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.

Учёные выяснили, что около 17 процентов общего риска деменции связано именно с взаимодействием этих двух факторов. В исследовании приняли участие почти 221 тысяча человек (средний возраст — 64 года) из трёх масштабных когорт.

В течение почти 13 лет наблюдения более чем у 9 тысяч участников была диагностирована деменция. Физическая ослабленность оценивалась по классическим критериям (медленная ходьба, слабая сила хвата, утомляемость, низкая активность, непреднамеренная потеря веса), а депрессия — по опросникам и медицинским записям.

Результаты показали, что у людей с физической ослабленностью риск деменции был более чем в 2,5 раза выше, а при депрессии — на 59 процентов выше, чем у здоровых участников. Однако наибольший эффект наблюдался при их сочетании: такие люди заболевали деменцией более чем в три раза чаще.

Исследователи отмечают, что при одновременном превышении «порога» по обоим состояниям компенсаторные возможности организма резко снижаются. Авторы подчёркивают, что и физическая ослабленность, и депрессия относятся к потенциально изменяемым факторам риска.

Это означает, что поддержание физической активности, работа с депрессивными симптомами и комплексные программы для пожилых могут существенно снизить вероятность развития деменции в будущем. Ранее стало известно, что недостаток живого общения и участия в общественной жизни ускоряет ухудшение памяти и мышления в пожилом возрасте.

У животных с увеличенной выработкой белка COX7RP средняя продолжительность жизни возросла на 6,6 процента, а показатели «здорового долголетия» значительно превысили результаты контрольной группы. COX7RP играет роль в формировании дыхательных суперкомплексов митохондрий — структур, которые повышают эффективность энергетического обмена и снижают окислительный стресс.

Анализ тканей показал, что митохондрии у модифицированных мышей функционировали стабильнее и производили больше энергии, что сопровождалось улучшением ключевых молекулярных маркеров старения. На уровне организма это проявлялось в более эффективной регуляции уровня глюкозы, снижении содержания жирных кислот в крови и повышении мышечной выносливости — факторах, которые напрямую связаны с сохранением активности в пожилом возрасте.

Авторы исследования отмечают, что подобные эффекты особенно ценны, поскольку были получены в «обычных» условиях старения, а не на модели болезни. Исследователи подчёркивают, что выводы пока что относятся только к животным, но работа указывает на перспективное направление.

В будущем препараты или добавки, которые улучшают работу митохондрий и их энергетических комплексов, могут стать инструментом для замедления возрастных изменений и профилактики метаболических заболеваний у человека. Ранее учёные выяснили, что недостаток сна может сокращать продолжительность жизни почти так же сильно, как курение.

В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Nano Materials (ACS ANM), отмечается, что такая комбинация может «размягчать» плотные структуры опухолей, улучшая проникновение противораковых препаратов в ткани. Многие опухоли отличаются высокой плотностью, что затрудняет проникновение лекарственных препаратов вглубь тканей.

Исследователи использовали микроскопические частицы размером около 100 нанометров, которые начинают активно вибрировать под воздействием высокочастотного ультразвука. Это приводит к локальным изменениям в структуре опухолевой ткани и снижению содержания белков, которые делают её жёсткой.

В экспериментах на трёхмерных моделях опухолей, наиболее приближенных к реальным тканям, ультразвук с наночастицами не разрушал клетки, а лишь смягчал окружающую их среду. По словам авторов исследования, это имеет важное значение, поскольку метод потенциально позволяет улучшить доставку лекарств, не повреждая здоровые ткани и не усиливая побочные эффекты, которые часто сопровождают традиционную химио- и ультразвуковую терапию.

Сейчас технология проходит тестирование на животных моделях, однако в будущем учёные планируют адаптировать её для лечения локализованных опухолей, таких как рак молочной железы, простаты или яичников. Исследователи надеются, что сочетание ультразвука и «умных» наночастиц может стать вспомогательным инструментом, который сделает уже существующие методы лечения рака более точными и безопасными.

Однако этот эффект в основном заметен у людей с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний. Такой вывод сделали авторы систематического обзора 17 рандомизированных клинических исследований, опубликованного в Annals of Internal Medicine (AIM).

Учёные изучили данные 66 337 участников, за которыми наблюдали не менее двух лет. В исследованиях сравнивали либо уменьшение доли насыщенных жиров в рационе, либо их замену другими источниками энергии.

В результате было установлено, что снижение насыщенных жиров приводило к уменьшению общего холестерина и уровня липопротеинов низкой плотности. Однако клинически значимый эффект зависел от исходного риска пациентов.

У людей из группы высокого риска уменьшение насыщенных жиров было связано с уменьшением общей и сердечно-сосудистой смертности, а также с меньшим числом инфарктов и инсультов. Наиболее выраженный эффект наблюдался, когда насыщенные жиры заменяли полиненасыщенными, а не просто сокращали их количество.

Насыщенные жиры содержатся в сливочном масле, жирных молочных продуктах, красном мясе и колбасах, а полиненасыщенные — в растительных маслах, орехах, семенах и жирной рыбе. Анализ показал, что замена одних жиров другими давала больший защитный эффект, чем простое снижение калорийности рациона.

При этом у людей с низким и средним риском сердечно-сосудистых заболеваний ограничение насыщенных жиров в течение примерно пяти лет не сопровождалось снижением числа инфарктов, инсультов или смертей, несмотря на улучшение липидного профиля крови. Авторы отмечают, что такие результаты указывают на необходимость более персонализированных диетических рекомендаций с учётом индивидуального уровня риска.

Ранее стало известно, что регулярное потребление чая, кофе, ягод, орехов, цельных зёрен и оливкового масла связано с более низким долгосрочным риском сердечно-сосудистых заболеваний.