Архивы Клетки человека

Длительный сон помогает реже болеть — теперь это доказано

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?

Почему во сне эффективнее работает иммунитет. Во сне повышается уровень химических соединений в крови, которые повышают эффективность иммунитета. Фото.

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.

Где еще находятся вкусовые рецепторы кроме языка и зачем они нужны

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.

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.

Неожиданные преимущества стареющих клеток-зомби у саламандр

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.

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.

Ученые обнаружили еще один способ продления жизни людям

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.

В клетках живых организмов обнаружена молекула, отвечающая за “шестое чувство”

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.

Почему у однояйцевых близнецов разные отпечатки пальцев?

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.

Как электрические разряды помогут парализованным людям ходить

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.

Функции спинного мозга можно восстановить? Парализованные мыши после стимуляции спинного мозга электричеством восстановили способность ходить, как и люди. Фото.

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?

Как электричество действует на клетки спинного мозга. Ученые обнаружили нейроны, которые отвечают за восстановление спинного мозга после травмы. Фото.

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.

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30