Клетки человека

Ученые смогли восстановить спинной мозг парализованных людей при помощи разрядов электрического тока

Травмы позвоночника считаются крайне опасными, так как влекут за собой повреждение спинного мозга. Последнее, как известно, грозит полным параличом конечностей, причем зачастую необратимым. Причина в том, что в результате таких травм утрачивается нейронная связь между мозгом и мышцами. Но можно ли восстановить эту связь искусственно? Согласно недавнему исследованию, это действительно возможно при помощи имплантатов, которые воздействуют электрическим током на определенные клетки спинного мозга. Более того, им даже удалось вернуть способность ходить людям, у которых ноги были полностью парализованы. Но каким образом электростимуляция способствует восстановлению спинного мозга? Предлагаем далее подробно разобраться, как это работает.

Функции спинного мозга можно восстановить?

Надо сказать, что над решением проблемы паралича ученые работают давно. Но нынешнее исследование стало одним из наиболее обнадеживающим. В нем приняли участие девять человек, парализованных в результате травм спинного мозга. Шестеро из них частично или полностью не могли шевелить ногами, но при этом сохраняли некоторую чувствительность конечностей. У троих вообще не было чувствительности ниже талии.

Всем участникам были имплантированы электроды в нижнюю часть спинного мозга. Они обеспечивали так называемую эпидуральную электрическую стимуляцию. Электроды располагались вне мембраны, покрывающей нервную систему. После операции пациенты тренировались в течение пяти месяцев. Тренировки начинались с попыток стоять на ногах. Затем люди учились ходить и даже выполнять упражнения с нагрузкой. На заключительном этапе все пациенты могли ходить, правда с ходунками для устойчивости, поэтому тренировались на открытом воздухе.

Имплантат стимулировал нервные клетки нижней части спинного мозга

Вначале все упражнения участники эксперимента выполняли с включенным имплантатом EES, стимулировавшим электричеством клетки спинного мозга. Но со временем четверо пациентов смогли ходить и даже выдерживать определенную весовую нагрузку с выключенным устройством, о чем авторы работы сообщают в журнале Nature.

Также ученые обнаружили, что по мере восстановления способности ходить, активность спинного мозга пациентов в ответ на работу имплантата EES снижалась. По мнению ученых, это говорит о том, что реабилитация в комбинации с электрической стимуляцией обеспечила реорганизацию нервной системы. К примеру, в головном мозге, когда ему приходится много раз решать одну и ту же задачу, активность клеток с каждым разом тоже снижается. То есть для решения задачи требуется меньшее количество клеток.

Парализованные мыши после стимуляции спинного мозга электричеством восстановили способность ходить, как и люди

Как электричество действует на клетки спинного мозга

Чтобы выяснить каким образом воздействие электрическим током на клетки спинного мозга помогает нервной системе восстанавливаться, ученые имплантировали электроды мышам с поврежденным спинным мозгом. После этого грызуны точно так же проходили реабилитацию с включенным устройством EES.

В ходе всего эксперимента исследователи тщательно отслеживали какие из нервных клеток реагировали на лечение. В результате им удалось выявить группу нейронов, расположенных в поясничном отделе спинного мозга, которые наиболее активно реагировали на терапию. Но какую функцию эти клетки выполняют?

Ученые обнаружили нейроны, которые отвечают за восстановление спинного мозга после травмы

Чтобы выяснить это, ученые блокировали данные клетки у здоровых мышей и тех, которые были парализованы. На здоровых животных блокировка клеток никак не отразилась, а вот больные мыши после этого утратили способность восстанавливаться. Отсюда следует, что обнаруженные нервные клетки являются ключом к восстановлению способности ходить после травмы спинного мозга.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Судя по всему, разряд электричества запускает нейроны, которые, в свою очередь, запускают восстановительный процесс. В результате меняется архитектура нервной системы. По словам самих исследователей, эти выводы согласуются с идеей, согласно которой спинные нейроны, потерявшие связь с головным мозгом в результаты травмы позвоночника, могут быть переназначены для восстановления функции движения.

Очевидно данное исследование позволит создать более эффективные устройства для восстановления спинного мозга после травмы. Напоследок отметим, что разряды электрического тока позволяют не только восстановить нейронные связи спинного мозга. Ранее мы рассказывали о том, что электроды, имплантированные в головной мозг, позволили избавить женщину от тяжелой депрессии.

Ученые выяснили от чего зависят узоры на пальцев и почему у всех людей они разные

Людей с одинаковыми отпечатками пальцев, как известно, не существует. Эту особенность используют полицейские для поиска преступников, кроме того, благодаря ей многие из нас разблокируют свои смартфоны одним касанием пальца. Но от чего вообще зависит отпечаток пальцев? Многие исследования показали, что на узоры на пальцах влияют гены. Но отсюда возникает вопрос почему у однояйцевых близнецов рисунок на пальцах разный? Ответить на этот вопрос помогло недавнее исследование, в котором ученым удалось выяснить как формируются узоры из кожи. Оказывается, они зависят всего от трех молекул, которые способны создавать бесконечное множество вариаций рисунков, практически, случайным образом.

Почему у людей на пальцах есть рисунок на пальцах

Зачем вообще эволюция наградила людей рисунками на пальцах? Разумеется, не для того, чтобы разблокировать смартфоны. Неровности на пальцах и ладонях улучшают сцепление. То есть благодаря им у нас не выскальзывают различные предметы из рук. Однако изначально рисунок на руках, судя по всему, появился для того, чтобы нашим предкам легче было хвататься за ветки и стволы деревьев. Поэтому рисунок также имеется у некоторых лазающих животных, к примеру, шимпанзе и коал.

Узор на пальцах имеется не только у людей, но и некоторых животных

Кроме того, неровности помогают чувствовать тактильные свойства поверхностей, которых мы касаемся. Следует отметить, что рисунок на пальцах образуется тремя элементами, или узорами: завитками, петлями, и арками (гребнями). Различные сочетания этих узоров и обеспечивают наши пальцы уникальными рисунками.

Как формируется рисунок на пальцах

Отпечатки пальцев, а точнее, рисунок появляется довольно рано начиная с тринадцатой недели развития плода. Вначале на кончиках пальцев возникают углубления, которые называются первичными гребнями. Затем из них развиваются вышеперечисленные узоры, в результате чего формируется уникальный рисунок.

Ранее ученым удалось обнаружить некоторые гены, которые определяют какие узоры появляются на пальцах человека. Однако непонятно какие биохимические механизмы управляют образованием этих рисунков. Чтобы ответить на этот вопрос, британские ученые секвенировали РНК внутри ядер клеток зародыша на кончиках пальцев.

За узоры на пальцах отвечают всего три гена

В результате исследователи обнаружили 3 сигнальных пути, то есть определенные белки, которые отвечают за передачу инструкции. Каждый сигнальный путь влияет то, как растет кожа на пучках пальцев. Гены, связанные с двумя из этих сигнальных путей, называются WNT и BMP. Они образуются в клетках на пучках пальцев зародыша. Эти гены чередуются в рядах клеток. Третий фактор, EDAR, образуется вместе с геном WNT в развивающихся бороздках.

Чтобы выяснить как эти гены работают, исследователи провели эксперимент на мышах, которые также обладают рисунком на пальцах. Они заблокировали сигнальные пути у грызунов, в результате чего обнаружили, что WNT и BMP являются антиподами друг друга. WNT, судя по всему, стимулирует рост клеток, в результате чего образуются выпуклости на коже, а BMP, наоборот, подавляет рост клеток, в результате чего образуются бороздки.

Но какую функцию в таком случае выполняют сигналы EDAR? От них зависит расстояние между выпуклостями. Когда ученые подавили активность гена EDAR, на пальцах мышей появились гребни в горошек, а не полосы. Таким образом, когда все три сигнала работают вместе, они образуют замысловатый рисунок. Об этом исследователи сообщили в журнале Cell.

Гены не влияют на то, какой у человека рисунок на пальце, он зависит от других факторов

От чего зависят отпечатки пальцев?

Итак, отпечатки пальцев формируют всего три гена. Но почему у однояйцевых близнецов отпечатки пальцев разные, ведь их гены могут работать одинаково (подробнее о том, кто такие однояйцевые близнецы и почему они возникают, можно почитать здесь)?

Все дело в том, что гены отвечают лишь за элементы рисунка. А рисунок, то есть расположение узоров на пальце, зависит от анатомии самого пальца, а также времени возникновения гребня. Рисунок начинает формироваться с нескольких гребней, от расположения которых в дальнейшем зависит весь рисунок.

Еще больше интересных материалов вы найдете на нашем ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛЕ. Подписывайтесь скорее, чтобы не пропустить самое интересное!

Анатомия пальца, то есть его точная форма и другие особенности, помогают направить характер роста клеток кожи. К примеру, если подушечки крупные, имеют симметричную форму, и на них гребни появляются рано, то со временем развивается завиток. Если подушечки имеют продолговатую и асимметричную форму, то на них образуют появляется петля.

Ученые обнаружили молекулу, которая отвечает за способность чувствовать магнитное поле она имеется не только у птиц, но и у нас

Как известно, перелетные птицы хорошо ориентируются в пространстве, то есть чувствуют где находится юг, а где север. Эта способность объясняется тем, что они чувствуют магнитные поля Земли, то есть, фактически, имеют встроенный в организм компас. Долгое время считалось, что этим «компасом» обладают только птицы и некоторые виды животных. Однако, как показывает недавнее исследование, шестым чувством теоретически наделены вообще все живые существа на Земле, в том числе и люди. Разница между нами и птицами заключается лишь в том, что развито это чувство по-разному у кого-то сильнее, а у кого-то слабее, только на молекулярном уровне. Вполне возможно, что способность чувствовать магнитные поля когда-то помогала выживать нашим предкам.

Как животные чувствуют магнитное поле Земли

Способность ощущать магнитные поля называется магниторецепцией. Этой способностью обладают не только птицы, но и многие рыбы, амфибии и рептилии. Так как механизмы, которые отвечают за шестое чувство, скрыты от нашего наших глаз, в отличие от других чувств, таких как зрение или, к примеру, слух, ученым потребовалось много времени, чтобы выяснить как оно работает.

О том, что бактерии способны ощущать магнитные поля и ориентироваться в них, ученые узнали только в 60-х годах. О том, что рыбы и птицы во время миграции ориентируются по магнитным полям, стало известно только в 1970-х годах. Но как именно это происходит, долгое время ученые не могли понять. Лишь в 2000 году, то есть спустя более двадцати лет была опубликована работа, в которой говорится, что за магниторецепцию может отвечать определенная молекула, в которой образовываются радикальные пары.

Магнитное поле чувствуют не только птицы, но и многие другие животные, среди которых и рептилии

Эта молекула, именуемая криптохромом, представляет собой рецептор в сетчатке перелетных птиц. Она не только может воспринимать магнетизм, но также восприимчива к свету. Более того, есть предположения, что эта молекула в своей работе даже использует квантовую запутанность. Подробно о том, что такое квантовая запутанность, можно почитать по ссылке.

Принцип работы криптохрома следующий когда на него попадает свет, один из его электронов занимает одно из двух вращающихся состояний. На каждое из этих двух состояний по-разному влияет геомагнитное поле нашей планеты. По тому, как оно влияет, животные могут ориентироваться где находится юг, а где север.

Наличие криптохромов долгое время было главным объяснением того, как животные чувствуют магнитные поля. Но теперь британские ученые, похоже, обнаружили еще один механизм, который помогает в этом.

Люди способны ощущать магнитное поле на молекулярном уровне

Клетки всех животных чувствуют магнитное поле?

Недавнее исследование показало, что клетки всех живых существ содержат молекулу, которая реагирует на магнитные поля. Конечно, это вовсе не значит, что все живые организмы способны ощущать магнитные поля и ориентироваться по ним в пространстве, как это делают птицы или рыбы. Однако такой способностью обладают клетки.

В своей работе исследователи изучали клетки плодовых мушек. Манипулируя с их генами, исследователи обнаружили, что молекула FAD (флавин-аденин-динуклеотид), которая образует радикальную пару с криптохромами, на самом деле сама по себе является магнитным рецептором. Об этом ученые сообщают в журнале Nature.

Исследование поможет лучше понять, как магнитное поле воздействует на человека

Самое интересное, что эта молекула присутствует во всех клетках. Причем, чем выше ее концентрация, тем выше вероятность того, что она обеспечит магнитной чувствительностью даже без криптохромов. К примеру, у плодовых мушек, когда на FAD воздействует свет, генерируется радикальная пара электронов, которые восприимчивы к магнитному полю. Но, когда FAD работает с криптохромами, чувствительность клетки к геомагнитному полю возрастает.

Отсюда следует, что криптохромы не единственный рецептор магниторецепции, следовательно, криптохромы не так важны для магниторецепции, как предолагалось ранее. Из этого открытия также становится понятно, почему человеческие клетки чувствительность к магнитным полям в лабораторных условиях они обладают магниторецепцией как минимум на молекулярном уровне.

Обязательно переходите по этой ссылке, чтобы подписаться на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛЕ. С ним вы будете в курсе самых последних событий в мире науки и высоких технологий.

Но, к сожалению, у нас нет сознательного ощущения магнитного поля. Правда, ранее исследования показали, что некоторые люди все же способны ощущать магнитное поле. Но, в любом случае, данное исследование в конечном итоге позволит лучше оценить последствия воздействия магнитного поля на человека.

Ученые нашли способ как замедлить процесс старения

У каждого организма есть свой ресурс, исчерпав который, он погибает. Отсюда следует, что замедлив процессы в организме, можно продлить жизнь, так как ресурс будет исчерпываться медленнее. То есть принцип предельно простой живи медленнее, и проживешь дольше. К примеру, можно замедлить обмен веществ, ограничив потребление калорий. Теоретически это работает на уровне не только отдельной клетки, но и целого организма, будь то дрозофила, мышь или даже человек. Более того, в ходе некоторых исследований, проводившихся в течение последних десяти лет, ученые получили положительные результаты даже на практике. Однако на молекулярном уровне до последнего момента было непонятно как работает данный механизм. Кроме того непонятно было от чего вообще зависит сам ресурс. Теперь же ученым удалось прояснить ситуацию.

Какая польза от недоедания на молекулярном уровне

Сразу отметим, что недоедание имеет и обратный эффект нехватка полезных веществ сама по себе может погубить организм. Ранее мы рассказывали, что человеку для существования необходимы определенные микро и макроэлементы. То есть у человека, умирающего от голода, метаболизм сильно замедлен. Однако это вовсе не значит, что он сможет долго прожить.

Отсюда следует, что необходим другой способ замедления метаболизма. Но, чтобы найти этот способ, нужно вначале выяснить какие именно процессы на молекулярном уровне происходят, когда в организм поступает недостаточное количество пищи. Поэтому сотрудники Кельнского университета вместе с учеными из института Макса Планка провели исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Nature.

При замедлении процесса считывания ДНК в клетках замедляется и процесс старения

Как выяснилось, при потреблении недостаточного количества продуктов, клетки начинают медленнее читать собственные гены. Благодаря этому клетка начинает медленнее стареть и, соответственно, дольше жить. Но как считывание генов связано со старением и недоеданием?

Как клетки считывают свои гены

Чтобы информация, которая содержится в генах, влияла на те или иные процессы в клетке, она должна быть считана из ДНК и скопирована в РНК. Для ее считывания существуют специальные ферменты, которые называются РНК-полимеразами. Они движутся по ДНК и буквально сканируют ее, копируя при этом информацию в РНК. Этот процесс называется транскрипцией.

Затем РНК после некоторых превращений направляется к рибосомам, то есть клеточным механизмам, которые синтезируют белки на основе той информации, которую содержит РНК. То есть последняя фактически служит шаблоном для белок-синтезирующих машин, а РНК-полимераза создает этот шаблон.

РНК-полимераза (фиолетовая) расплетает ДНК (двухцветная) и синтезирует новую РНК (зеленая)

РНК-полимераза может перемещаться по ДНК с разной скоростью. В своем исследователи ученые сравнили скорость ее движения в организмах разного возраста. Как выяснилось, в молодом возрасте РНК-полимераза считывает ДНК медленно, а с возрастом скорость считывания увеличивается.

Казалось бы, какая разница с какой скоростью движется РНК-полимераза по ДНК? Как мы сказали, этот фермент является по сути сканером. Если вы когда-нибудь работали с ручным оптическим сканером, которые были распространены в 90-х годах, то знаете, что им необходимо было проводить медленно, в противном случае оцифровать изображение без искажений было невозможно. Похожая ситуация и с РНК-полимеразой при ускорении движения она начинает считывать информацию с ошибками.

Ошибки в РНК приводят к тому, что рибосомы начинают создавать белки с «искажениями», так как воспроизводят их на основе некачественных шаблонов. Как известно, белки выполняют в клетке главную работу. Когда они получаются с ошибками, начинают выполнять свои задачи некачественно или вообще перестают работать. Постепенно ошибки накапливаются, в результате чего клетка не может больше поддерживать свою жизнедеятельность, в результате чего погибает. Собственно говоря, этим и определяется тот самый ресурс (по крайней мере, отчасти), о котором мы говорили в самом начале.

Гистоны замедляют процесс считывания ДНК

Как недоедание замедляет старение

Когда «сканер», то есть РНК-полимераза, движется по ДНК, сталкивается с гистонами. Они представляют собой определенные белки, одной из функций которых является упаковывание ДНК в ядре клетки, благодаря чему она становится более компактной. Но вместе с тем от гистонов зависит скорость перемещения РНК-полимеразы.

Если, к примеру, гистонов на ДНК будет слишком много, РНК-полимераза вообще не сможет перемещаться. Если же гистонов будет слишком мало, то РНК-полимераза будет перемещаться слишком быстро и не сможет без ошибок прочитать информацию. Как показало исследование, с возрастом гистонов становится меньше, что и приводит к ускорению чтения генов и, как следствие, накоплению ошибок.

В ходе эксперимента исследователи ограничивали мышей в питании, что привело к замедлению РНК-полимеразы. Дело в том, что гистоны являются элементом эпигенетической регуляции активности генов. Подробнее об эпигенетической регуляции генов мы рассказывали в статье, посвященной влиянию экономических кризисов на возраст.

Ученым удалось продлить жизнь дрозофил на 10-20%

В результате химических модификаций на гистонах, вызванных изменениями в обмене веществ, они начинают крепче и гуще садиться на определенные участки ДНК или, наоборот, освобождать ДНК от своего присутствия, и тем самым ускорять движение РНК-полимеразы.

Отсюда следует, что скорость РНК-полимеразы можно снизить, если увеличить количество гистонов в клетках. Ученым получилось это сделать у дрозофил, в результате чего их продолжительность жизни возросла на 10-20%. Кроме того, теоретически можно замедлить РНК-полимеразу саму по себе при помощи редактирования ее генов. В целом схема выглядит правдоподобной, но нуждается в дополнительных исследованиях и изучении.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

Напоследок напомним, что процесс старения связан со множеством различных механизмов в организме, а не каким-либо одним, таким как скорость считывания генов. К примеру, недавно ученым удалось выяснили почему холод продлевает жизнь. Как выяснилось, низкая температура запускает в клетках процесс их очистки от мусора, то также продлевает их жизнь.

Процесс старения связан с накоплением повреждений в ДНК клеток. Факторы, такие как окружающая среда, ультрафиолетовое излучение, свободные радикалы и другие факторы окислительного стресса, могут причинить повреждения ДНК в клетках, что приводит к ухудшению их функционирования

Саламандры прекрасные создания необычайно юркие и красивые. Обладают они множеством необычных качеств, а также совершенно разными окрасами. И ученых они тоже привлекают, но больше в качестве изучений естественно. Таким образом исследования показали, что у этих маленьких дракончиков имеются клетки-зомби, или же сенесцентные, простыми словами они ответственны за старение, то есть навсегда прекращают свое деление. Но удивительно то, что эти клетки даже после того как состарятся продолжают свою работу, стимулируя производство новых мышечных волокон, что в свою очередь способствует регенерации утраченных конечностей у саламандр. Как полагают авторы исследования, эксперименты с данным процессом могут привести к новым методам лечения возрастных заболеваний.

Клетки отвечающие за старение и их особенности

Новые исследования показывают, что сенесцентные клетки это не только проблема старения, но и потенциальный источник ценных свойств. В отличие от обычных клеток, они перестают делиться в ответ на стресс, но при этом продолжают оставаться живыми. С течением времени количество этих клеток в организме увеличивается, что связывают с возрастными изменениями и развитием различных заболеваний, включая рак. Однако настоящая природа сенесцентных клеток оказывается гораздо сложнее и зависит от конкретного контекста.

Саламандры дышат через кожу. Кожа саламандры является важным органом для дыхания, и через нее они могут получать кислород из окружающей среды.

Интересно отметить, что недавние исследования указывают на потенциальные положительные эффекты сенесцентных клеток. Оказывается, эти клетки могут иметь благотворное влияние, способствуя заживлению ран и предотвращению образования рубцовых тканей. В ранее проведенных исследованиях также было обнаружено, что сенесцентные клетки присутствуют на ключевых этапах регенерации конечностей у саламандры. Важно, что последующие исследования других научных групп показали наличие этих клеток и в других контекстах регенерации, включая у млекопитающих. В связи с этим ученые решили выяснить, какую роль могут играть эти клетки в процессе регенерации и влияют ли они на его успешность.

Может быть интересно 250 миллионов лет назад на Земле существовали гигантские рыбы-ящерицы.

Как зомби-клетки способствуют регенерации

Недавние исследования привлекли внимание ученых к саламандрам, особенностям их регенерации и уникальным способностям восстанавливать потерянные конечности. Процесс регенерации конечностей у саламандры представляет собой феноменальное явление, при котором полностью функциональная конечность может отрастать за несколько недель.

Стареющие клетки также часто проявляют повышенную активацию системы воспаления в организме. Это известно как «воспалительный старение» или «воспалительный фенотип».

Ученые заинтересовались вопросом о влиянии стареющих клеток на процесс регенерации и решили проверить, как их количество в ране влияет на это. В результате исследования они обнаружили, что присутствие стареющих клеток на самом деле усиливает процесс регенерации. Однако возникает вопрос: как это происходит?

Исследователи выяснили, что когда в ране присутствует больше стареющих клеток, формируется более крупная цепочка регенерации, или бластема, как ее называют ученые. Бластема представляет собой группу клеток, которые играют решающую роль в формировании новой конечности, восстанавливая все необходимые ткани. Чем больше бластема, тем больше клеток доступно для роста конечности, и тем быстрее происходит регенерация. Стареющие клетки, похоже, играют роль «стимуляторов» процесса регенерации.

Читайте также: Ученые превратили стволовые клетки в эмбрионы как такое возможно?

Однако ученые не остановились на этом и продолжили более детально исследовать зомби с участием и без участия стареющих клеток. В ходе своих исследований они обнаружили новый механизм, который также способствует усилению процесса регенерации. Конкретно, они выяснили, что присутствие стареющих клеток увеличивает количество регенерирующих мышечных клеток. Оказалось, что стареющие клетки выделяют факторы, которые стимулируют близлежащие мышечные ткани вернуться в более ранние стадии развития и произвести новые мышцы.

Результаты показывают, что стареющие клетки используют коммуникацию клетка-клетка для влияния на процесс регенерации. Они выделяют молекулы, которые дают сигнал зрелым мышечным волокнам дедифференцироваться в мышечные клетки-предшественники. Эти клетки могут размножаться, а также дифференцироваться (разделяться) в новые мышечные клетки, тем самым усиливая процесс регенерации.

Дедифференцировка это процесс обратного развития или потери различий, которые существуют между двумя или более различными группами, организмами или клетками. В более простых словах, это означает, что разные элементы или организмы становятся более похожими друг на друга. Для лучшего понимания можно привести пример из биологии. Во время эмбрионального развития разные клетки в организме часто проходят процесс дифференцировки, при котором они становятся специализированными для определенных функций, таких как клетки сердца, нервные клетки и т. д. Однако иногда, в определенных условиях, клетки могут пройти процесс дедифференцировки, при котором они теряют свою специализацию и становятся более подобными другим типам клеток. В общем смысле дедифференцировка означает уменьшение различий или возвращение к более общему состоянию.

Значимость саламандр для изучения регенерации

На данный момент группа ученых активно занимается изучением мышц одной из ключевых тканей, необходимых для регенерации конечностей. Правда, следует заметить, что также необходимо расширять исследования, чтобы выяснить, как сигнализация стареющих клеток влияет на регенерацию других тканей.

В мире существует около 550 видов саламандеров. Они относятся к семейству земноводных и обитают в различных регионах, включая леса, горные районы, болота и даже подземные пещеры.

Чтобы не пропустить много нового обязательно посетите наш Telegram и Дзен, только актуальные и полезные новости из мира науки!

Авторы сосредотачиваются на исследованиях именно саламандр, чтобы раскрыть процессы регенерации и старения. Как известно, саламандры являются одним из немногих видов животных, которые, по-видимому, не подвержены естественному процессу старения. Они не проявляют характерных признаков старения и не страдают возрастными заболеваниями, такими как рак. Более того, они обладают удивительной способностью к самоисцелению, способностью восстановить практически любой орган в своем организме.

Изучение саламандр играет важную роль в понимании основных принципов регенерации, и в долгосрочной перспективе может помочь разгадать тайну ограниченных возможностей регенерации у человека.

Вкусовые рецепторы имеются не только на языке, но и в других частях тела

Многие виды клеток в нашем организме имеют очень ограниченный перечень задач. Например, это касается фоторецепторов, которые улавливают световые волны в наших глазах, то есть они предназначены только для зрения. Однако такие узконаправленные клетки встречаются не только в тех участках тела, где они выполняют свою задачу, но и многих других. Те же фоторецепторы встречаются во всей нервной системе, а не только в глазах. То же самое касается и вкусовых рецепторов, которые находятся на языке, и благодаря которым мы можем ощущать вкус пищи. Не так давно ученые обнаружили, что они расположены по всему нашему телу, где выполняют определенные задачи.

Как работают вкусовые рецепторы

Вкусовые рецепторы представляют собой особые клетки, а точнее — молекулы в клетках, которые обнаруживают питательные вещества в пище, попадающей в рот. При этом они отправляют сигналы об этих веществах во вкусовую кору, то есть вкусовой центр мозга. Мозг в свою очередь преобразовывает эти импульсы, в результате чего мы чувствуем вкус. Собственно говоря, по такому принципу работают все рецепторы, в том числе и рецепторы обоняния, о которых мы рассказывали ранее.

Вкусовые рецепторы передают сигналы о вкусе пищи в мозг

Что касается вкусовых рецепторов в других частях тела, то они выполняют то же самое действие — определяют питательные вещества. Однако мы не чувствуем вкус этих веществ, так как эти рецепторы не связаны с той частью мозга, которая отвечает за определение вкуса. Отсюда возникает вопрос, зачем они вообще нужны в таком случае?

Какие задачи выполняют вкусовые рецепторы вне языка

Когда ученые обнаружили на языке новые молекулы с новой функцией, дали название им вкусовые рецепторы. Однако теперь ученые приходят к выводу о том, что это название не совсем корректное. Как уже было сказано выше, вкусовые рецепторы нашли далеко за пределами языка. Например, они выстилают кишечник человека, где точно так же обнаруживают определенные химические вещества, что позволяет кишечнику регулировать пищеварение.

Однако язык и кишечник объединяет то, что они относятся к пищеварительной системе. Поэтому обнаружение в этой части тела вкусовых рецепторов не стало чем-то удивительным. Однако впоследствии ученые стали находить их и в других частях тела.

Вкусовые рецепторы были обнаружены в кишечнике

Например, рецепторы сладкого вкуса нашли в бета-клетках поджелудочной железы. Как выяснилось, они помогают регулировать инсулин, о чем сообщалось в исследовании 2014 года. Но поджелудочная железа, как и кишечник, выделяют химические вещества в ответ на химические сигналы, получаемые от вкусовых рецепторов. Поэтому их нахождение здесь тоже является вполне логичным.

Тогда ученые пошли еще дальше — стали проводить исследования, и обнаруживать вкусовые рецепторы в самых неожиданных частях тела, например, в сердечной мышце, жировых отложениях, скелетных мышцах, мочевом пузыре, мозге, трахее и легких т.д.

Причем в каждом из органов они выполняют ту или иную задачу. Например, Рецепторы горького вкуса, которые были обнаружены в дыхательных путях мышей, связаны с регуляцией дыхания. Также рецепторы горького вкуса и вкуса умами ученые обнаружили в семенниках. Когда их отключили, у мышей стало уменьшаться количество сперматозоидов.

Вкусовые рецепторы обнаружены даже в дыхательных путях

Все это указывает на то, что вкусовые рецепторы не ограничиваются какой-то одной функцией, и их нельзя назвать исключительно сенсорами вкуса. Определение вкуса пищи — это лишь одна из многих задач, которые они выполняют в организме.

Переходите по ссылке на наш ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов, посвященных науке.

Надо сказать, что открытие вкусовых рецепторов за пределами языка не только дает больше информации о нашем организме, но и имеет практическое значение. Например, отсюда становится понятно, почему подсластители, вопреки распространенному мнению, на самом деле не помогают избавиться от лишнего веса, если ими заменить сахар. Причина может быть в том, что не только наш язык определяет их как сахар, но и кишечник, в результате чего пищеварительная система начинает работать аналогичным образом.

Напоследок напомним, что недавно ученые обнаружили связь между всеми рецепторами. Например, то, что обоняние человека влияет на вкус, было известно давно. Но, как недавно выяснилось, от обоняния также зависит и зрение. Более того, ученые обнаружили, что даже звук влияет на восприятие вкуса. Как мы ранее уже рассказывали, чтобы пища была вкуснее, принимать ее нужно в тишине.

Длительный сон делает иммунитет человека более эффективным

Все наверняка слышали о том, что во время болезни, например, простуды или гриппа, нужно много спать, чтобы быстрее выздороветь. И это не пустые слова сон действительно очень важен для борьбы с инфекциями. Более того, медицинская статистика говорит о том, что люди, которые по долгу спят, реже болеют. Также есть данные, указывающие на то, что длительный сон усиливает эффективность вакцин. Учитывая все это, можно сделать вывод, что сон каким-то образом связан с нашим иммунитетом. Напомним, что последний представляет собой сложную систему, состоящую из множества механизмов, направленных на борьбу с патогенами и злокачественными клетками. Поэтому возникает вопрос на какие именно механизмы иммунитета влияет сон, и каким образом помогает организму защититься от болезни? Ответ удалось получить немецким ученым, которые подробно изучили взаимосвязь сна и работы иммунной системы.

Как сон влияет на иммунитет

В своем исследовании авторы в течение суток измеряли количество Т-лимфоцитов у мужчин и женщин. Мониторинг осуществлялся как в период бодрствования, так и в момент, когда люди спали. Напомним, что Т-клетки играют ключевую роль в обеспечении клеточного иммунитета. Их задача заключается в уничтожении вирусов и бактерий, борьбе со злокачественными клетками, а также формировании клеточной памяти, благодаря которой в будущем иммунитет распознает патоген, попадающий в организм, и сразу его уничтожает.

Исследование показало, что во время сна Т-клетки активнее реагируют на сигнальный белок-хемокин CCL19, синтезирующийся в лимфатических узлах. Этот белок указывает путь Т-лимфоцитам к лимфоузлам и побуждает их мигрировать. В ходе исследования ученые смешали сторонние Т-лимфоциты с плазмой крови спавших людей. В результате они обнаружили, что чужие клетки иммунитета тоже показали готовность взаимодействовать с белком CCL19 и мигрировать туда, откуда он к ним приходит. Об этом авторы исследования сообщают в журнале Brain, Behavior, and Immunity. Это говорит о том, что с самими клетками иммунитета во сне ничего не происходит, а изменения касаются исключительно лимфы.

Иммунные клетки Т-лимфоциты

Почему во сне эффективнее работает иммунитет

Итак, можно сказать, что благодаря сну клетки иммунитета становятся более мобильными, способными реагировать на белок-хемокин CCL19. Но что происходит с лимфой? Во время сна в крови повышается уровень некоторых химических соединений, которые заставляют Т-лимфоциты быть более восприимчивыми и послушным.

Такими соединениями в первую очередь являются гормоны соматотропин и пролактин. Их уровень в крови зависит от циклов сна и бодрствования. Но почему так важна способность Т-лимфоцитов мигрировать в лимфоузлы, реагируя на сигнальный путь, образованный белком-хемокином CCL19?

Во сне повышается уровень химических соединений в крови, которые повышают эффективность иммунитета

Почему для клеток иммунитета важны лимфоузлы

Дело в том, что Т-лимфоциты являются частью адаптивного иммунитета. То есть они реагируют не на все патогены, которые попадают в организм, а только конкретные вирусы или бактерии. То есть им нужны определенные молекулярные приметы, которыми тот или иной патоген отличается от других патогенов.

Чтобы обнаружить и запомнить молекулярные приметы, Т-клетки должны самостоятельно исследовать молекулы патогена и сверить их с «иммунной памятью», то есть данными от других иммунных клеток. В результате возникает обмен межклеточными сигналами, в результате которых происходит подтверждение и уточнение угрозы. Лимфатические же узлы можно описать как некие центры обучение Т-лимфоцитов, так как лимфа собирает чужеродные молекулы из межклеточной жидкости в тканях и доставляет в лимфоузлы. Среди этих молекул, разумеется, есть и части патогенов. В результате Т-клетки в лимфоузлах получают необходимые образцы, на которых обучаются и понимают, с чем именно им необходимо бороться.

В лимфоузлах клетки иммунитета «обучаются» распознавать патогены

Отсюда становится понятно, почему сон повышает эффективность вакцин. Даже если патоген не настоящий, иммунный анализ в лимфоузлах, который наиболее активно происходит во сне, обеспечивает необходимый эффект. Проще говоря, иммунитет во сне обучается бороться с теми или иными вирусами.

Переходите по ссылке на наш ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов, посвященных науке.

Это еще одна причина хорошо высыпаться. Напомним, что недосып не только ухудшает иммунитет, но и имеет ряд других негативных последствия для организма. Например, ускоряет процесс старения и увеличивает риск смерти на 50%. Однако данное исследование позволяет сделать и еще один вывод — повысить эффективность иммунитета можно искусственно при помощи соматотропина и пролактина. Но, чтобы подтвердить это вывод, необходимы дополнительные клинические исследования.

Плавучесть трупа зависит от многих факторов. Источник фото: iflscience.com

Взрослый человек состоит в среднем на 65% из воды. Многие люди умеют плавать и могут даже лежать на воде, не совершая при этом лишних движений. В то же время поисками тела недавно утонувшего человека обычно занимаются водолазы, так как оно погружается под воду. Но трупы утопленников часто всплывают и выносятся на берег. Почему же тогда некоторые человеческие останки остаются на глубине? И тонут ли вообще мертвые тела людей или плавают? На этот вопрос имеется научный ответ.

Тонут ли трупы людей

Ранее мы уже рассказывали, что даже не умеющий плавать человек, может предпринять меры, которые позволят ему оставаться на поверхности. А самым главным «врагом», который приводит к гибели, даже когда человеку оказывают помощь, является паника. Все дело в том, что человек буквально состоит из воды воду содержат наши глаза, кожа, мышцы и даже кости. Поэтому мы имеем примерно такую же плотность, как и вода, поэтому обладает достаточно высокой плавучестью. Например, когда наши легкие заполнен воздухом, нам не сложно находиться на поверхности воды.

Людям, которые умеют плавать бывает даже сложно нырнуть на дно, но если вы выдохните воздух из легких, начнете погружаться под воду. Собственно говоря, когда люди тонут, активно выдыхают воздух из-за паники, захлебываются водой, и это не дает оставаться на поверхности. Отсюда следует, что мертвое тело, если теряет свойства плавучести, начнет погружаться под воду.

У тонущего человека легкие оказываются без воздуха. Источник фото: chips-journal.ru

Однако у людей не всегда в момент смерти легкие оказываются без воздуха. Многое зависит от того, как именно умер человек. Если он утонул сам, то с высокой долей вероятности, его тело пойдет ко дну, так как в легких не будет воздуха. Если же человек умер сам, а затем его тело попало в воду, то в этом случае в его легких будет воздух, а значит оно не будет погружаться под воду, или, по крайней мере, будет погружаться медленно.

Кроме того, многое зависит от плотности воды. В исследовании 1977 года, ученые установили 69% тел мужчин со средним объемом легких плавают на поверхности соленой воды. В пресной же воде под воду не погружаются только 7% тел. Поэтому в фильме Титаник нас, можно сказать, обманули — герой Леонардо Дикаприо не мог так быстро погрузиться под воду, учитывая, что его легкие были заполнены водой, а сама вода была океанической и имела высокую плотность.

Как быстро труп человека погружается под воду

Одно из исследований показало, что утопающие люди, чьи легкие заполнены водой, погружаются в пресную воду в среднем в течение менее 7 секунд. Максимальное же время погружения составило около 10 секунд. С чем связана такая разница? Следует учитывать, что на время погружения влияет течение и тип тела. Как мы ранее уже рассказывали, полному человеку проще удерживаться на поверхности из-за более высокого содержания жира в организме, Как известно, жир легче воды.

Плавучесть зависит от плотности воды, особенностей тела и других факторов. Источник фото: www.sport-express.ru

Понимание того, как быстро тонет тело человека, имеет важное значение при поисковых операциях. Эти знания могут существенно повлиять на подход, необходимый при поиске утонувшего человека.

Что происходит с телом в воде после смерти

Как уже было сказано выше, мертвые тела часто всплывают и бывают выброшенными на берег. Но почему тела иногда становятся плавучими после смерти? Причина заключается в процессах, которые происходят с трупом. В результате гниения и разложения образуются газы.

Когда человек жив, фактически, в теле нарушен биологический баланс, что связано с нашей иммунной системой. Она не дает бактериям размножаться и распространяться по телу. Но, когда человек умирает, иммунная система перестает работать, и все возвращается к равновесию. Бактерии, которые находятся в нашем кишечнике, превосходят по численности наши клетки в 20 раз. После смерти человека они не ограничены иммунитетом и начинают потреблять все.

Кишечные бактерии после смерти человека распространяются по всему телу и вызывают процесс гниения. Источник фото: doctor.ru

Бактерии через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта попадают в кровоток, а затем распространяться по всему телу. В результате жизнедеятельности бактерий метаболизируют вещества в клетках. Причем начинается это с сахаров, которые находятся на поверхности. Затем они переходят к более сложным углеводам и жирам. В результате происходит разложение тела, в процессе которого возникает ряд побочных продуктов, среди которых есть множество летучих органических соединений.

Некоторые из газов выходят из тела, и мы их ощущаем как «запах трупа». Но многие газы остаются внутри тела. Поэтому трупы спустя некоторое время после смерти разбухают. Они наполняются воздухом, что повышает плавучесть, соответственно, труп всплывает на поверхность. Время, необходимое для того, чтобы тело всплыло, может варьироваться, но в среднем это происходит в течение нескольких дней, если, конечно, труп ни к чему не привязан.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Но на скорость разложения тела могут влиять разные факторы, от течений до солености воды и ее состава. Главным же фактором является температура. В воде разложение происходит медленнее, чем на воздухе. В соленой воде процесс замедляется еще больше. Но процессы разложения могут вообще практически останавливаться в холодной воде. По этой причине тела холодной воде могут никогда не всплывать на поверхность.

После смерти организма некоторые клетки могут образовывать новые формы жизни. Источник фото: bbc.com

Жизнь и смерть считаются противоположными состояниями организма, причем единственными. Но согласно последним исследованиям ученым, существует еще некое третье состояние. Оно возникает после смерти многоклеточных форм жизни, в том числе человека. По мнению ученых, это состояние лежит за пределами традиционных границ жизни и смерти. Правда, речь идет не обо всем организме, а отдельных его клетках, которые, могут существовать даже после смерти. Но, что самое интересное, они трансформируются и объединяются в многоклеточные организмы, которые приобретают совершенно новые функции.

Как после смерти возникает новое состояние клеток

Смерть считается необратимым процессом, который подразумевает остановку функционирования организма. Однако мы знаем примеры, когда отдельные его части продолжают функционировать еще долго после смерти это донорские органы. Однако донорские органы живут не сами по себе, а становятся частью нового организма, и они не трансформируются.

Новое же исследование ученых описывает совершенно иной пример. Как уже было сказано выше, некоторые клетки способны трансформироваться в многоклеточные организмы, правда, при условии обеспечения их питательными веществами, кислородом, биоэлектричеством либо биохимическими сигналами. И по мнению авторов работы, третье состояние, которое они обнаружили, бросает вызов существующему пониманию поведения клеток.

Некоторые клетки после смерти организма объединяются и трансформируются. Источник фото: new-science.ru

Например, как сообщают исследователи, клетки легких человека могут самоорганизовываться в миниатюрные многоклеточные организмы, способные даже передвигаться. А еще антропоботы, как их называют ученые, могут восстанавливать себя и поврежденные нейронные клетки, которые находятся поблизости.

В каких случаях клетки продолжают жить после смерти организма

Существует несколько факторов, которые влияют на способность определенных клеток и ткани жить и функционировать после смерти организма. К таким факторам относится, например, окружающая среда и метаболическая активность.

Активным клеткам, которым постоянно требуется большой приток энергии, сложнее выжить, чем клеткам с меньшим потреблением энергии. Также важную роль играют врожденные механизмы выживания. Например, ученые обнаружили в некоторых клетках после смерти организма увеличение активности генов, связанных со стрессом, а также генов, связанных с иммунитетом.

Антропобот, образованный группой клеток, выживших после смерти организма. Источник фото: livescience.com

Возможно, эта активность компенсирует потерю гомеостаза, то есть поддержание организма самого себя. Такие факторы, как травмы, инфекция и время, прошедшее с момента смерти, тоже определяют жизнеспособность тканей и клеток.

Как клетки взаимодействуют между собой после смерти организма

Чтобы отдельные клетки после смерти организма начали слаженно функционировать и образовали некую третью форму, они должны между собой взаимодействовать. Но каким образом они между собой взаимодействуют, остается загадкой. Согласно одной из гипотез, специализированные каналы и насосы, встроенные в наружные мембраны клеток, представляют собой сложные электрические цепи.

Возможно, посредством этих цепей клетки могут общаться друг с другом и совместно выполнять те или иные функции, к которым относится, например, рост, движение, структура нового организма и т.д.

Для ученых остается загадкой, как клетки взаимодействуют между собой. Источник фото: depositphotos.com

Также пока остается загадкой степень, до которой могут трансформироваться клетки. Некоторые исследования ранее показали, что после смерти организма в клетках мышей и людей активируются гены, которые участвуют в стрессе, иммунитете и эпигенетической регуляции. Активация этих генов может говорить о том, что клетки обладают большим потенциалом трансформации.

Клетки человека пластичнее чем предполагалось

Результаты данного исследования бросают вызов мнению о том, что клетки организма человека могут развиваться только определенным образом (за исключением стволовых клеток, которые всегда пластичны). На самом же деле клетки продемонстрировали высокую пластичность, однако они приобретают такое свойство после смерти организма. То есть смерть может играть определенную роль в трансформации жизни.

Полученные знания, по мнению исследователей, открывают перспективы для новых методов лечения. Например, антропоботы могут использоваться для доставки лекарства в те или иные части организма, не вызывая при этом иммунный ответ. Также, их можно использовать для растворения артериальных бляшек, удаления избытка слизи у больных муковисцидозом и т.д.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Кроме того, понимание того, как некоторые клетки преобразуются в многоклеточные образования спустя определенное время после смерти организма, возможно, будет полезным в других направлениях медицины, например, профилактической.

Новаторский генетический анализ предоставил новые данные о том, как болезнь Альцгеймера повреждает мозг. Изображение: news.mit.edu

Болезнь Альцгеймера это наиболее распространенная форма деменции и одна из главных загадок современной нейронауки. Несмотря на десятилетия исследований, многие аспекты того, как именно это нейродегенеративное заболевание разрушает мозг, остаются неясными. Традиционно считалось, что недуг, от которого страдают как минимум 10 миллионов человек по всему миру (по данным Всемирной организации здравоохранения), развивается поэтапно путем воспаления, гибели клеток и накоплением белков в виде бляшек. Все эти процессы приводят к деградации памяти, поведения и мышления. Теперь же команда ученых из Института Аллена в Сиэтле (США) и других учреждений обнаружила, что заболевание разрушает мозг в два этапа первая фаза происходит незаметно, до проявления симптомов, а вторая характеризуется непосредственным разрушением мозга.

Два этапа, которые разрушают мозг

В работе, недавно опубликованной в журнале Nature Neuroscience, представлен революционный взгляд на то, как именно прогрессирует болезнь Альцгеймера и какие клетки мозга наиболее к ней уязвимы. Проанализировав образцы ткани мозга, полученных посмертно у доноров с подтвержденным диагнозом, исследовательская группа выяснила, что болезнь прогрессирует в два отчетливых этапа.

Первый этап (фаза) характеризуется медленным увеличением воспаления. Это означает, что постепенное нарастание воспалительных процессов в мозге происходит незаметно, без проявления таких симптомов, как нарушение памяти и мышления. Примечательно, что первая фаза поражает только определенные клетки тормозные нейроны (о них поговорим позже).

Болезнь Альцгеймера прогрессирует в два этапа. Изображение: newsnetwork.mayoclinic.org

Стремительное повреждение мозга происходит на втором этапе развития болезни и сопровождается проявлением симптомов, путем накопления в мозге бляшек бета-амилоида и нейрофибриллярных клубков тау-белка (напомним, бляшки бета-амилоида прерывают активность, которая поддерживает нормальное функционирование клеток мозга, а скопления тау-белка внутри нейронов убивает клетки). Эти процессы разрушают нейронные цепи и приводят к потере когнитивных функций.

Больше по теме: Болезнь Альцгеймера может поразить даже 19-летних вот доказательство

Повреждение тормозных нейронов

Команда проанализировала генетическую активность отдельных клеток, извлеченных из средней височной извилины области мозга, которая принимает активное участие в обработке языка и семантической памяти. В общей сложности были изучены образцы более 3,4 миллиона ядер клеток, полученных от 84 доноров с болезнью Альцгеймера на разных стадиях. Средний возраст доноров составил 88 лет, из них 51 женщина и 33 мужчины.

Затем, вместо того, чтобы сравнить проанализированные ткани с тканями здоровых людей, команда оценила количественную нейропатологию доноров и расположила их по шкале псевдопрогрессии заболевания то есть по мере проявления симптомов и повреждения мозга и разработала мультимодальную карту клеток мозга при болезни Альцгеймера, которая отражает генетическую и клеточную хронологию изменений на протяжении всего заболевания.

Генетический анализ клеток мозга позволил выявить типы клеток, которые в первую очередь могут пострадать от болезни. Изображение: Courtesy of The Allen Institute, Seattle

Таким образом ученые смогли выявить конкретные типы клеток, которые первыми попадают под удар этой формы деменции так называемые тормозные нейроны, которые играют ключевую роль в регулировании активности мозга, деактивируя или успокаивая другие нейроны. Это самая захватывающая часть открытия: ранее большинство исследований фокусировалось на возбуждающих нейронах (клетках мозга, которые активируют другие нейроны).

Хотите всегда быть в курсе последних открытий в области науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Результаты анализа показали, что специфическое повреждение тормозных нейронов на первом этапе развития болезни Альцгеймера нарушает нейронные цепи, способствуя серьезному повреждению мозга на втором этапе. Открытие позволит диагностировать заболевание до проявления симптомов и разработать новые терапевтические стратегии и препараты, направленные на предотвращение или замедление прогрессирования болезни до необратимых повреждений мозга.

Мультимодальная карта и повреждение мозга

Создание мультимодальной карты клеток мозга (или атласа под названием Seattle Alzheimer’s Disease Brain Cell Atlas (SEA-AD)) позволило получить всестороннее понимание того, какие именно клеточные типы наиболее уязвимы и где именно в микроструктуре ткани расположены. Открытие стало возможным благодаря объединению различных типов данных (геномных, транскриптомных, эпигеномных и пространственных).

Интересно, что в первой фазе развития заболевания также наблюдается активация микроглии иммунных клеток мозга и реактивных астроцитов. С одной стороны это означает, что мозг пытается защититься от начальных повреждений, с другой возможное усиление воспаления и дальнейшее повреждение нейронов.

Болезнь Альцгеймера не лечится. Все, что можно сделать сегодня замедлить ее прогрессирование. Изображение: newscientist.com

Во второй, более стремительной фазе болезни, происходит экспоненциальное увеличение патологии. Это означает, что накопление бляшек бета-амилоидов и нейрофибриллярных клубков тау-белка приводит к серьезным повреждением нейронов и выраженной потере когнитивных функций. Для второго этапа болезни также характерна потеря возбуждающих нейронов и других типов тормозных нейронов.

Вам будет интересно: Ученые определили четыре типа болезни Альцгеймера

Понимание того, что болезнь Альцгеймера прогрессирует в два четких этапа, и идентификация клеточных типов, поражаемых на каждой стадии, предоставляет новые возможности для разработки целенаправленных терапевтических стратегий. Например, лечение, направленное на снижение воспаления и защиту тормозных нейронов на ранней стадии, может замедлить или предотвратить дальнейшее развитие недуга.

Полученные результаты фундаментально меняют наше понимание того, как именно болезнь Альцгеймера повреждает мозг и способствуют разработке новых методов лечения этого нейродегенеративного заболевания, отметил директор Национального института старения (NIH) Ричард Ходес, который не принимал участия в исследовании.

Немаловажно, что полученные в рамках нового исследования данные нашли подтверждение в других крупных исследованиях, что укрепляет достоверность и значение новой научной работы. Таким образом, по мере развития технологий возможности по изучению одной из самых сложных для понимания нейродегенеративных болезней увеличиваются.

Болезнь Альцгеймера тяжелая форма деменции. Изображение: dementech.com

Современные методы секвенирования генома и пространственной транскриптомики позволяет ученым картировать изменения в мозге на клеточном уровне и выявлять ранее неизвестные фазы болезни, наряду с новыми потенциальными «мишенями» для вмешательства и терапии.

Не пропустите: Жить дольше и вылечить болезнь Альцгеймера помогут низкие температуры

Что дальше?

Результаты нового исследования это значительный шаг вперед в понимании болезни Альцгеймера, а создание мультмодальной карты позволяет ученым увидеть более полную картину того, как болезнь влияет на мозг на микроуровне. Хотя впереди еще много работы, особенно в области разработки новейших методов лечения, такие исследования приближают нас к разгадке тайн этой сложной болезни и открывают новые пути для вмешательства.

Теперь, когда ученые имеют более четкое представление о том, какие клеточные типы и процессы вовлечены в ранние стадии болезни, следующим шагом станет разработка диагностических инструментов для выявления этих изменений у живых пациентов. Такой подход может включать в себя разработку биомаркеров или визуализационных методов, которые позволят обнаружить раннее воспаление или потерю тормозных нейронов.Терапевтические стратегии, направленные на сохранение функции тормозных нейронов, также могут оказаться перспективными.

Победа над деменцией непростая задача. Изображение: alzheimer.ie

Болезнь Альцгеймера одна из самых серьезных медицинских проблем. Заболевание, впервые описанное в 1907 году немецким психиатром Алоисом Альцгеймером, не излечимо, однако ученые надеются, что рано или поздно смогут ее победить. Безусловно, успех в борьбе с недугом требует совместных усилий исследователй из разных областей науки и медицины. Расширение общедоступных ресурсов, таких как новая мультимодальная карта, способствует обмену знаниями и ускоряет прогресс в этой области.

А вы знали, что повторяющиеся негативные мысли связали с болезнью Альцгеймера? Подробности можно прочитать здесь!

Хотя впереди у ученых и врачей долгий путь, результаты нового исследования приближают нас к дню, когда болезнь Альцгеймера станет излечимым или даже предотвратимым состоянием. Понимание того, как она развивается на клеточном уровне, открывает двери для новых возможностей и внушает оптимизм в отношении здорового старения.

Вы точно не на 70% из воды: сколько её в организме на самом деле.

Вы состоите из воды буквально. Но не на одинаковые 70 %, как любят писать в интернете. Реальная цифра зависит от возраста, пола, состава тела и даже образа жизни. Разберёмся спокойно и по делу: сколько воды в нас на самом деле, где она прячется и почему её потеря ощущается быстрее, чем кажется.

Сколько воды в организме человека в среднем

В среднем человеческий организм содержит от 45 до 75 % воды. Такой разброс не ошибка, а отражение биологии.

• Младенцы абсолютные рекордсмены: 7578 % воды, к году показатель снижается до ~65 %
• Взрослые мужчины около 60 %
• Взрослые женщины в среднем 55 %, из-за более высокой доли жировой ткани
• Люди с избыточным весом воды меньше, потому что жир удерживает её хуже, чем мышцы

Ключевой момент: мышечная ткань богата водой, а жировая бедна. Поэтому уровень тренированности влияет не меньше пола.

Количество воды в человеческом организме колеблется от 45 до 75 %. Источник изображения: thoughtco.com

Где находится вода в организме и в каких органах её больше всего

Вода распределена неравномерно:

• 2/3 всей воды находится внутри клеток
• 1/3 вне клеток (плазма крови, межклеточная жидкость)

Отдельные органы содержат особенно много воды:

• мозг и сердце около 73 %
• лёгкие до 83 %
• мышцы и почки 79 %
• кожа 64 %
• кости около 20-31 %, и потеря воды заметно влияет на прочность и вязкость кости.

Не забудьте подписаться на наши каналы в Telegram и Дзен там много интересного и познавательного!

Зачем организму нужна вода и что происходит при её нехватке

Вода не фон, а активный участник процессов:

• строит клетки и поддерживает их форму
• регулирует температуру через потоотделение и дыхание
• участвует в переваривании пищи и обмене веществ
• смазывает суставы и защищает мозг и органы
• выводит токсины и переносит кислород и питательные вещества

Читайте также: как количество выпиваемой воды влияет на вашу способность противостоять стрессу

Важно: потеря всего 23 % воды уже вызывает жажду, а 2 % обезвоживания заметно ухудшают внимание и координацию.

Вы не мешок с водой, а тонко настроенная система. Поддерживать водный баланс значит помогать мозгу, мышцам и сердцу работать без сбоев.

У беременных женщин нашлись клетки, которые ранее были никому неизвестны

Американские ученые создали самую подробную на сегодня карту тканей на границе матки и плаценты, и нашли там клетки, которых раньше никто не описывал. Эти клетки появляются только во время беременности, а потом исчезают. Похоже, от них может зависеть, пойдет ли беременность нормально или с осложнениями. Кажется, мы недооценивали, насколько сильно беременность меняет женское тело.

Как плацента подключается к кровоснабжению

На самых ранних сроках беременности в организме женщины разворачивается процесс, о котором многие даже не подозревают. Плацента, временный орган, который обеспечивает плод кислородом и питанием, должна надежно подключиться к кровоснабжению матери. Для этого специальные клетки плода в буквальном смысле вторгаются в стенку матки и ее артерии, перестраивая сосуды так, чтобы кровь свободно текла к плаценте.

Это похоже на то, как корни дерева прорастают в почву. Если они проникнут недостаточно глубоко, дерево не получит воды, а если слишком глубоко и бесконтрольно, это тоже грозит проблемами. Точно так же и с плацентой: слишком слабое вторжение клеток связывают с опасным повышением давления у беременных (преэклампсия), а слишком глубокое с другим опасным состоянием, когда плацента после родов не может отделиться от стенки матки.

До сих пор ученые создавали подобные клеточные карты, но они охватывали лишь отдельные этапы беременности. Новое исследование стало первым, в котором удалось проследить всю картину от ранних сроков до родов.

Будь в курсе новых событий по максимуму подписывайся на наш канал в Max!

Как ученые составили атлас клеток беременности

Исследование опубликовано 8 апреля 2026 года в журнале Nature. Группа ученых проанализировала около 200 000 индивидуальных клеток с помощью одноклеточных геномных технологий и сравнила их почти с миллионом клеток в их исходных позициях внутри тканей, используя пространственную транскриптомику метод, который позволяет не только определить тип клетки, но и увидеть, где именно она находится в ткани.

С помощью машинного обучения исследователи смогли предсказать, насколько глубоко та или иная клетка плода вторгнется в стенку матки, опираясь на активность ее генов. Такой уровень детализации позволил увидеть то, что предыдущие работы пропускали. И именно в этом масштабном массиве данных исследователи увидели клетки, которые прежде никто не выделял в отдельный тип.

Лаборатория геномных исследований, в которой анализируют данные одноклеточного секвенирования

Какие новые клетки обнаружили у беременных

Новый клеточный подтип получил название DSC4 (decidual stromal cell 4), то есть четвертый подтип децидуальных стромальных клеток. Децидуальные клетки это материнские клетки слизистой оболочки матки, которые перестраиваются для поддержки беременности. Их давно изучают, но именно этот подтип до сих пор не был описан.

Эти клетки не присутствуют в матке вне беременности. Они резко появляются в самом начале вынашивания, когда слизистая матки перестраивается, чтобы принять эмбрион. Как объяснил первый автор исследования Чэн Ванг, DSC4 располагаются на самом переднем крае, именно там, где клетки плаценты начинают вторжение в стенку матки.

Главная функция этих клеток работать ограничителем скорости. Они посылают сигнальные молекулы, которые не дают клеткам плаценты проникать слишком быстро и слишком глубоко. Клетки DSC4 находятся на передовой материнско-плодного интерфейса и несут белки, которые регулируют поведение других клеток на этой критической границе.

Читайте также: Почему беременность женщины длится 9 месяцев

Изучение осложнений при беременности

Одна из главных целей исследования понять, какие именно клетки ломаются при осложнениях беременности. Для этого ученые наложили свою клеточную карту на данные масштабных генетических исследований преэклампсии, преждевременных родов и выкидышей, с участием более 10 000 пациенток.

Эти генетические исследования ранее выявили связь определенных вариантов генов с риском осложнений. Но было непонятно, в каких именно клетках эти гены работают. Теперь исследователи смогли точно указать конкретные типы клеток плаценты и матки, которые активно используют рискованные гены и потому наиболее уязвимы.

Для преэклампсии результат оказался особенно показательным: больше всего пострадавших клеток оказались вовлечены в ремоделирование материнских артерий тот самый процесс, при котором сосуды матки перестраиваются, чтобы обеспечить достаточный приток крови к плаценте. Результаты указывают на то, что преэклампсия может быть следствием нарушенной коммуникации между материнскими и плодовыми клетками, которые в норме координируют этот процесс.

Это не просто академический интерес. Преэклампсия поражает до 58% беременностей и остается одной из ведущих причин материнской смертности. Если удастся определить, какие конкретно клетки и молекулярные пути нарушаются, это откроет путь к ранней диагностике и, в перспективе, к целенаправленной терапии.

Можно ли беременным жить с кошкой: мифы, факты и советы, которые вас удивят

Что атлас клеток беременности даст будущим исследованиям

Созданный атлас охватывает нормальную беременность от ранних сроков до родов. Это базовая карта здоровья, с которой теперь можно сравнивать все, что идет не так. Следующий шаг команды изучить ткани при осложненных беременностях и найти потенциальные мишени для лечения.

Открытие клеток DSC4 это еще и напоминание о том, как мало мы пока знаем о том, что происходит в организме женщины во время беременности. Десятилетиями ученые изучали плаценту и матку, но целый клеточный подтип оставался незамеченным. Старший автор исследования Цзинцзин Ли назвал момент обнаружения этих клеток захватывающим, и в данном случае это не преувеличение, ведь речь идет о клетке, которая находится на самом стыке двух организмов и, возможно, во многом определяет исход беременности.

О свежих научных открытиях вы можете узнать, подписавшись на наш Дзен-канал. Нас уже более 150 тысяч человек!

Пока это начало пути: функции DSC4 описаны на клеточном и молекулярном уровне, но до клинического применения далеко. Тем не менее сам факт того, что в 2026 году в человеческом теле можно обнаружить принципиально новый тип клеток, говорит о том, что современные технологии анализа продолжают менять наше понимание даже давно изученных тканей.

Ученые выяснили что кишечник может влиять на развитие сердца эмбриона

Человеческая жизнь, по сути, начинается с того момента, когда абсолютно одинаковые клетки начинают делиться на разные типы, то есть приобретают определенную специализацию, в результате чего из них в последствии развиваются разные органы и ткани. Для изучения этого процесса ученые все чаще используют органоиды. Изучать как развиваются органы у целого эмбриона пока нет возможности. Зато уже имеются технологии, которые позволяют воссоздать искусственно любой органоид, то есть микроорган. Обычно они представляют собой не орган целиком, а определенную часть, к примеру, зачаток коры полушария мозга, структурную единицу почки и т.д. Но этого хватает, чтобы исследовать воздействие того или иного препарата на зарождающийся орган, ядовитых веществ и т.д. Также органоиды используют для изучения закономерностей их развития. В процессе одного из таких исследований сердечного органоида, сотрудники Гладстоновского института, обнаружили интересную закономерность на его развитие большое влияние оказывал находящийся рядом органоид кишечника. Причем без него органоид не мог полноценно развиваться.

Как кишечник влияет на развитие формирование сердца

Ученые Гладстоновского института использовали для своей работы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека. Их получают из обычных, то есть специализированных клеток при помощи определенных молекулярных сигналов. После того, как эти клетки утрачиваю свою специализацию, при помощи других молекулярных сигналов им придают ту или иную новую специализацию. Плюрипотентными (всемогущими) их называют по той причине, что им можно искусственно придать любое предназначение. К слову, существует другая технология, которая позволяет брать стволовые клетки из клонов эмбрионов. Но они для подобных исследований не применяются.

Органоиды образуются из стволовых клеток, которые изначально не имеют предназначения

В своем исследовании ученые поставили перед собой задачу создать из таких клеток не только сердечную мышцу, но и другие клетки, которые содержит наше сердце, то есть сформировать более-менее полноценный органоид. Перебирая возможные варианты молекулярных сигналов, они обнаружили, что сердце нормально развивается только вместе с клетками кишечника.

Как утверждают авторы исследования, опубликованного в издании Cell Stem Cell, при наличии клеток кишечника, органоид приобретал сложную структуру, напоминающую настоящее сердце эмбриона. Более того, они отметили, что у органоида появилось нечто, напоминающее кровеносные сосуды, питающее сердце.

Также ученые утверждают, что микроорган обладал более разнообразными клетками, в сравнении с аналогами, выращенными в одиночку. Причем пропорции клеток были правильными. Среди них исследователи обнаружили клетки, которые обладали электрическими свойствами, такими же, как у настоящего формирующегося сердца. Когда авторы работы создавали такие же самые органоиды, но без клеток кишечника, сердце на ранней стадии развития словно замирало. В паре же с клетками кишечника органоид смог прожить год. По словам экспертов, для таких структур это необычайной длительный срок.

Двойной органоид, который содержит клетки сердца и кишечника

Наше исследование открывает новые многообещающие перспективы органоидных технологий, которые помогут улучшить наше понимание того, как развивающиеся органы и ткани, как взаимодействуют и инструктируют друг друга говорит старший исследователь Гладстона Тодд МакДевитт, доктор философии, старший автор исследования.

Почему органоиды развиваются совместно

Как отмечают авторы работы, активно развивалось не только сердце, но и клетки кишечника. Они выявили структуры, которые напоминали тонкий кишечник. Но каким образом один органоид влиял на другой? По словам авторов работы, микроорганы обменивались между собой химическими сигналами.

Тодд МакДевитт, ведущий автор исследования

Связь между развивающимися тканями, возможно, еще не получила такого широкого признания, как следовало бы. Теперь мы можем потенциально исследовать этот фундаментальный процесс так, над которым никогда раньше не задумывались говорит Тодд МакДевитт.

Как отмечают исследователи, несмотря на успехи, то есть более естественную структуру органоидов, сформированных в паре, они все еще сильно отличались от тех органов, которые развиваются в эмбрионе. Однако, следует учитывать, что в эмбрионе одновременно развиваются не два органы, а все. Они также имеют тесный химический контакт друг с другом. Вполне возможно, что при формировании в лабораторных условиях не двух органоидов, а всех вместе, как у эмбриона, органоиды будут также формироваться правильно.

Еще больше увлекательных материалов из мира науки мы подготовили для вас на нашем Яндекс.Дзен-канале

Учены планируют в ближайшее время продолжить дальнейшие исследования, чтобы усовершенствовать технологии выращивания органоидов. В частности, они собираются вырастить другие похожие органоиды с различными типами тканей, которыми обладает сердце, почки и т.д. Напоследок напомню, что другая группа ученых смогла вырастить полноценный гибридный эмбрион обезьяны и человека, о чем мы рассказывали ранее.

Недавно ученые совершили важное открытие в области медицины

Ткани человеческого организма состоят из клеток, которые постоянно обмениваются между собой информацией и полезными веществами, а некоторые из них даже могут двигаться. Например, способностью к передвижению обладают раковые клетки именно из-за этого умения в организмах происходит распространение онкологических заболеваний. Долгие годы ученые не могли объяснить, каким образом клетки умудряются передвигаться, но относительно недавно стало известно, что для этого у них есть специальные щупальца, именуемые как филоподии. При помощи мощного оптического пинцета, микроскопа и других научных приборов, исследователям удалось узнать об этих отростках больше важной информации, которой они щедро поделились. Есть надежда, что в будущем ученые смогут уменьшить активность филоподий, что позволит быстрее излечивать людей от раковых болезней. Тема интересная и важная, поэтому давайте рассмотрим ее более подробно.

Оптический пинцет инструмент, который позволяет трогать микроскопические объекты при помощи лазерного света. Изобретателем оптического пинцета является американский физик Артур Эшкин, который в 2018 году был награжден за это нобелевской премией.

Оптический пинцет является одним из лучших научных изобретений за последние годы

Как двигаются клетки?

Подробностями об особенностях филоподий поделилось издание Science Alert. В ходе новой научной работы ученые наблюдали за разными типами клеток при помощи научного оборудования, позволяющего взаимодействовать с различными объектами микроскопических размеров. Похожие на щупальца отростки были замечены у разных типов клеток, в том числе и раковых. Наблюдения показали, что филоподии обладают очень сложными манерами поведения. Они способны растягиваться, изгибаться и менять свою форму и длину во время движения. При помощи этих щупалец клетки могут исследовать окружающую среду, перемещаться и взаимодействовать с другими клетками.

Описание способностей филоподий

По словам исследовательницы Наташи Лейнсе (Natascha Leijnse), при помощи отростков клетки могут даже внедряться в другие ткани. Пожалуй, в этом заключается главная опасность наличия филоподий в раковых клетках. Должна быть, скорость развития онкологических заболеваний связана как раз со степенью активности этих придатков. Если это действительно так, то ученые сделали очень важное для медицины открытие. Получается, что для замедления развития смертельно опасных заболеваний, нужно максимально снизить активность филоподий. Но важно сделать это выборочно будущая технология не должна влиять на щупальца других видов клеток, потому что от их активности зависит работа жизненно важных систем.

Отростки раковой клетки

Читайте также: По мнению ученых, защиту организма от рака могут обеспечивать прыгающие гены

Как человечество борется с раком?

Когда ученые смогут создать технологию для остановки развития рака, неизвестно. На данный момент они занимаются наблюдением за филоподиями. Благодаря новым технологиям, им удалось узнать, что щупальца имеют ядро, которое состоит из белков актина и миозина. По словам авторов новой научной работы, по физическим свойствам филоподии клеток можно сравнить с резиновой лентой. Когда отростки скручиваются, они сокращаются в длине, но потом быстро возвращаются в исходное состояние. Скручивание возникает, когда белки миозина обвивают актиновые белки.

На фотографиях можно увидеть, как двигаются филоподии

Открытия подобного рода очень важны для человечества, потому что рак является одной из ведущих причин смерти в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году онкологические заболевания унесли жизни почти 10 миллионов людей. И это при том, что на сегодняшний день технологии достигли такого уровня развития, при котором многие виды рака, при своевременной диагностике, легко поддаются лечению. Исходя из этого можно предположить, что при быстром и точном обнаружении болезни, смертельного исхода можно избежать. Технологии для эффективной диагностики рака активно разрабатываются, и о самых интересных из них мы регулярно рассказываем. Так, пару лет назад стало известно о создании искусственного интеллекта для обнаружения рака груди.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Но о лекарствах против рака ученые тоже не забывают. Одной из главных проблем при лечении рака является то, что его клетки нередко выталкивают лекарства, снижая их эффективность. Но недавно было найдено растение, которое лишает их такой способности. Подробности читайте в этом материале.

Человеческий организм состоит из примерно 30 триллионов клеток, каждая из которых выполняет свою уникальную функцию. Источник изображения: IFL Science

Для многих людей это покажется неожиданной новостью, но некоторые мужчины и женщины уверены, что человеческий организм обновляется каждые 7 лет. По их мнению, за этот период каждая старая клетка организма полностью исчезают, а на их месте появляются новые мы, по сути, становимся другими людьми. Возникает вопрос: есть ли этому какое-либо научное объяснение, или это всего лишь миф, который звучит слишком привлекательно? Самое время в этом разобраться!

Сколько живет клетка организма

По словам авторов сайта IFL Science, утверждение о том, что наш организм полностью обновляется за семь лет это миф, а не правда.

Вероятно, эта легенда возникла после публикации исследования 2005 года. В ходе научной работы ученые изучали продолжительность жизни клеток. Один из авторов этой работы предположил, что средняя продолжительность жизни всех клеток нашего тела составляет примерно 710 лет. Ою этом писали многие СМИ, поэтому люди и подумали, что за несколько лет они буквально пересобирают себя заново.

В организме человека более 200 типов клеток, включая нервные, мышечные, кровяные и кожные. Источник изображения: yokogawa.com

Если бы все клетки нашего тела жили одинаковое количество лет и умирали в строго определенное время, тогда эта теория могла бы быть верной. Но на самом деле различные типы клеток обновляются с разной скоростью. Таким образом, наше тело постоянно меняется, но оно никогда не становится полностью новым.

Жизнь клеток организма

Клетки организма человека живут по-разному. Некоторые из них обновляются всего за несколько дней, в то время как другие остаются с нами на протяжении всей жизни. Поэтому усредненные показатели, такие как 7 лет, не могут дать полной картины.

Например, клетки желудка живут всего около 10 дней. Они отвечают за выработку слизи, которая защищает орган пищеварения от агрессивной кислоты. Из-за постоянного контакта с кислой средой эти клетки быстро изнашиваются и заменяются новыми.

Человеческий желудок вырабатывает соляную кислоту, которая помогает переваривать пищу. Источник изображения: Live Science

Еще быстрее обновляются клетки кишечника в среднем за 3-5 дней. Это важно, так как пищеварительный тракт постоянно контактирует с едой, бактериями и различными ферментами. Без быстрого обновления он просто не смог бы нормально функционировать.

Самая большая часть ежедневного обновления клеток приходится на кровь. Например, эритроциты (красные кровяные тельца) живут примерно 120 дней, после чего заменяются новыми. Клетки крови составляют до 90% всех заменяемых клеток организма каждый день.

Красные кровяные тельца (эритроциты) переносят кислород по всему телу. Источник изображения: Live Science

А вот нейроны мозга это совсем другая история. Большинство из них не обновляются вообще. Именно поэтому травмы мозга и спинного мозга так опасны: если нейроны повреждаются, они не могут восстановиться, как это происходит с другими клетками.

Таким образом, в нашем теле есть клетки, которые обновляются почти мгновенно, а есть те, что остаются с нами навсегда. Так что наш организм никогда не становится совершенно новым если бы это было так, мы бы жили вечно.

За гранью жизни и смерти: после гибели организма некоторые клетки переходят в третье состояние

Омоложение клеток организма

Но стоит отметить, что благодаря современным технологиям ученые могут омолаживать клетки.

Например, в 2022 году мы рассказали о том, как исследовали смогли омолодить клетки человека на целых 30 лет. Они взяли фибробласты клетки, отвечающие за выработку коллагена и восстановление кожи и подвергли их частичному перепрограммированию.

Ученые исследуют методы омоложения клеток, включая использование стволовых клеток, чтобы замедлить старение и лечить возрастные заболевания. Источник изображения: stemcellsportal.com

После эксперимента выяснилось, что клетки не только выглядели моложе, но и работали так же, как 20-30 лет назад. Они начали вырабатывать больше коллагена, а их химические метки соответствовали более молодому возрасту. Это значит, что в будущем можно будет не просто замедлить старение, а действительно возвращать клеткам молодость, что особенно важно для заживления ран и сохранения здоровья кожи.

Чтобы оставаться в курсе достижений науки, подпишитесь на наш Дзен-канал. Нас уже более 100 тысяч человек!

Технология до сих пор далека от практического применения, но ученые считают, что со временем ее можно будет использовать не только в косметологии, но и в медицине. Если научиться омолаживать разные виды клеток, можно будет не только бороться со старением кожи, но и предотвращать возрастные болезни, улучшая качество и продолжительность жизни.

Продолжительность жизни можно предсказать по крови открытие, которое меняет всё.

Иногда кажется, что продолжительность жизни определяется генами, образом жизни или просто удачей. Учёные уже выясняли, что анализ крови показывает шансы на долгую жизнь, но новое исследование показало, что в нашей крови есть молекулы, которые могут предсказывать будущее точнее возраста. Речь идёт о крошечных фрагментах РНК, на которые раньше почти не обращали внимания. Исследователи обнаружили, что их уровень связан с тем, проживёт ли человек ещё несколько лет. Причём работает это лучше, чем многие медицинские тесты. И самое удивительное возраст оказался не таким важным, как принято считать.

Какие молекулы в крови связаны с продолжительностью жизни

Исследование под руководством Вирджинии Байерс Краус из медицинского факультета Университета Дьюка включало 1271 человека старше 71 года. Учёные анализировали образцы крови и искали молекулярные признаки, которые могут быть связаны с продолжительностью жизни. Ранее было обнаружено, что возраст органов можно определить по крови.

Главным открытием стали piРНК (PIWI-interacting RNA) очень маленькие фрагменты генетического материала, которые раньше считались важными только для репродуктивных клеток. Оказалось, что они присутствуют и в крови и могут отражать процессы старения.

Когда исследователи сравнили данные, выяснилось неожиданное: люди, которые прожили дольше, имели более низкий уровень девяти определённых piРНК. Это противоречит логике, потому что считалось, что такие молекулы защищают клетки.

После добавления молекулярных маркеров возраст почти перестал играть роль. Иначе говоря, биологический возраст оказался важнее цифры в паспорте.

Возраст сам по себе оказался слабее, чем молекулярные маркеры: несколько piRNA в плазме крови хорошо предсказывали двухлетнюю выживаемость у пожилых людей.

Почему возраст не показывает реальное состояние организма

Учёные проверили сотни показателей всего было измерено 828 молекул малой РНК. Затем участников разделили на группы, чтобы избежать ошибок в статистике, и построили модель прогноза. Результат оказался неожиданным:

• модель по возрасту работала почти как случайное угадывание
• модель по молекулярным маркерам давала гораздо более точный прогноз
• комбинация молекул и состояния здоровья показала результат не хуже сложных медицинских систем

Особенно хорошо работала модель, которая учитывала следующие показатели. Такая схема предсказывала двухлетнюю выживаемость точнее большинства клинических методов.

• пять молекул piРНК
• физическое состояние человека
• уровень хорошего холестерина

А вы уже подписаны на наш наш канал в MAX? Если нет, самое время это сделать!

Можно ли продлить жизнь, влияя на молекулы старения

Самая интригующая часть исследования возможность влиять на эти показатели.

Статистическое моделирование показало, что если привести уровень piРНК у людей из группы риска к уровню долгожителей, вероятность прожить ещё два года могла бы вырасти почти вдвое. Это пока только расчёты, но они совпадают с результатами экспериментов на животных. Например:

• у круглых червей отключение системы малых РНК увеличивало жизнь в два раза
• у плодовых мушек похожие изменения тоже продлевали жизнь

Исследователи подчёркивают, что это не означает скорого появления лекарства. Но piРНК могут стать новой мишенью для терапии старения. И это направление сейчас активно изучается. Пока такие анализы не используют в обычной медицине. Результаты исследования нужно подтверждать на других выборках, в других возрастах, платформах и на более длинных горизонтах, чем два года.

Но исследование показывает важную вещь: биологический возраст может сильно отличаться от календарного, и именно он определяет, сколько мы проживём. А ещё не так давно учёные выяснили, что молодая кровь может продлевать жизнь.

Мы думали, волосы растут потому, что клетки у корней делятся и выталкивают их вверх, как зубную пасту из тюбика. Но это не так. Источник изображения: zmescience.com

Десятилетиями учебники биологии объясняли рост волос просто: клетки делятся у корня и выталкивают волос наверх, как зубную пасту из тюбика. Но новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что это объяснение не совсем верно. На самом деле волос не выталкивается он подтягивается вверх под действием скоординированной силы внутри фолликула, который работает почти как крошечный биологический мотор. Выходит, проблему выпадения волос всегда решали неправильно, а ведь волосы часть наших органов чувств.

Как устроен рост волос и волосяной фолликул

Прежде чем перейти к открытию, стоит вспомнить, как устроен волосяной фолликул маленькая фабрика, спрятанная в коже. На дне фолликула находится так называемая луковица, где клетки активно делятся. Долгое время считалось, что именно это деление и толкает волос вверх примерно как конвейерная лента, где новые клетки подпирают старые снизу.

Вокруг самого стержня волоса есть защитная оболочка наружное корневое влагалище. Раньше его роль считали чисто пассивной: что-то вроде чехла, который просто окружает растущий волос. Но именно эта структура, как оказалось, играет ключевую роль в росте.

Если задумывались, почему волосы на голове растут длинными, а на руках нет.

Команда учёных из L’Oral Research & Innovation и Лондонского университета Куин Мэри впервые смогла наблюдать за живыми человеческими фолликулами в реальном времени, используя 3D-микроскопию с покадровой съёмкой. До этого исследователям приходилось работать со статичными срезами по сути, с замороженными фотографиями, по которым невозможно увидеть динамику процесса.

Почему волосы растут не из-за деления клеток

Когда учёные стали отслеживать движение отдельных клеток внутри живых фолликулов, они увидели неожиданную картину. Клетки наружного корневого влагалища двигались вниз по спиральной траектории то есть в сторону, противоположную росту волоса.

На первый взгляд это кажется парадоксальным: как движение вниз может поднимать волос вверх? Но физика процесса оказалась понятной. Представьте, что вы берётесь за верёвку и тянете её вниз, перебирая руками. Сама верёвка при этом скользит наверх. Примерно так работает и фолликул: скоординированное спиральное движение клеток вокруг стержня создаёт тягу, которая вытягивает волос из кожи.

3D-визуализация движения клеток внутри волосяного фолликула

Профессор Инеш Секейра, один из авторов исследования, назвала происходящее внутри фолликула увлекательной хореографией и сравнила его работу с крошечным мотором. Это не просто метафора: речь идёт о реальной механической силе, которую создают клетки, действуя слаженно.

Что доказали учёные о механизме роста волос

Красивая гипотеза требовала жёсткой проверки. И исследователи провели два ключевых эксперимента.

Сначала они заблокировали клеточное деление в фолликуле. Если бы старая модель выталкивания была верна, волос должен был перестать расти. Но этого не произошло рост продолжался почти с той же скоростью.

Затем учёные подавили активность актина белка, который позволяет клеткам сокращаться и перемещаться. Актин это своего рода мышца каждой клетки: он формирует внутренний каркас, благодаря которому клетка может менять форму и двигаться. Когда работу актина нарушили, скорость роста волос упала более чем на 80%.

Это стало решающим доказательством: именно механическое движение клеток, а не просто их деление, является главным двигателем роста волос. Компьютерные модели подтвердили вывод расчётная сила тяги, создаваемая скоординированным движением клеток, точно совпала с реальной скоростью роста.

Строение волосяного фолликула. 1. Луковица волосяного фолликула, содержащая концентрические слои различных типов клеток. Слои разделены на несколько отделов: стержень волоса, состоящий из мозгового вещества, кортекса и кутикулы; внутренняя корневая оболочка, состоящая из кутикулы, слоя Хаксли и слоя Хенле; компаньон-слой и наружная корневая оболочка. Пунктирной линией обозначена область поперечного среза. 2. Современная модель, основанная на отслеживании клеточных линий, связывающих локально различающиеся матриксные клетки-предшественники с растущими слоями волосяного фолликула. Источник изображения: nature.com

Как открытие механизма роста волос изменит лечение облысения

Сегодня большинство средств от выпадения волос работают с биохимией: стимулируют деление клеток, влияют на гормоны, улучшают кровоснабжение фолликулов. Именно на этом основано действие миноксидила и финастерида двух самых популярных препаратов. Но если главная движущая сила роста не деление клеток, а механическое движение, то получается, что существующие подходы работают лишь с частью картины.

Новое понимание открывает совершенно другое направление: создание препаратов, которые восстанавливают или усиливают физическую динамику внутри фолликула. Речь идёт о том, как клетки двигаются, как они создают тягу и как ткани фолликула сохраняют свою структуру.

Кроме того, разработанная методика 3D-визуализации позволяет тестировать лекарства прямо на живых человеческих фолликулах наблюдая не только за делением клеток, но и за их движением в реальном времени. Это принципиально важно, потому что до сих пор основная часть знаний о росте волос была получена на грызунах, а человеческие фолликулы устроены иначе.

Исследователь работает с мультифотонным микроскопом для наблюдения за живыми фолликулами

От чего зависит рост волос и почему он меняется

Средняя скорость роста волос на голове составляет около 11,5 см в месяц, или примерно 1215 см в год. У женщин волосы обычно растут чуть быстрее, чем у мужчин, а наиболее активный рост приходится на возраст от 15 до 30 лет. На скорость влияют генетика, гормональный фон, питание, стресс, состояние здоровья в целом и даже внешняя среда, например, вода из-под крана.

Но все эти факторы до сих пор рассматривались исключительно через призму биохимии гормонов, витаминов, кровоснабжения. Новое исследование добавляет к этому списку ещё один, ранее неизвестный параметр: механическую активность клеток фолликула. Возможно, у некоторых людей проблемы с ростом волос или облысение связаны не только с нехваткой питания или гормональными сбоями, но и с нарушением этого внутреннего мотора.

Будь в курсе новых событий по максимуму подписывайся на наш канал в Max!

Правда, нужно честно обозначить границы открытия. Эксперименты проводились на фолликулах, выращенных в лабораторных условиях, а не в живой коже. Учёным ещё предстоит подтвердить, что тот же механизм вытягивания работает в полноценном организме с его кровотоком, гормонами и иммунной системой. Также пока неясно, одинаков ли этот механизм для разных типов волос и участков тела.

Тем не менее, исследование опубликовано в серьёзном рецензируемом журнале Nature Communications, подкреплено экспериментами, компьютерным моделированием и совпадает с тем, что наука уже знает о роли механических сил в других процессах например, в заживлении ран и развитии эмбриона. Это не революция, которая завтра вылечит облысение, но это фундаментальный сдвиг в понимании того, как вообще растут наши волосы и именно такие сдвиги со временем меняют медицину.

Почему седеют волосы: новое исследование объяснило связь с раком кожи. Источник изображения: forma.eapteka.ru

Седые волосы принято считать символом возраста, генетики или пережитого сильного стресса. Их маскируют, закрашивают и паникуют, когда они появляются. Но новое исследование показало: седина может быть не слабостью, а важной защитной реакцией организма от рака кожи. Учёные выяснили, что процесс поседения напрямую связан с тем, как клетки реагируют на повреждение ДНК. И этот путь оказывается безопаснее, чем сохранение молодости волос.

Как седина связана с раком кожи и меланомой

В центре внимания оказались стволовые клетки меланоцитов. Именно они отвечают за цвет волос и кожи. В норме эти клетки регулярно обновляются и вырабатывают пигмент. Но при генотоксическом стрессе (из-за радиации, ультрафиолета или химических веществ) у них появляется выбор.

Первый вариант прекратить деление и выйти из системы. В этом случае пигмент больше не производится, и волосы седеют.

Второй продолжить размножение несмотря на повреждённую ДНК. Именно этот путь может привести к развитию меланомы одной из самых агрессивных форм рака кожи.

Седина и меланома могут быть разными исходами одной реакции стволовых клеток на повреждение ДНК.

Что показало новое исследование учёных

Исследование, проведённое в Токийском университете и опубликованное в Nature Cell Biology, показало: поседение это форма естественной самоочистки.

При определённых типах повреждений активируется защитный путь p53p21, который заставляет потенциально опасные клетки самоустраниться.

Не забудьте подписаться на наши каналы в Telegram и Дзен там много интересного!

Но при воздействии сильных канцерогенов или UVB-излучения этот механизм может быть подавлен. Тогда клетки продолжают делиться, накапливая мутации и повышая риск опухоли.

Как отмечает профессор Эми Нисимура, одна и та же клетка может выбрать либо безопасное старение, либо опасный рост всё зависит от условий.

Читайте также: почему волосы на голове растут длинными, а на руках нет?

Исследование не утверждает, что седина защищает от рака напрямую. Но оно показывает: седина может быть внешним признаком того, что защитные механизмы организма сработали вовремя.

Иногда потеря цвета волос это цена за сохранение здоровья кожи. И, как мне кажется, не самая высокая.

Какие элементы делают нас живыми: разбираем химический состав человека.

Если посмотреть на человека глазами химика, окажется, что мы не так уж далеки от воды, воздуха и звёздной пыли. Человеческое тело чётко организованная смесь элементов и соединений. Почти всё, из чего построено наше тело, есть в природе вокруг нас. Разница лишь в пропорциях и в том, как именно эти элементы объединены.

Основные химические соединения в организме человека

Вода главное вещество человеческого тела. Она составляет от 65 до 90 % каждой клетки и присутствует между ними. Кровь, лимфа и спинномозговая жидкость это в основном вода, в которой растворены другие вещества.

Белки следующий по значимости компонент. У худощавого взрослого человека их около 16 % массы тела. Из белков построены мышцы, кожа, волосы, ногти и даже сердечная мышца.

Жиры их процентное содержание сильно варьируются от человека к человеку, но даже при ожирении воды в организме всё равно больше, чем жира.

Углеводы нужны для энергии, но их удивительно мало около 1 % массы тела.

Минералы составляют примерно 6 % и включают соли и металлы, без которых невозможна работа нервов, мышц и костей.

Химический состав человеческого тела. Источник изображения: thoughtco.com

Химические элементы в организме человека: основные и второстепенные

99 % массы тела приходится всего на шесть элементов:

• кислород (~65 %) самый распространённый элемент, в основном из-за воды.
• углерод (~18 %) основа всех органических молекул.
• водород (~10 %) самый распространённый по числу атомов элемент, но лёгкий по массе.
• азот (~3,3 %) входит в состав белков и нуклеиновых кислот.
• фосфор (~1,2 %) ключевой элемент передачи энергии в клетках.
• сера (0,20,3 %) компонент аминокислот и белков.

Далее идут элементы меньшей доли, но огромной важности:

• кальций (~1,5 %) для костей и сокращения мышц,
• калий (0,20,4 %) для нервных импульсов,
• хлор (~0,2 %) и натрий (0,10,2 %) для электролитного баланса,
• магний (~0,05 %) участник множества биохимических реакций.

Не забудьте подписаться на наши каналы в Telegram и Дзен там много интересного и познавательного!

Другие микроэлементы в организме человека: зачем они нужны

Железо, кобальт, медь, цинк, йод, селен и фтор присутствуют в организме в микроскопических количествах, но без них не работают ферменты, гормоны и иммунитет.

Есть и элементы без известной биологической функции алюминий, кремний, серебро, золото и даже следы радиоактивных веществ. Они попадают в тело случайно (с пищей, водой и воздухом) и не играют роли в биологии.

Сколько воды в организме человека на самом деле? Спойлер: не 70%

Зато синтетических элементов таблицы Менделеева в организме нет: они либо не встречаются в природе, либо слишком нестабильны.

Итог простой: человек это вода, немного углерода и часть таблицы Менделеева в миниатюре. Именно баланс делает эту формулу живой.

Ученые могут омолаживать клетки, что может увеличить среднюю продолжительность жизни людей

Как бы этого не хотели некоторые люди, стать бессмертным невозможно обеспечить вечную жизнь не может даже наука. Однако, ученые постоянно пытаются управлять процессом старения путем создания технологий для омоложения человеческого организма. Все живые создания устроены таким образом, что их клетки со временем стареют и перестают выполнять свои функции. Например, клетки соединительной ткани, фибробласты, необходимы для производства коллагена белка, который отвечает за внешний вид кожи человека. С возрастом коллаген вырабатывается хуже, из-за чего кожа становится некрасивой и даже неглубокие раны начинают заживать неделями, а то и месяцами. Раздел науки, в рамках которого ученые пытаются вернуть людям молодость, называется регенеративной биологией. И недавно в этой области был совершен заметный прорыв ученые смогли омолодить клетки на целых 30 (!) лет. Давайте рассмотрим подробности.

Как ученые программируют клетки?

Технология омолаживания людей уже существует, и она заключается в создании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Звучит очень сложно, поэтому предлагаю запомнить только то, что в результате срабатывания этой технологии клетки человека забывают о своих задачах и в будущем могут научиться выполнять любую программу, которую им дадут ученые. Для большего понимания можно представить взрослого человека, который выучился на определенную профессию, например, на сантехника. Ученые могут заставить его забыть все свои рабочие навыки и превратить в мальчишку, который потом может освоить любую другую профессию.

Ученые уже умеют программировать клетки на выполнение разных задач

Разработчиками метода создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток являются ученые Синъя Яманака (Shinya Yamanaka) и Джон Гердон (John Gurdon). За свое достижение, в 2012 году они были вознаграждены Нобелевской премией по физиологии и медицине. Выделенные ими четыре молекулы, которые играют важную роль в стирании памяти клеток, носят название факторы Яманаки. Технология существует, но на данный момент ученые не могут достичь того, чтобы созданные клетки умели превращаться во все возможные типы клеток есть большие ограничения.

Синъя Яманака и Джон Гердон

Ученые омолодили клетки на 30 лет

Недавно, совершенно другая группа ученых, решила запустить процесс стирания памяти клеток лишь наполовину. Ведь зачем полностью обнулять клетки, если учить их новым навыкам, если их можно просто омолодить и позволить по-прежнему хорошо выполнять свою работу? Для полного стирания памяти клеток необходимо 50 дней, но в рамках нового эксперимента ученые обошлись двумя неделями. Омоложению были подвергнуты упомянутые в начале статьи фибробласты, которые вырабатывают белки, отвечающие за здоровый внешний вид кожи.

Фибробласты под микроскопом

Спустя две недели частичного стирания памяти ученые первым делом изучили химические метки в геноме фибробластов, которые указывают на его возраст. Также исследователи проследили, насколько хорошо клетки вырабатывают коллаген. К их удивлению, подвергнутые перепрограммированию клетки омолодились на целых 30 лет. Звучит как фантастика, но именно такими словами ученые описали свое достижение.

Коллаген важен для состояния кожи

Читайте также: Правда ли, что старение это болезнь, которую можно вылечить?

В будущем люди будут стареть медленнее

В теории, когда-нибудь эта технология действительно сможет омолаживать людей. Причем речь идет не только о косметическом омоложении сами клетки будут моложе и справляться со своими функциями прямо как у детей. Возможно, кто-нибудь уже замечал, что у молодых людей ссадины и даже более серьезные раны заживают быстро, буквально за 2-3 дня. А у пожилых людей даже небольшие ранения не могут зажить по несколько недель. Так вот, если довести технологию до совершенства, даже 70-летние люди будут обладать гладкой и здоровой кожей. А если омолаживать другие типы клеток, можно будет избежать большинства болезней, что заметно увеличит среднюю продолжительность жизни в мире.

Есть надежда на то, что в будущем люди будут стареть медленнее, чем сегодня

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Результаты некоторых исследований показывают, что нынешние пожилые люди чувствуют себя гораздо лучше, чем люди того же возраста несколько десятков лет назад. Современный мир устроен так, что представители старшего поколения, в большинстве своем, здоровы как в физиологическим, так и в психологическом плане. Однако, всегда есть некоторые нюансы, и этот случай не исключение. Подробнее о результатах сравнения здоровья пожилых людей разных поколений читайте в этом материале.

Последние комментарии