Название видео говорит за себя - разбирают мифы о радиации, но на примере фильмов и игр. Тему мутантов стороной не обошли, все мы немного мутанты, внезапно)
Осторожно, из-за монтажа есть шанс залипнуть и уже секунды с 30й больше следить за картинкой, чем текстом, что я и сделала. Пришлось смотреть по второму разу >_<
Сначала рассказывают о мельдонии, потом — о допинге в целом, а также о возможностях зрелищного спорта без различных стимуляторов.
В мировом спорте набирает обороты скандал с мельдонием: это вещество в начале года попало в реестр запрещенных, но при вскрытии проб оно было найдено у многих спортсменов, в том числе российских. Кардиолог и терапевт Ярослав Ашихмин объяснил «Чердаку», как работает препарат, почему его не стоило запрещать и возможен ли современный спорт без допинга.
— Что вообще такое допинг? Мне кажется, спортсмены и далекие от спорта люди понимают под этим термином разные вещи.
— В какой-то момент спортивные чиновники решили выделить группу лекарственных препаратов (спортсмены тоже люди и иногда принимают лекарства), которые кардинальным образом улучшают возможности человека, воздействуя на конкретные звенья метаболизма, на мышечную массу, то есть на то, что позволяет добиться лучших результатов в спорте. Такие препараты назвали допингом, потому что с этической точки зрения не очень правильно, находясь под их влиянием, участвовать в состязаниях.
— А эти препараты используются в обычной жизни?
— Да, большая часть препаратов, относящихся к допингу, либо их аналоги используются в медицине и, собственно, именно из медицины и приходят в спорт.
— Если такие препараты нормально применять в медицине, почему этого нельзя делать спортсменам?
— В медицине они применяются для лечения того, что в организме «сломалось». Хорошо, если больной человек, используя препараты, улучшит свое состояние хотя бы до того уровня, на котором здоровый спортсмен находится изначально. Кроме того, лекарства могут быть небезопасны для здоровых людей, потому что чем сильнее лекарственный препарат, тем больше у него побочных эффектов, и длительное применение таких препаратов может приводить к кардинальным изменениям в организме спортсмена.
— То есть большинство допингов — это лекарства, которые просто используются не по прямому назначению?
— Есть еще препараты в серой зоне. Они не признаны допингом, но трудно представить, что они могут использоваться для лечения каких-либо заболеваний. При этом такие вещества могут повлиять на спортивный результат. Среди этих препаратов выделяется группа метаболических препаратов — средств, которые воздействуют на те или иные звенья метаболизма клеток, то есть они воздействуют на механизмы, при помощи которых клетка получает энергию.
Традиционно эти средства очень широко использовались в российском спорте, причем зачастую вообще без всякой системы, просто по принципу «нальем как можно больше всего разного». Эти вещества не были запрещены, применялись в очень высоких дозах в различных видах спорта, но по непонятным причинам два таких препарата попали в начале 2016 года в стоп-лист WADA. Один из этих препаратов — милдронат (он же мельдоний). Почему именно эти лекарства попали в список запрещенных, непонятно: они не слабее и не сильнее других метаболических препаратов, и оба действуют довольно странным образом.
— Как вообще работают метаболические препараты?
— Если очень сильно упростить (заранее прошу прощения у биохимиков), то можно объяснить их действие так. Наши клетки могут получать энергию, используя один из двух способов метаболизма — аэробный (кислородный) или анаэробный (бескислородный). Анаэробный метаболизм — это, в первую очередь, гликолиз, благодаря которому организм получает энергию за счет «расщепления» глюкозы без использования кислорода. И при анаэробных нагрузках, то есть коротких и сверхинтенсивных, результат достигается во многом за счет энергии, которую мышечные клетки получают в процессе гликолиза.
Возьмем крайний вариант анаэробных нагрузок, скажем поднятие штанги, когда нужно за короткое время расщепить огромное количество энергии. Это осуществляется за счет гликолиза, потому что кислородное регулирование просто не успевает подключиться. А при активностях вроде длительной игры в футбол или бега энергия в первую очередь производится за счет кислородного способа — окислительного фосфорилирования.
— Какой способ эффективнее?
— В клетках энергия запасается в виде химических связей в молекуле под названием АТФ, и количество молекул АТФ, которое синтезируется за счет гликолиза, значительно меньше, чем количество молекул АТФ, которое синтезируется за счет окислительного фосфорилирования. И главная концепция, такой мейнстрим спортивной фармакологии — сделать так, чтобы как можно более продуктивно задействовать именно окислительное фосфорилирование, то есть кислородную составляющую.
Приведу аналогию. Представьте, что у вас есть две электростанции — одна угольная (гликолиз), другая атомная (окислительное фосфорилирование). Угольную можно быстро запустить и остановить, а атомную включать долго, но она дает больше энергии.
— Есть какие-то препараты, которые могут «подстегнуть» кислородный метаболизм?
— Есть, более того, они разрешены и льются рекой, их перед соревнованиями получают и наши спортсмены, и зарубежные. Классический пример метаболической терапии — «обработка» бегунов на короткие дистанции. Им прямо в кровь вводится фосфокреатин: он помогает очень быстро насытить пул АТФ, который находится рядом с миофибриллами, и в итоге можно получить невероятный результат. Нередко эти вещества дают спортсменам и между тренировками, «на всякий случай», но смысла в этом нет никакого, улучшение результатов будет, только если принимать его непосредственно перед соревнованиями.
Предполагается, что есть и второй путь улучшить спортивные результаты: наоборот, взять и переключить все процессы с кислородных на бескислородные, они же анаэробные. Именно так работает мельдоний. Он перекрывает поступление в митохондрии жирных кислот. То есть выступает таким логистом, который говорит: «Мы лучше повезем топливо не на атомную, а на угольную электростанцию, так как она очень быстро включается». Считается, что в этом случае при коротких анаэробных нагрузках вроде поднятия штанги будет синтезироваться больше энергии за счет гликолиза. Но уверенности в этом нет, так как серьезных исследований мельдония не публиковалось.
— Если я правильно помню, создатель препарат объяснял, что у него иное действие…
— Создатель препарата объяснял, что мельдоний — это не допинг, а препарат, который предотвратит повреждение тканей сердца на фоне избыточных нагрузок. То есть это нечто вроде ограничителя скорости в машине: двигатель позволяет идти со скоростью 260 км/ч, но ограничитель не дает развить больше 200 км/ч.
Так что мельдоний, закрывая вход жирных кислот в наши энергетические станции — митохондрии, по сути ограничивает возможности спортсменов, у которых высокие аэробные нагрузки, например теннисистов, бегунов на длинные дистанции, футболистов.
Хотя в этих видах спорта на пиковых нагрузках «подключается» анаэробный путь получения энергии, определяющую роль играет именно «мощность» аэробного обмена.
— Зачем создавать препарат, который снижает физические возможности?
— Мельдоний разрабатывался для людей с ишемическими повреждениями сердца. При ишемии кислорода по определению мало, поэтому выгодней использовать гликолиз. Да, энергии при этом будет не хватать, но организм хотя бы останется жив. Кроме того, при переходе на бескислородный метаболизм будет генерироваться меньше свободных радикалов, которые повреждают клетки. В этом смысле идея препарата достаточно грамотная: перекрыть ишемизированной клетке возможность использовать «дорогой» аэробный путь метаболизма и жить, пусть и плохо, за счет более «дешевого» анаэробного. Такая же ситуация — недостаток кислорода — наблюдается при тяжелых анаэробных нагрузках, так что спортсменам его дают, видимо исходя из предположения, что мельдоний должен помочь улучшить результат, закрыв менее выгодный в такой ситуации кислородный путь.
Хотя я не встречал ни одного качественного исследования, где было бы показано, что препараты типа мельдония действительно могут помочь, потому что человек — очень сложная система, и даже если мы видим какой-то эффект в культуре клеток, не факт, что он будет таким же у пациента. Да и в любом случае, даже при недостатке кислорода, при ишемии, действие препарата довольно слабое: это все равно что, скажем, машину, которую заправляли 98-м бензином, начнут заправлять 95-м. Разница есть, но небольшая.
— Если препарат настолько слабый, почему WADA включила его в список запрещенных?
— У меня нет разумного объяснения, почему это произошло. Препарат действительно слабый, многие незапрещенные вещества оказывают на спортивные результаты заметно больший эффект. Кроме того, препарат вполне безопасен, и я не встречал серьезных побочных эффектов от его применения.
— Есть еще какие-то разрешенные препараты, которые спортсмены принимают, чтобы улучшить результат?
— Препаратов, которые принимают спортсмены, очень много. Помимо метаболических препаратов есть и неметаболические, например те же антидепрессанты и ноотропы. Подтвержденных клинических данных, как именно они влияют на здоровых людей, тем более спортсменов, нет, но могу предположить, что правильно подобранный коктейль ноотропов вполне может обеспечить лучший результат в тех видах спорта, где нужна концентрация внимания, например в стрельбе. При этом ноотропы и многие антидепрессанты не запрещены WADA.
— Как антидепрессанты могут повлиять на спортивный результат? Веселые спортсмены быстрее добегут до финиша?
— Антидепрессанты, влияя на метаболизм такого нейромедиатора, как серотонин, могут улучшать синаптическую передачу (скорость обмена данными между нейронами — прим. «Чердака»), то есть потенциально увеличивать скорость реакции. Но, повторюсь, влияние ноотропов и антидепрессантов на здоровых людей — совершенно неизученная сфера.
— Есть данные, что спортсмены активно употребляют эти препараты?
— Да, их применяют в достаточно больших количествах, и большой вопрос, употребляет ли их спортсмен из-за наличия депрессии или потому, что хочет улучшить концентрацию внимания.
— Откуда спортивные врачи берут все эти вещества для спортсменов?
— К сожалению, в России подавляющее большинство лекарственных препаратов, включая очень серьезные средства, до сих пор можно купить без рецепта, например, в интернет-аптеках. Есть разные недобросовестные конторы, которые занимаются натуральным шаманством: подбирают спортсменам какие-то препараты, которые якобы хорошо влияют на что-то, при этом зачастую такие люди не знают даже основ фармакологии.
— Откуда они берут информацию?
— Есть вал советских работ, очень странных, выполненных без соблюдения протоколов исследования, которые проводились на советских спортсменах начиная с 70-х годов и даже раньше. Есть практика, которая передается из уст в уста. Некоторые самые продвинутые даже читают какие-то клинические статьи, но все равно все, что они делают, — это такой «самиздат» на коленке.
— Насколько близко современные спортсмены подошли к пределу своих физических возможностей? Реально без допинга добиваться таких результатов или «чистые» спортсмены попросту не смогут побить те рекорды, которые уже установлены?
— Я думаю, что скорее второе. Мы достигли предела физических возможностей, и крайне маловероятно, что возможно улучшить эти результаты без препаратов поддержки, к которым относится и допинг, и различные дизайнерские лекарства, и лекарства на стадии клинических испытаний.
— То есть, если сейчас полностью запретить все допинги и препараты поддержки, зрелищный спорт закончится?
— Да, именно так. Я вижу три пути развития спорта. Первый — разработать список лекарств, которые можно применять. В этот «белый список» можно включить не только антибиотики и средства для лечения бронхиальной астмы, но и те же метаболические препараты и еще какие-то средства поддержки, при этом строго запретить применять все остальное. Любые подозрительные новые препараты тоже записывать в список запрещенных. Вторая стратегия — наоборот, разрешить спортсменам принимать абсолютно любые вещества. И третий путь — оставить все как есть. Второй вариант, конечно, самый зрелищный, но и самый негуманный. Нередко у профессиональных спортсменов, которые принимают всевозможные средства, к 40 годам развивается сердечная недостаточность: у этих еще совсем молодых людей сердечная мышца бывает в крайне тяжелом состоянии.
— Из этих трех стратегий та, что есть сейчас, выглядит самой слабой. Учитывая современные возможности химии и молекулярной биологии, она больше похожа на игру в поддавки…
— Да, выбирая этот путь, мы, возможно, наносим куда больший вред спортсменам. Сейчас можно чуть ли не в полуподвальных условиях синтезировать весьма «продвинутые» вещества, и такие препараты в неумелых руках могут заметно ухудшить результат, не говоря уж об общем уровне здоровья спортсменов.
Ярослав Ашихмин, кандидат медицинских наук, руководитель отделения терапии Юсуповской больницы и заместитель генерального директора по медицине. Выпускник ММА имени И.М. Сеченова, автор более 75 научных публикаций, член Американской ассоциации сердца (AHA) и Европейского общества кардиологов (ESC)
Автор: Ирина Якутенко
Источник: © http://chrdk.ru/weekend/2016/4/11/meldony/
Очень-очень-очень длиннопост о том, как пищевые привычки древних людей повлияли на гены современных. Но он того стоит. И да, шах и мат, я-веган-потому-что-это-модно.
Тысячелетиями человек приспосабливался к условиям жизни: погоде, хищникам, смене дня и ночи и, конечно, еде. Пищевые привычки тех времен до сих пор скрыты в наших генах. Татьяна Татаринова, профессор Университета Южной Калифорнии, помогла «Чердаку» разобраться во влиянии генов на современную жизнь человека.
Пыль, жара, толпа в ожидании, два мальчика хлещут друг друга кнутами по спинам. Так выглядит обряд инициации у народа фулани, проживающего на обширной территории в Западной Африке. От деревни к деревне в обряде посвящения в мужчины бывают вариации, но суть везде одинаковая: докажи, что ты мужчина своим терпением и стойкостью.
В 2015 году ученые нашли следы этого жестокого обычая в ДНК представителей племени фулани: их гены, кодирующие белки вкусовых рецепторов, подверглись мутациям, которые снизили чувствительность рецепторов. Оказывается, незадолго до начала инициации мальчикам дают выпить пальмовое пиво с таким жутким вкусом, что выдержать его можно только после нескольких лет упорных тренировок и с притупленным ощущением вкуса. Иначе эту дрянь не выпьешь, а без нее вытерпеть жестокие удары невозможно.
Поэтому веками эволюция отбирала из племени фулани мужчин с мутациями гена TAS2R, позволяющими более эффективно перерабатывать алкалоиды из пальмового пива и тем самым облегчающими посвящение во взрослую жизнь. Остальные просто не выдерживали ударов хлыстов: позор «проваленной» инициации не позволял им жениться и, следовательно, оставить потомство. Выживет самый бесчувственный.
«История с фулани очень яркая и показательная, — говорит Татьяна Татаринова. — Вкусовые гены современных людей не только меняются от народу к народу, но еще и отличаются от денисовских и неандертальских. Например, сегодня нам всем нравится запах копченой колбасы, но древним людям он, возможно, был бы совсем неинтересен».
Огонь, земля и молочные реки
Наш мозг — очень требовательный аппарат. Он составляет всего 2% от общей массы тела, но потребляет до 20% всей энергии в человеческом организме: высокопроизводительные вычисления, которые когда-то обеспечили человеку возможность общаться, планировать свои действия и делать сложные орудия труда, требуют больших затрат. А потому любая новация, дававшая возможность более эффективно извлекать энергию из пищи, делала человека не столько сильнее, быстрее или больше, сколько умнее: избыток энергии тратился на работу нашего главного адаптивного органа.
Первая и самая грандиозная гастрономическая революция в истории человечества связана с освоением огня и затеряна где-то далеко в веках. Как все тогда случилось, ученые спорят до сих пор. Одни считают, что у людей сначала появились мутации, позволяющие переваривать жареную и вареную пищу и не травиться побочными продуктами такой термической обработки.
Эти счастливчики могли приготовить первые доисторические бифштексы и фрикадельки, используя лесные пожары или тепло горячих источников, получить от этого солидный выигрыш калорий, а затем использовали его для развития мозга, которое со временем и позволило освоить добычу огня.
Согласно другой версии, древние люди сначала научились разжигать и поддерживать огонь в своих пещерах для обогрева, а уже потом самые удачливые из них — обладатели подходящих генов — стали понемногу готовить пищу и получать от этого невероятное эволюционное преимущество, которое дало им ресурсы вынашивать и рожать больше детей и заселять территорию своими потомками.
Укрощением огня в древнем мире было некого удивить: готовить пищу умели и неандертальцы, и денисовцы и, судя по всему, даже человек работающий (Homo еrgaster), а вот земледелие оказалось подвластно только человеку разумному и навсегда поменяло нашу ДНК. Недавнее исследование американских ученых показало, что у современных людей в среднем шесть копий гена AMY1, кодирующего фермент амилазу, а у денисовцев или неандертальцев только две диплоидные копии. Амилаза слюны осуществляет гидролиз крахмала и гликогена еще в ротовой полости. «По-видимому, когда у людей появилось сельское хозяйство, то постепенно у них закрепилась совершенно другая реакция на крахмал, чем у других гоминидов. Неандертальцы или денисовцы не могли так эффективно переваривать пшеницу или рис», — рассказывает Татаринова.
Схема родства между человеком разумным, денисовским человеком и неандертальцами. Изображение: Nature, перевод: «Чердак»
Человек — это единственное млекопитающее, способное употреблять молочные продукты во взрослом возрасте, после перехода на твердую пищу. Другие могут пить молоко только в детстве, а потом у них выключатся гены, ответственные за переработку лактозы, чтобы выросшие детеныши не ходили за мамой всю жизнь и она могла кормить новое потомство. То же самое раньше наблюдалось и у людей, но потом они приручили коров, коз и овец, и так, постепенно, человечество стало привыкать к потреблению молока.
«По антропологическим данным, коров приручили где-то 10 тысяч лет назад, а гены для переработки молока появились где-то 5 тысяч лет назад, — говорит Татаринова. — Пять тысяч лет люди держали коров, производили и ели сыр, но не могли пить цельное молоко».
Объяснить такую временную задержку несложно. Ведь каждый ген может существовать сразу в нескольких вариантах, или, как говорят ученые, в «аллелях». Все клетки человеческого организма, кроме половых, содержат сразу по два аллеля каждого гена — несут два набора хромосом. Если эти аллели различаются и содержат разные инструкции по синтезу одного и того же белка, то организм будет следовать только одной из этих инструкций — доминантной. Например, у человека с двумя аллелями гена, определяющего цвет глаз, — голубым и карим — глаза будут карими, потому что аллель карих глаз — доминантный, а аллель голубых — рецессивный (это упрощенное описание случая полного доминирования. В реальности организм может как будто пытаться выполнить сразу две инструкции, и глаза станут зелеными — такой случай называют неполным доминированием).
Поэтому даже самая выгодная генетическая новация у людей не может быстро закрепиться. Сначала у нескольких человек должен случайно появиться мутантный аллель, действие которого будет скорее всего подавлено другими, доминантными по отношению к нему вариантами гена. Потом два «мутанта» должны встретиться и произвести потомство, у которых будет сразу две копии нового аллеля. Эти потомки должны вырасти, выжить и размножиться, и так далее.
Всего нужно 150–400 поколений (или 3–8 тысяч лет), чтобы новинка закрепилась в наших ДНК, и то если она дает своим носителям солидные преимущества в повседневной жизни.
Именно поэтому гены фермента лактозы так медленно захватывали мир: генетическое исследование 13 скелетов, найденных на Великой венгерской равнине и датированных 5700–800 гг. до нашей эры показало, что у всех обнаруженных представителей была непереносимость лактозы.
Кстати, такая особенность свойственна до сих пор более чем половине населения Земли. Пить молоко и расщеплять лактозу могут только жители северных стран, в том числе России: здесь необычная мутация, появившаяся несколько тысяч лет назад, была особенно выгодна. В условиях скудного рациона питания и дефицита солнечного ультрафиолета молочные продукты стали ключевым источником энергии и микроэлементов, необходимых для жизни и рождения здорового потомства.
Цвет обозначает долю людей с непереносимостью лактозы в разных странах мира: от зеленого — непереносимость лактозы встречается редко, до красного — непереносимость лактозы широко распространена. Источник: Википедия, перевод: «Чердак»
Кстати, недавнее исследование в журнале Nature Genetics показало, что существует значительное совпадение между повышенным генетическим разнообразием молочных генов у коров, географическими зонами неолитических стоянок с наличием крупного рогатого скота и современным уровнем переносимости лактозы в Европе. Так что не зря, по-видимому, у голландцев самый вкусный сыр!
«В геномах и пищевых привычках современных людей мы наблюдаем те факторы, что появились еще 8 тысяч лет назад, при переходе к бронзовому веку», — говорит Татаринова.
Костяные грамоты
В 1994 году исследователи из Университета Бригама Янга (Brigham Young University) заявили, что смогли получить фрагмент митохондриальной ДНК (мтДНК) динозавра мелового периода из костей возрастом 80 миллионов лет.
Это была сенсация: человечество получило возможность заглянуть в генетическую историю допотопного мира. Реальность оказалась намного менее интересной: другие лаборатории не смогли повторить результаты этого исследования, а найденные уникальные фрагменты мтДНК были больше похожи на мтДНК человека, чем птиц или рептилий. Ученые поняли, что за доисторические древности они принимали следы неосторожных лаборантов, работавших с образцами.
Такие истории часто случаются при работе с древней ДНК (дДНК, ancient DNA, aDNA) не только динозавров, но и людей. Слова в генетических летописях стираются, а сами рукописи распадаются на страницы и замарываются безграмотными варварами. Молекулы дДНК постепенно укорачиваются под действием ферментов бактерий, разлагающих ископаемые останки, самопроизвольно меняют свою структуру (например, цитозин со временем постепенно превращается в тимин) и смешиваются с ДНК тех же бактерий или, например, волков, раскопавших могилы, чтобы полакомиться костями. Увы, ни один носитель информации на Земле не вечен.
Со временем цитозин превращается в тимин. Изображение: «Чердак»
Поэтому ученые очень осторожно относятся к исследованиям дДНК, а самым древним организмом, ДНК которого секвенировано, пока считается лошадь эпохи среднего плейстоцена, жившая где-то 560–780 тысяч лет назад. Дальше в генетическую историю мира человечество пока не забралось.
Впрочем, нужно быть внимательными при работе не только с очень древним ДНК.
«Если вы хотите работать с останками прапрадедушки, который погиб в Бородинской битве, то нужно взять в команду китайского или даже африканского лаборанта, — рассказывает Татаринова. — Даже опытный исследователь может загрязнить своей ДНК древние образцы, но следы африканцев или китайцев в европейских данных будет легче отсеять по специфическим мутациям».
Кроме того, внимательный анализ данных поможет отличить древние ДНК от современных, например, по тем самым характерным превращениям цитозина в тимин, которые по своей природе чаще всего случаются на концах макромолекул ДНК — они активнее участвуют в броуновском движении и потому более реакционно способны. Также аккуратное исследование древней ДНК нужно проводить сразу по нескольким снипам (от английской аббревиатуры SNP — single nucleotide polymorphism) и добиваться хорошей воспроизводимости данных для разных лабораторий и разных образцов, найденных в одном захоронении или на одном кладбище.
Добавляем сюда еще условия специальных «чистых комнат» для работы с ДНК и дотошный отбор костей. «Для исследования лучше подходят толстые и плотные кости, в глубину тканей которых почти не проникли бактерии из окружающей среды — большая берцовая, височная, защищенные эмалью части зуба», — говорит Татаринова. В итоге получается весьма накладная и кропотливая схема эксперимента, потому хороших исследований древних ДНК людей пока совсем немного — даже найти в одном захоронении несколько скелетов с подходящими костями уже непросто.
Помогают генетикам антропологи, методы работы которых гораздо более выверены: например, рацион питания наших доисторических предков с какой-нибудь раскопанной стоянки можно восстановить по виду зубов и изотопному составу тканей.
«В древнем ДНК полно мусора, и при работе с ней нужно постоянно отделять «зерна» от «плевел», — рассказывает Татаринова. — Антропология все-таки наука гораздо более устоявшаяся, и поэтому разумно брать антропологические гипотезы и тестировать их с помощью генетических данных. Антропологические данные могут помочь нарисовать, образно говоря, большую мишень для дальнейших генетических исследований. Но если стрела древней ДНК попадает в мишень на другом дереве, значит, скорее всего, с генетическим данными что-то не так».
Кухни народов мира
Есть еще один, гораздо более простой способ заглянуть на кухню наших предков — не копаться в их древней ДНК, а внимательно приглядеться к тому наследию, уникальным вкусам и предпочтениям, что они оставили миллиардам современных людей. Так, диета масаи, полукочевого африканского народа, обитающего в саваннах Южной Кении и Северной Танзании, для нас выглядит как минимум странной, а как максимум — даже смертельной.
«Масаи могут есть столько жира и не толстеть, что мне, европейской женщине на вечной жесткой диете, прямо хочется сдохнуть от зависти, — говорит Татаринова. — За день в среднем они съедают в шесть раз больше жиров, чем европейцы, а все равно остаются худыми».
В 1971 году ученые решили испытать эту необычную особенность масаи в эксперименте. Они собрали две группы подопытных в возрасте 20—24 лет, в каждой из которых были и масаи, и европейцы. Людей из контрольной группы ученые держали на обычном рационе, а другим добавляли по два дополнительных грамма холестерина в день. После восьми недель такой диеты масаи абсолютно ничего не почувствовали: содержание холестерина в крови масаи из обеих групп было одинаковым в рамках погрешностей.
Европейцам повезло намного меньше: каждые дополнительные 100 миллиграмм холестерина в диете повышали уровень холестерина в крови на 11,8 мг/100 мл (при норме в 160-250 мг/100 мл). Нам остается только гадать, как эти двухмесячные испытания повлияли на жизнь и здоровье генетически неподготовленных европейцев, но одно известно точно: холестерин для масаи — не проблема. Кстати, поэтому в их обществе принято выдавать молодых девушек за умудренных опытом 60-летних и 70-летних мужчин, не отягощенных лишним весом, проблемами с сердечно-сосудистыми заболеваниями и, главное, вполне способных оставить после себя здоровое потомство.
Многие века естественного отбора оставили только самых приспособленных масаи — тех, кто может питаться жирной пищей и не наживать себе крупных проблем с сердцем и сосудами.
Историю, похожую на ситуацию с масаи или фулани, ученые недавно прочли в генах эскимосов Гренландии, которых они сравнивали с некоторыми народами Индии, Южной Азии и Африки, исторически придерживающихся вегетарианской диеты. Ученые отследили в этих популяциях частоту аллеля, связанного с адаптацией к пище в контексте омега-3 и омега-6, ненасыщенных жирных кислот, необходимых для работы человеческого организма, которые человек может получить почти только из пищи.
Оказалось, что гены вегетарианцев веками затачивались на усиленную обработку еды для извлечения дефицитных омега-3 и омега-6 из растительной пищи, в то время как у эскимосов с их морской диетой, богатой насыщенными жирными кислотами, таких мутаций не наблюдается. Быть вегетарианцем для них почти невозможно.
Распространенность аллелей, адаптированных для вегетарианской пищи в различных странах мира. Источник: Cornell University, перевод: «Чердак»
Молоко, холестерин, насыщенные жирные кислоты, алкоголь — наши гастрономические предпочтения зафиксированы в генах и традициях далеких и близких предков. Внимательный взгляд на ДНК поможет в будущем подобрать каждому из людей оптимальную диету. Полной картины взаимосвязи генов и питания у ученых-нутригенетиков пока нет, а новые исследования в этой области проводить непросто.
Эксперименты на современных людях, похожие на опыты с масаи, не разрешат этические комиссии, так как одна из групп людей будет гарантированно получать вредное питание (как те европейцы, подкормленные холестерином). Альтернативы — исследования древних ДНК — пока очень сложны и дороги.
«Стоимость одной базы древней ДНК гораздо выше, чем стоимость базы современных ДНК, — рассказывает Татаринова. — В настоящее время подобные работы в разных странах финансируют исключительно агентства фундаментальных исследований — частных инвестиций вкладывается мало. Но мне кажется, что скоро в эту область придут коммерческие компании, так как воссоздание генетической картины эволюции пищевых привычек может значительно повлиять на пищевую индустрию».
Тем более, еда влияет не только на наш геном, тысячелетиями закрепляя в нем нужные мутации, но и на эпигеном: любой съеденный продукт практически в реальном времени меняет активность наших генов. Об этом — в следующей части материала.
Татьяна Татаринова — профессор Университета Южной Каролины, член научного совета биомедицинского холдинга «Атлас» и сотрудник Института проблем передачи информации.
Автор текста: Михаил Петров
Фото: © Wikimedia
Чем удивительны эти клетки? Обычно число деления соматических клеток ограничено пределом Хейфлика: каждый раз при делении клетки происходит сокращение размера теломер (участков ДНК на концах хромосом), поэтому примерно после 50 делений клетка «умирает». Но только не клетки HeLa. Они не имеют предела деления и фактически являются «бессмертными».
Линия клеток HeLa была получена в 1951 году из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс. Как и многие другие раковые клетки, HeLa продуцирует фермент теломеразу, который наращивает теломеры, но делает это с очень высокой скоростью. Стало понятно, что появилась «вечная» клеточная линия, которая адекватно имитирует сущность человеческого организма. А использование однородной клеточной линии в различных экспериментах позволило считать их достоверными и воспроизводимыми в других лабораториях.
Клетки HeLa используются для исследования рака, СПИДа, воздействия радиации и в других опытах. А еще именно благодаря HeLa удалось создать эффективную вакцину от полиомиелита.
С утра в Яндекс.Новостях в топ вышла новость про телепортацию в России.
И все СМИ уже потянули тему про "перемещение в пространстве" и даже начали искать спикеров, которые могут дать комментарии на эту тему.
Смешно, что речь в документе шла совсем о другом — квантовой телепортации. Что это такое и чем КТ отличается от мгновенного перемещения объекта из одной точки в другую:
После зарядки человек становится увереннее, смотрит на мир с оптимизмом и лучше запоминает новую информацию. Этот эффект наблюдается и у других животных, даже у улиток и сверчков. Почему это происходит, «Чердаку» рассказала Варвара Дьяконова, ведущий научный сотрудник лаборатории нейробиологии развития Института биологии развития РАН.
— Правда ли, что физкультура хорошо влияет на наши мыслительные способности?
— Да, причем долгое время биологам казалось, что тут нет никакой интриги. Понятно, что двигательная активность улучшает метаболизм, кровообращение, от чего увеличивается доступ кислорода в ткани и нервная система работает лучше.
Некоторое время назад выяснилось, что все гораздо интереснее, потому что эффект может проявляться настолько быстро, что его нельзя объяснить только метаболизмом и кровообращением. Оказалось, что мозг при интенсивном движении вырабатывает сигнальные молекулы, активирующие его работу.
Сначала интерес к этому механизму появился со стороны медиков — оказалось, что интенсивную физическую активность можно использовать как терапию при неврологических и когнитивных заболеваниях. Например, легкие формы депрессии прекрасно лечатся физкультурой. Также она помогает при нейродегенеративных расстройствах, в том числе возрастных, и даже при восстановлении после мозговых травм и инсультов.
«У здоровых людей также наблюдается стимуляция работы мозга. Например, после зарядки люди легче принимают решения. Они могут быть менее точными, но человек меньше сомневается. Уверенность и оптимизм — это очень выраженные эффекты»
Раньше считалось, что этот эффект можно наблюдать только при регулярных тренировках, потом оказалось, что достаточно получаса занятий и не нужно заниматься регулярно, а при очень интенсивных занятиях достаточно и нескольких минут.
Конечно, нужно знать меру. У профессиональных спортсменов появляется зависимость, и, если они перестают тренироваться, может развиваться депрессия.
— Как работает этот механизм?
— При физических нагрузках в мозге вырабатываются несколько типов веществ. Серотонин обладает антидепрессивным действием, повышает настроение, стимулирует активное поведение. Выработка дофамина связана с ощущением уверенности при принятии решений.
«Кроме того, активируется эндоканнабиноидная система, то есть зарядка — это все равно что немножко покурить анаши».
Наступает легкая эйфория, улучшается настроение. Также начинает работать опиоидная система — в мозгу вырабатываются опиоидные пептиды — «внутренние наркотики», которые также связаны с ощущением удовольствия.
Это объясняет, почему через некоторое время людям начинает нравится заниматься спортом. Вначале тяжело, но в какой-то момент очень многие чувствуют, что продолжать хочется. На крысах было показано, что это происходит из-за включения внутренних систем подкрепления.
Также вырабатывается целый ряд факторов роста, в частности нейротрофический фактор мозга. Поэтому двигательная активность повышает нейрогенез — образование новых нервных клеток — в гиппокампе. Благодаря этому физические упражнения улучшают память и облегчают обучение.
— Получается, наш мозг — за здоровый образ жизни?
— С точки зрения расхода энергии существование этого механизма выглядит странно. Одна из главных забот организма — как получить побольше, а энергии затратить поменьше. Двигательная активность — это и так колоссальный расход энергии. Не очень понятно, зачем после ее прекращения сохранять состояние подъема, готовности тратить еще больше энергии вместо того, чтобы восполнять потраченное.
Еще интереснее стало, когда биологи стали выяснять, во что обходятся живым существам умственные способности: сколько они стоят с точки зрения расхода энергии и исчерпывается ли плата только ею.
Прежде всего, хотя кажется, что когнитивные функции дают колоссальное преимущество во внутривидовой конкуренции, почему-то умные особи в популяциях занимают далеко не лидирующее положение.
Были эксперименты на очень разных животных — например, есть старые работы по крысам и недавние — на мухе-дрозофиле, когда ученые целенаправленно отбирали на протяжении многих поколений тех животных, которые лучше обучаются, лучше решают задачи. Эффект был поразительный: оказалось, что у животных резко снижается конкурентоспособность, плодовитость, уменьшается количество потомков, а те, что рождаются, получаются более слабыми. То есть с биологической точки зрения плата была катастрофическая.
Портрет мухи дрозофилы. Фото: Ireneusz Waledzik / ФОТОДОМ / shutterstock
На биологическом факультете МГУ в семидесятых годах в лаборатории Крушинского исследователи просто не смогли довести эти эксперименты до конца, потому что у крыс, которых отбирали на сообразительность, тревожность увеличивалась быстрее, чем способность к решению задач. В результате животные были насколько нервными, что никакого толку от них в экспериментальной ситуации не было.
Несколько лет назад в лаборатории повторили эти эксперименты, но стали вести отбор по двум параметрам: и по уму, и по низкой тревожности в экспериментальной ситуации. Тех животных, которые проявляли высокую тревожность, отбраковывали. Ученым удалось получить линию, которая лучше решала экспериментальные задачи. Нельзя сказать, что крысы были сверхумные, но статистически проходили тесты лучше, чем контрольная группа. Однако в отношении тревожности результаты были неоднозначными: в некоторых экспериментах крысы показывали низкую тревожность, в некоторых — высокую.
Так что когнитивные способности обходятся довольно дорого. Они также быстро угасают, когда ситуация перестает их требовать. Например, среда становится более постоянной или давление полового отбора снижается. Впечатление такое, что просто так организм не будет их активировать Поэтому улучшение когнитивных способностей после энергетически затратной двигательной активности кажется парадоксальным. Из-за этого мы и заинтересовались этой темой.
— Как вы объясняете этот парадокс?
— Во-первых, в естественных условиях повышение двигательной активности чаще всего связано с тем, что животное кого-то преследует или от кого-то убегает. В таких условиях все нужно делать быстрее, в том числе оценивать ситуацию и принимать решения.
Но казалось бы, пробежались, остановились — можно выключать соображалку. Однако оказывается, что наоборот: эти эффекты не только сохраняются после упражнений, но и могут усиливаться. Наше предположение: догоняя или убегая, животное оказывается в менее знакомой обстановке. Понятно, что в такой обстановке лучше оказаться с активно работающим мозгом: прозеваешь хищника за кустом — и все, тебя съели.
«Если эти гипотезы верны, то этот механизм должен быть очень широко распространен в природе. Эта функция должна была быть зашита в нас очень давно».
— Как вы проверяли эти предположения?
— Мы взяли животных, очень далеких от человека, — сверчков и улиток. У них нет никакого гиппокампа, в котором мог бы происходить нейрогенез, нервная система устроена совершенно по-другому, и общий предок у них с человеком был в глубокой древности каким-то примитивным червячком.
Экспериментальные улитки-прудовики в аквариуме. Фото: «Чердак»
Мы обнаружили, что двигательная активность оказывала влияние на наших подопытных, хотя в отношении их и говорить нельзя о когнитивных функциях. Сверчков мы заставляли летать — у них это самая энергоемкая форма активности, а потом смотрели на такие формы поведения, как пугливость, агрессия и ухаживание. Вкратце: физические упражнения повышали агрессию, стимулировали ухаживающее поведение и снижали пугливость.
Говорить об умственных способностях улитки тоже сложно. Однако проблему выбора того или иного поведения решает и улитка, и даже одноклеточное животное, просто происходит это по-разному. Мы не знаем, думает улитка или нет, но решения она может принимать, ее нервная система как-то умеет взвешивать «за» и «против».
Мы смотрели, как влияет двигательная активность на скорость принятия решений улиткой-прудовиком. Улитку, которая живет в аквариуме, мы помещали в новую для нее среду — вынимали ее из воды и сажали на стекло. В природе улитки и сами иногда выползают на сушу в поисках еды или нового места обитания, если, например, в водоеме изменился состав воды. Но долго улитка находиться на суше не может, так как засыхает без воды. Поэтому она должна сообразить, куда идти, и сделать это быстро.
Оказалось, что улитки, которые до этого интенсивно ползали — а мы их заставляли это делать — гораздо быстрее принимали решение, в какую сторону идти, и быстрее двигались. Они продолжали тратить энергию более активно, и этот эффект удивительно похож на тот, что наблюдается у млекопитающих, в том числе человека.
После физических упражнений у улиток меняется реакция на прикосновение.
Слева: улитку, которую не заставляли до этого ползать, трогают палочкой — улитка прячется. Справа: улитку, которую заставляли ползать, трогают палочкой — улитка вытягивает голову и начинает осматриваться. Фото предоставлено Варварой Дьяконовой
Источник: http://chrdk.ru/sci/2016/6/14/kak_fizkultura_delaet_chelovek...
Видео из авиатренажерного центра. Пилот рассказывает о всяких кнопочках-тумблерах на приборной доске, а в конце даже объясняет, как учат справляться с нештатными ситуациями.
Ну что, пикабушники-пилоты (а я знаю, тут такие есть, один даже был в чате пикабу на гугл-мапс), похоже на реальный полет?)
