователи продемонстрировали пользу криостимуляции для лечения ожирения. Помимо похудения лечение приводило к улучшению уровня холестерина, глюкозы и других важных метаболических показателей.

[Flanger]

Низкие дозы аспирина повысили риск анемии у здоровых пожилых людей

И снизили уровень ферритина

Низкие дозы аспирина независимо снижали уровень ферритина и повышали риск развития анемии у здоровых пожилых людей, причем это происходит независимо от риска кровотечений. Как сообщается в журнале Annals of Internal Medicine, такие к таким результатам австралийские ученые пришли, проанализировав данные клинического исследования аспирина, которое включало почти 20 тысяч человек.

По данным Всемирной организации здравоохранения примерно 30 процентов людей старше 75 лет во всем мире страдают анемией. Чаще она связана с дефицитом железа, сопутствующими и хроническими воспалительными заболеваниями, однако в трети случаев не удается однозначно установить причину анемии.

Для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний пожилым людям нередко назначают ежедневный прием низких доз аспирина (ацетилсалициловой кислоты). Одним из осложнений его приема считается повышенный риск тяжелых кровотечений, особенно желудочно-кишечных. При этом не до конца ясна роль аспирина в риск развития анемии у пожилых людей: с одной стороны он должен повышаться из-за скрытой кровопотери и последующего дефицита железа. С другой — аспирин обладает противовоспалительным эффектом и мог бы снижать риск развития анемии хронических заболеваний.

Ученые во главе с Зои Маккуилтен (Zoe McQuilten) из Университета Монаша использовали данные двойного слепого плацебо-контролируемого исследования, в котором проверяли, увеличивает ли ежедневный прием 100 миллиграмм аспирина, покрытого кишечнорастворимой оболочкой, продолжительность жизни без инвалидности у здоровых участников в возрасте 70 лет или старше по сравнению с плацебо. Поскольку у всех участников регулярно измеряли концентрацию гемоглобина, ученые исследовали влияние ежедневного приема низких доз аспирина на частоту развития анемии у здорового пожилого населения. Второстепенной задачей анализа было изучение влияния аспирина на изменение концентрации гемоглобина и уровня ферритина.

В первичный анализ включили 18153 участника. Исходные характеристики были хорошо сбалансированы между экспериментальной и контрольной группами. Средняя продолжительность наблюдения после рандомизации составила 4,7 года в каждой группе, в течение этого времени участникам в среднем измеряли концентрацию гемоглобина пять раз в год. Наблюдение за 78 процентами участников велось не менее трех лет. К концу испытания 5,5 процента участников умерли, 1,2 процента отказались от участия и 1,6 процента не явились в указанный срок.

Частота развития анемии, которую ученые определяли как концентрацию гемоглобина менее 130 грамм на литр у мужчин и 120 грамм на литр у женщин, составила 51 случай на 1000 человеко-лет в группе аспирина по сравнению с 43 случаями на 1000 человеко-лет в группе плацебо. Предполагаемая вероятность развития анемии в течение пяти лет составила 23,5 процента в группе аспирина и 20,3 процента в группе плацебо, и в целом лечение аспирином привело к увеличению риска развития анемии на 20 процентов.

Этот риск оставался значимым при корректировке на заболеваемость онкологическими заболеваниями и другими факторами риска анемии. На него также не повлияли пол, возраст, хроническая болезнь почек, диабет, курение, употребление алкоголя, предшествующий прием аспирина и других препаратов.

Среди тех, кто принимал плацебо, уровень гемоглобина снизился в среднем на 3,6 грамма на литр за пять лет. В исследуемой группе аспирина исходный уровень гемоглобина был на 0,4 грамма на литр меньше, чем в группе плацебо, и за пять лет он снизился на 0,6 грамма на литр по сравнению с плацебо.

У 8295 участников измеряли исходный уровень ферритина в сыворотке крови, среди них у 7139 человек измеряли уровень ферритина через три года после приема плацебо или аспирина. Через три года уровень ферритина в сыворотке крови снизился в среднем на 16 процентов у тех, кто получал аспирин, по сравнению с тремя процентами у тех, кто получал плацебо.

Участники, получавшие аспирин, с большей вероятностью имели уровень сывороточного ферритина менее 45 миллиграмм на литр и менее 100 миллиграмм на литр через три года по сравнению с плацебо. После учета исходных уровней ферритина среднее его снижение через три года у участников, получавших аспирин, было на 11,5 процента больше, чем у участников, получавших плацебо.

В ходе исследования у 465 участников (2,6 процента) произошло по крайней мере одно крупное кровотечение (геморрагический инсульт, другое внутричерепное кровотечения или другое клинически значимое кровотечение, которое привело к переливанию крови, госпитализации, хирургическому вмешательству или смерти): 273 человека в группе аспирина и 192 в группе плацебо. Общее число крупных кровотечений составило 518 (303 в группе аспирина и 215 в группе плацебо). При этом эти кровотечения не влияли на ассоциацию аспирина и частоты анемии, динамики гемоглобина и уровня ферритина.

По словам авторов это первое крупномасштабное исследование, в ходе которого изучалось влияние длительного приема низких доз аспирина на развитие анемии. По их мнению это исследование показывает необходимость постоянного контроля уровня гемоглобина у пожилых людей, которые принимают аспирин, чтобы вовремя обнаружить анемию.

[Flanger]

Простая диета излечивает сахарный диабет

Исследование доказывает, что просто за счет употребления здоровой пищи без жесткого ограничения калорий пациенты быстро достигают ремиссии. Сегодня диабет принято считать хроническим заболеванием, которое требует постоянного медикаментозного лечения. Результаты уникального эксперимента должны вдохновить пациентов и врачей обязательно использовать питание в качестве основного или дополнительного инструмента терапии, надеются авторы.

В исследовании приняли участие пациенты в возрасте от 41 до 89 лет, которых направили в оздоровительные учреждения по поводу лечения сахарного диабета второго типа. Большинство из участников знало о пользе коррекции образа жизни в отношении своего диагноза. В рамках эксперимента одна группа добровольцев изменила только питание, а другая дополнительно принимала назначенные врачом препараты, пишет EurekAlert.

Диета включала в себя растительное питание с низким содержанием жиров и преобладанием цельнозерновых продуктов. Жестких ограничений калорий или времени приема пищи не устанавливали.

За несколько месяцев все участники добились серьезного снижения индекса массы тела и значимого улучшения в показателях глюкозы, у 37% добровольцев отмечена полная ремиссия диабета.

«Работа вновь подтверждает эффективность растительного рациона с преобладанием цельнозерновых в качестве основной меры терапии для достижения ремиссии диабета», — заявил автор исследования Гунадхар Паниграхи. Теперь ученые намерены продолжить исследования, чтобы получить данные, позволяющие в будущем изменить стандартные протоколы лечения диабета.

Эффективное лечение и профилактика диабета остро необходима по многим причинам. Например, ранее ученые показали связь диабета с раком и болезнью Альцгеймера.