Исследователи разработали фотонные кристаллы времени

Эти материалы способны усиливать свет и открывают новые перспективы для связи, визуализации и зондирования. Статья об этом опубликована в журнале Nature Photonics.

Фотонные кристаллы времени отличаются от обычных тем, что имеют временную, а не пространственную структуру. Они остаются однородными в пространстве, но периодически изменяются во времени.

Это создаёт условия для распространения света и возникновения эффекта импульсных запрещённых зон, где свет задерживается и его интенсивность растёт со временем. Одним из возможных применений фотонных кристаллов времени является создание нанодатчиков.

Эти устройства смогут обнаруживать мельчайшие частицы, такие как вирусы или биомаркеры заболеваний. При попадании частиц на поверхность кристалла, он улавливает испускаемый свет и автоматически усиливает его.

Это повысит точность и чувствительность методов диагностики. Разработка фотонных кристаллов времени для видимого света была сложной задачей из-за необходимости сверхбыстрых изменений свойств материалов.

Ранее исследователи смогли продемонстрировать фотонные кристаллы времени на низких частотах, таких как микроволны. Теперь же команда предложила новый подход, позволяющий достичь истинно оптических фотонных временных кристаллов.

Используя массив крошечных кремниевых сфер, они продемонстрировали, что условия для усиления света могут быть реализованы в лаборатории. Это открытие может привести к созданию более компактных и мощных оптических устройств, таких как лазеры и датчики.

Это, в свою очередь, обещает серьёзные изменения в различных областях науки и техники.

К такому заключению пришли авторы масштабного обобщающего исследования, опубликованного в журнале Food & Function (F&F). Согласно данным клинических исследований, регулярное употребление томатов или продуктов, содержащих натуральный ликопин, связано с понижением артериального давления.

Эффект был небольшим, но стабильным: в среднем показатели систолического и диастолического давления уменьшались на несколько миллиметров ртутного столба. Это имеет клиническое значение на уровне популяции.

Влияние ликопина на уровень холестерина и триглицеридов оказалось менее определённым — результаты исследований расходились, и стабильного улучшения липидного профиля не обнаружили. Авторы подчёркивают, что наиболее надёжные данные касаются именно артериального давления.

По их оценке, потенциально полезная доза ликопина составляет около 5–30 мг в сутки, что эквивалентно примерно двум сырым помидорам в день. Это не замена лекарственной терапии, а просто пищевой фактор, который может способствовать снижению сердечно-сосудистых рисков.

Ранее стало известно, что свёкла может оказывать защитное действие на мозг.

В систематическом обзоре, который был опубликован в журнале Cancer Epidemiology (CE), специалисты проанализировали данные 62 исследований с участием от десятков до почти 100 миллионов человек. Они пришли к выводу, что частота и объём потребления алкоголя напрямую связаны с ростом онкологических рисков.

Наиболее заметные связи были обнаружены для рака молочной железы, кишечника, печени, пищевода, желудка, гортани и полости рта. У людей с алкогольной болезнью печени рак выявлялся на более поздних стадиях и сопровождался более низкой выживаемостью из-за ухудшения прогноза.

Особенно уязвимыми оказались люди с ожирением, диабетом, хроническими заболеваниями печени, а также представители социально неблагополучных и некоторых расовых групп — даже при сопоставимых или более низких уровнях потребления алкоголя. Авторы обзора подчёркивают, что риск развития рака формируется не только самим алкоголем, но и сочетанием биологических и социальных факторов.

Среди них: возраст начала употребления, пол, генетическая предрасположенность, курение, образ жизни и доступ к медицинской помощи. С биологической точки зрения алкоголь повреждает ДНК через ацетальдегид, нарушает гормональный баланс, усиливает окислительный стресс и облегчает проникновение канцерогенов.

Ранее учёные создали экспериментальный препарат MCH11, который снижает тягу к алкоголю.

Результаты исследования опубликованы в журнале Aging. В работе использовались данные двух крупных европейских когорт: британского проекта TwinsUK и немецкого исследования KORA.

Всего в анализе участвовали более 1600 человек. Учёные определяли уровень теобромина в крови участников и сравнивали его с результатами тестов, которые отражают скорость биологического старения по изменениям в ДНК.

Оказалось, что у людей с более высоким содержанием теобромина биологический возраст увеличивался медленнее. Кроме того, у них были более благоприятные показатели, связанные с длиной теломер и риском преждевременной смерти.

Эти закономерности сохранялись даже после учёта влияния кофеина и других родственных веществ из кофе и чая. Это говорит о том, что теобромин может играть особую роль в процессах старения.

Дополнительный анализ показал, что эффект от теобромина особенно заметен у курильщиков и бывших курильщиков. Возможно, это вещество частично смягчает эпигенетические повреждения, вызванные воздействием никотина.

Авторы исследования подчёркивают, что речь идёт не о прямом «омолаживающем» эффекте шоколада, а о статистической связи. Пока неясно, действует ли теобромин сам по себе или в сочетании с другими компонентами какао, например, полифенолами.

В статье, опубликованной в журнале Small, утверждается, что блокировка сигнального пути коллагена значительно улучшает доставку противоопухолевых препаратов в ткани новообразования. Рецептор DDR1, активируемый коллагеном, играет важную роль в этом процессе.

Ранее коллаген считался в основном «физической стеной», которая препятствует доступу лекарств к раковым клеткам. Однако выяснилось, что он также инициирует сигнальный каскад, который усиливает фиброз и ещё больше уплотняет среду опухоли.

Подавление DDR1 прерывает этот процесс, уменьшает фиброз и повышает проницаемость опухоли для макромолекулярных препаратов, таких как антитела и нанолекарства. Кроме того, учёные обнаружили, что некоторые экспериментальные терапии имеют неожиданные последствия.

Ингибиторы MEK, которые тестировались при раке поджелудочной железы, неожиданно усиливали выработку коллагена и тем самым ухудшали доставку лекарств. Этот негативный эффект можно было нейтрализовать при одновременной блокаде DDR1, что может объяснить, почему ряд клинических испытаний с MEK-ингибиторами не дал ожидаемых результатов.

Авторы исследования подчёркивают, что их работа меняет представление о роли фиброза в онкологии и открывает новые возможности для комбинированных стратегий лечения. В будущем этот подход может повысить эффективность терапии не только при раке поджелудочной железы, но и при других заболеваниях, где плотная соединительная ткань препятствует действию лекарств.

Ранее учёные представили препарат, который значительно снижает риск рецидива гормонозависимого рака молочной железы.