Учёные изучили нервную систему личинок и открыли новые механизмы глотания

Это, по их мнению, одно из самых важных решений, принимаемых животными во время еды. Нейробиолог Майкл Панкратц рассказал, что они стремились понять, как мозг и пищеварительная система взаимодействуют во время еды.

Для этого нужно было выяснить, какие нейроны участвуют в процессе глотания и как они активируются. Чтобы получить необходимые данные, учёные аккуратно разрезали одну из личинок на тысячи мелких кусочков и сфотографировали под микроскопом.

Затем с помощью компьютерного программного обеспечения создали трёхмерную модель. Так они открыли биологический механизм — рецептор растяжения, который соединяет рот с желудком.

Этот рецептор связан с шестью нейронами в мозге личинки, которые получают информацию о процессе глотания и о том, что именно она ест. Если еда вкусная, мозг выдаёт сигнал о вознаграждении.

Нейробиолог Андреас Шоофс подчеркнул, что нейроны способны определить, является ли пища хорошей, и оценить её качество. Он добавил, что электрически возбудимая клетка вырабатывает серотонин только при обнаружении пищи хорошего качества, что способствует продолжению жизни личинки.

У плодовых мушек меньше 200 тысяч нейронов по сравнению с примерно 100 миллиардами в человеческом мозге. Однако сложность этих нервных клеток позволяет рассматривать их как уменьшенную модель человеческой системы.

Это упрощает каталогизацию и понимание основного механизма, необходимого для выживания животных. Исследователи планируют выяснить, существует ли аналогичная схема расположения нейронов и выделения серотонина у других животных, включая человека.

Дело в том, что у людей больше биологического сходства с плодовыми мушками, но для понимания человеческой схемы потребуется значительное расширение исследований. Майкл Панкратц заключил, что на данном этапе мы ещё недостаточно знаем о том, как работает система управления у человека.

В этой области потребуется ещё много лет исследований.

Это стало возможным благодаря разработке исследователей из Университета Кобе. Их система анализирует снимки тыльной стороны руки и сжатого кулака.

Результаты опубликованы в журнале The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism (JCEM). Акромегалия — это болезнь, которая возникает из-за избыточной выработки гормона роста.

Обычно она развивается в среднем возрасте. У человека постепенно увеличиваются кисти и стопы, могут возникать головные боли и изменения внешности.

Из-за медленного появления симптомов диагноз часто ставят только через 10 лет после начала болезни. Без лечения акромегалия может сократить продолжительность жизни примерно на 10 лет.

В исследовании участвовали 725 человек из 15 медицинских центров Японии, примерно у половины из них была диагностирована акромегалия. Учёные использовали более 11 тысяч фотографий для обучения алгоритма машинного обучения.

Система смогла выявлять заболевание с высокой точностью. Если алгоритм показывал положительный результат, вероятность наличия болезни составляла около 88 процентов.

При отрицательном результате вероятность отсутствия заболевания достигала 93 процентов. В некоторых случаях модель даже превосходила по точности специалистов-эндокринологов, которым показывали те же изображения.

Исследователи считают, что использование фотографий рук может стать удобным способом раннего скрининга заболевания. Такой метод не требует сложного оборудования и не затрагивает конфиденциальность, как анализ фотографий лица.

Этот эффект связан с необычным механизмом, который зависит от работы эритроцитов. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Metabolism (CM).

Ранее учёные, которые изучают закономерности в популяциях, обнаружили, что у людей, живущих в высокогорных районах, диабет развивается реже. Однако причины этого явления были неизвестны.

Чтобы разобраться в механизме, исследователи провели эксперименты на мышах с диабетом первого и второго типа. Животных поместили в условия с пониженным содержанием кислорода, чтобы имитировать высокогорье.

Оказалось, что в условиях гипоксии эритроциты начинают активно поглощать глюкозу из крови. Поглощение сахара увеличилось примерно в три раза, и уровень глюкозы в крови заметно снизился.

Красные кровяные клетки фактически стали своеобразной «губкой», которая временно забирает избыток сахара из кровотока. Дополнительные эксперименты показали, что специальное вещество, которое имитирует эффект высокогорья, также снижает повышенный уровень сахара у мышей с диабетом.

По словам учёных, это открытие указывает на новую роль эритроцитов в регуляции обмена глюкозы. Это может помочь в разработке новых методов лечения диабета.

Но пока результаты получены только в экспериментах на животных и требуют дальнейших исследований.

Работа основана на данных десятилетнего наблюдения за жителями Нидерландов. В проекте Longitudinal Aging Study Amsterdam, на основе которого проводилось исследование, отслеживают состояние здоровья пожилых людей.

В анализе участвовали 1371 человек старше 55 лет. Их когнитивные функции оценивали несколько раз в течение 10 лет с помощью пяти тестов.

Тесты проверяли общие когнитивные способности, скорость обработки информации, эпизодическую память и исполнительные функции — способность концентрироваться, планировать действия и контролировать внимание. Рацион участников оценивали с помощью подробного опросника питания.

Продукты классифицировали по системе NOVA, которая делит пищу по степени промышленной обработки. Ультрапереработанные продукты — это пища, созданная из сильно переработанных ингредиентов и содержащая добавки: ароматизаторы, красители, эмульгаторы и усилители вкуса.

К таким продуктам относятся сладкие напитки, печенье, мороженое, сосиски, колбасы, сладкие завтраки, чипсы и промышленный хлеб. В среднем ультрапереработанные продукты составляли около 20 процентов рациона участников.

Анализ показал, что их доля в питании не была связана с более быстрым снижением когнитивных функций ни по одному из исследованных показателей. Авторы работы считают, что результаты показывают: на здоровье мозга, вероятно, сильнее влияет общее качество питания и диетические привычки, чем отдельные категории продуктов.

В исследовании приняли участие 1497 человек, которые ответили на подробные вопросы о своём питании. Учёные анализировали потребление 12 основных групп продуктов, среди которых были овощи, фрукты, мясо, зерновые, молочные продукты и другие категории.

На основании полученных данных исследователи выделили несколько типичных моделей питания. Для оценки качества сна использовался широко применяемый тест Pittsburgh Sleep Quality Index.

Этот тест позволяет измерить продолжительность сна, трудности с засыпанием, частоту ночных пробуждений и общее ощущение отдыха после сна. Анализ показал, что только одна из моделей питания была связана с более здоровым сном.

Люди, которые чаще ели свежие фрукты, овощи и молочные продукты, реже жаловались на плохой сон. При увеличении доли такого рациона вероятность проблем со сном статистически уменьшалась.

По мнению исследователей, результаты указывают на то, что общий характер питания может играть роль в поддержании здорового сна. Хотя работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, она демонстрирует, что рацион, богатый растительными продуктами и молочными изделиями, может быть связан с меньшим риском нарушений сна.