Как говорится, не ковидом единым. На протяжении уже более чем двух лет множество ученых по всему миру исследуют коронавирус со всех сторон, однако на этом наука не заканчивается.
Почему некоторые запахи вызывают у человека чувство опасности? Как кофе влияет на процессы пищеварения? Почему состояние сетчатки глаза определяет возраст человека?
Эти и другие темы оказались в поле внимания исследований ученых по всему миру в последние месяцы. Подробности узнал обозреватель «МК».
Головной мозг человека способен на бессознательном уровне распознавать опасность, связанную с неприятными запахами. До сих пор это свойство нашего мозга считалось вариантом сознательного процесса, однако ученые из отделения клинической неврологии Каролинского института в Швеции смогли понять, что реакция на потенциальную угрозу в виде неприятного запаха заложена в нас эволюционно, как важная часть системы выживания человека и других млекопитающих.
Примерно 5% головного мозга занимает зона, ответственная за обоняние, благодаря которой мы различаем оттенки миллионов запахов. И многие из них представляют угрозу для здоровья и даже жизни: например, химвещества, гнилые продукты и т.д. После вдыхания через нос запахи улавливаются обонятельными рецепторами головного мозга в течение 100–150 миллисекунд. Длительное время ученые не могли установить, какие нейронные связи включаются в ответ на возможную угрозу, которую представляет неприятный запах, и дают организму команду «беги». Методов, позволяющих измерить сигналы, которые подают обонятельные луковицы, обрабатывающие запахи, в части головного мозга, контролирующие движение и поведение (так называемую моторную кору), не существовало. Но его разработали ученые из Швеции.
В ходе серии экспериментов добровольцев просили оценить ощущения от шести различных запахов — положительные и отрицательные. Одновременно ученые измеряли электрофизиологическую активность обонятельной луковицы при реакции на каждый из запахов.
Исследование показало, что на неприятные запахи, связанные с возможной опасностью, головной мозг реагирует гораздо быстрее, чем на приятные, и включает реакцию физического избегания. Причем эта реакция, как установили ученые, происходит абсолютно бессознательно. В результате замеров выяснилось, что информация о неприятном запахе поступает в моторную кору в течение примерно 300 мс. И человек реагирует, неосознанно отклоняясь от источника запаха.
Любопытно то, что на опасность, связанную с запахами, головной мозг «включается» значительно быстрее, чем на ту, которую видно невооруженным глазом или слышно. Поэтому ученые пришли к выводу, что обоняние — одно из важнейших чувств человека, позволяющих ему избегать угроз и выживать в окружающей среде. В период пандемии COVID-19 это ставит перед учеными задачу поиска средств для скорейшего восстановления обоняния, которое теряют некоторые пациенты в результате воздействия вируса.
Кофе как стимул моторики кишечника
Кофе — пожалуй, один из самых часто исследуемых напитков. Его способности повышать артериальное давление, снижать вес, портить эмаль зубов исследовались многократно. А теперь появились результаты масштабного обзора научных работ, опубликованные в журнале Nutrients, которые показали, как тонизирующий напиток влияет на процессы пищеварения.
В прицеле внимания аналитиков оказалось почти две сотни научных публикаций, проведенных в разное время и в разных странах, в рамках которых изучалось, как потребление кофе в различных дозах способно повлиять на пищеварительные процессы в организме.
Во время «путешествия» по желудочно-кишечному тракту кофе воздействует на три вида секреции, участвующие в процессах пищеварения (желудочную, желчную и панкреатическую), оказывает влияние на кишечную перистальтику (сокращение стенок толстой кишки, благодаря которому пища проходит через пищеварительный тракт) и меняет состав кишечной микрофлоры.
Установлено, что если употребление кофе умеренное (таким ученым называют 3–5 выпитых чашек ежедневно) — никакого вреда пищеварению нанесено не будет. При таких дозировках происходят здоровое стимулирование процессов пищеварения, ускорение моторики и улучшение состава микробиома (количество полезных бактерий, например бифидобактерий, повышается). Например, моторика толстой кишки в результате употребления кофе повышается на 60% по сравнению с употреблением обычной воды и на 23% — по сравнению с употреблением кофе без кофеина. Поэтому исследователи полагают, что кофейную диету стоит рассмотреть как один из способов терапии хронических запоров.
Кроме того, выяснилось, что при употреблении кофе происходит повышенная выработка пищеварительного гормона гастрина и соляной кислоты желудочного сока. Оба эти вещества ответственны за расщепление пищи в желудке. Кофе также положительно влияет на секрецию холецистокинина — гормона, стимулирующего выработку желчи и участвующего в процессе пищеварения.
Обзор научных работ показал, что употребление бодрящего напитка в разумных количествах снижает риск развития панкреатита, ряда болезней печени (включая гепатоцеллюлярную карциному — один из наиболее распространенных видов рака печени), а также образования камней в желчном пузыре.
Исследователи отвечают, что для полноценного понимания влияния кофе на процессы пищеварения требуется проведение дополнительных научных работ, однако полученные сегодня данные звучат обнадеживающе. Тем более что существующие ранее страхи, связанные с негативным влиянием кофе на пищеварительную систему, подтверждения не нашли. Например, напиток подозревался в способности вызывать гастро-рефлюксную болезнь, но был полностью реабилитирован.
Береги сетчатку смолоду
Чем старше сетчатка глаза, тем выше риск смертности от всех причин. К такому выводу пришел международный коллектив ученых, результаты исследования которого опубликованы на страницах British Journal of Ophthalmology.
Сегодня есть немало методик, позволяющих измерять биологический возраст, возраст сосудов и пр., однако измерение возраста сетчатки глаза пока еще не вошло в широкую практику. Впрочем, сложный алгоритм, позволяющий понять, насколько она «пожила», уже разработан. Его использовали в ходе своего исследования ученые из трех стран — Австралии, Германии и Китая. В рамках проведенной ими работы они измерили возраст глазной сетчатки у 35 тысяч человек, а затем сравнили его с реальным возрастом людей. Полученные данные были подвергнуты масштабному анализу, результаты которого заставили удивить.
Внимание ученых именно к сетчатке глаза было привлечено не случайно. Сегодня по ее состоянию можно диагностировать немало заболеваний и предположить наличие тех или иных проблем со здоровьем. Причина в том, что глазное дно — место сосредоточения большого количества сосудов, состояние которых во многом определяет изменения в сосудистой системе всего организма. Например, диагностика сосудов глазного дна и состояния диска зрительного нерва может показать, насколько далеко зашла артериальная гипертония, есть ли угроза возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и пр. Однако авторы упомянутого исследования для определения возраста сетчатки использовали алгоритм, учитывающий также риск ожирения и сахарного диабета. Этот алгоритм впоследствии помог высчитать риски смертей от всех причин.
Первым делом ученые на основе полученной картины состояния глазного дна определяли возраст человека: искусственный интеллект составил для этого программу на основе изображений сетчатки глаза более чем 11 тысяч здоровых людей 40–69 лет. Еще одна компьютерная программа помогла оценить риски десятилетней смертности участников исследования. Ну а потом дело оставалось за малым: построить математическую модель, которая сравнивала риски смерти в зависимости от возраста сетчатки и хронологического возраста участников. Масштабный анализ показал, что чем выше разница между возрастом человека, указанным в его паспорте, и «годами жизни» его сетчатки, тем выше риск смерти от всех причин. И каждый год разницы повышает этот риск на 2%.
Вместе с тем ученые напоминают, что, хотя сегодня возможности искусственного интеллекта в диагностике заболеваний и прогнозировании выживаемости пациентов высока, нельзя забывать, что роль человеческого фактора в мире все еще велика.
Жир во имя здоровья
В мире сделано немало открытий о том, что лишний вес провоцирует массу заболеваний. Однако иногда накопление жира в организме приносит и пользу.
К такому выводу пришел коллектив ученых, опубликовавший результаты своего нового исследования в научном журнале Diabetologia. Оказалось, что у пациентов с сахарным диабетом на фоне постоянного высокого уровня сахара именно накопление жира помогает защитить клетки поджелудочной железы от гибели. До сих пор ученые были уверены в том, что все совсем наоборот. Считалось, что запасы жира создают нагрузку на поджелудочную железу.
Один из авторов работы, Люси Оберхаузер из Женевского университета, пояснила СМИ, что для исследователей стало большим откровением обнаружить, что запасы жира не ухудшают работу клеток поджелудочной железы, а способствуют нормализации выработки инсулина, что помогает человеку поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови. К такому выводу ученые пришли во время проведения лабораторных опытов на культурах клеток поджелудочной железы, которые были получены от людей и грызунов, не имеющих ни метаболического синдрома, ни сахарного диабета второго типа. Клетки поместили в специальные растворы из глюкозы и жиров и наблюдали, как часто они гибнут в этой среде и как это отражается на выработке ими инсулина. Вопреки ожиданиям, опыты показали, что молекулы жира в питательной среде не ускоряют, а совсем наоборот — замедляют гибель клеток поджелудочных желез. Мало того: выяснилось, что жир не подавляет, а стимулирует производство инсулина. При этом при выработке инсулина сами излишки жира клетками удаляются.
Ученые решили продолжить эксперименты, чтобы получить ответы на вопросы, каким образом жир защищает клетки поджелудочной железы от гибели и в результате каких биохимических процессов с его участием происходит усиленная выработка инсулина. Это знание в будущем поможет понять, на основе каких новых механизмов нужно создавать препараты для лечения сахарного диабета, который пока все еще относится к неизлечимым заболеваниям и распространение которого в мире называют пандемией.
При этом ученые напоминают, что именно излишки жировых отложений — фактор риска номер один развития сахарного диабета второго типа.
Худой и некурящий
Многие курильщики опасаются, что если они расстанутся с вредной привычкой, обязательно наберут вес. И действительно, так происходит часто. До сих пор научного обоснования этому факту не существовало. Однако вышедшая в авторитетном научном журнале Nature публикация приоткрыла завесу тайны на этой загадкой. Ученые израильского Института Вайцмана установили, что причиной набора веса у людей, отказавшихся от курения табака, могут быть определенные бактерии, обитающие в кишечном тракте.
Коллектив исследователей лаборатории профессора Эрана Элинава в отделении иммунологии Института Вейцмана провел серию опытов на лабораторных мышах, которых сначала искусственно вводили в никотиновую зависимость, а затем «отлучали» от курения, после чего изучали показатели их здоровья. Опыты показали, что в то время как мышей подвергали активному воздействию табачного дыма, они оставались «стройными», даже если ели высококалорийную пищу. А вот как только воздействие табака заканчивалось, мыши начинали полнеть. Одновременно с набором веса у подопытных грызунов, «бросивших курить», изменялся состав кишечной микрофлоры. При этом мыши, которых на фоне лишения никотина подвергали антибиотикотерапии, наносящей вред кишечному микробиому, вес набирали значительно хуже.
Чтобы удостовериться в том, что дело именно в составе кишечной микрофлоры, ученые делали пробы микробиома в разные периоды жизни мышей: в период воздействия табачного дыма и после его прекращения. А потом имплантировали полученные образцы бактериальной флоры стерильным мышам, которых вырастили в свободном от бактерий боксе. И обнаружили, что грызуны, которым пересадили набор бактерий от только что «бросивших курить» поправились сильнее всех. Те же, кому трансплантировали микрофлору «курящих» и получавших антибиотики, вес набирали умереннее остальных.
Впоследствии ученые смогли идентифицировать вещества, от уровня которых может зависеть метаболизм курильщика после отказа от вредной привычки. Предполагается, что за набор веса отвечает диметилглицин. В то время как ацетилглицин выполняет в организме обратную функцию — помогает худеть. Дальше — больше. Высока вероятность, что эти два вещества могут влиять на набор или снижение веса даже у тех, кто не курит. Добавка диметилглицина в рацион «некурящих» мышей вызывала у них повышение веса, тогда как добавка ацетилглицина приводила к его потере даже у корпулентных мышей, которых не подвергали воздействию табачного дыма. Последним этапом исследования было изучением состава микробиома 96 человек, курильщиков и некурящих, в котором выявили значительные различия.
Открытие поможет в будущем разработать инновационные методы лечения ожирения у всех, считают ученые.
Екатерина Пичугина
