Учёные обнаружили новый способ получения энергии чёрной дырой

Даже если объект свободно падает в чёрную дыру, его траектория искривляется из-за увлечения инерциальных систем отсчёта. Это заставляет объект двигаться по орбитальной траектории с нарастающей скоростью.

В результате чёрная дыра передаёт часть своей энергии вращения объекту, что является частью механизма Пенроуза. Однако учёные обнаружили, что аккреционный диск, состоящий из ионизированного газа и пыли, также может генерировать энергию.

Аккреционный диск вращается, создавая мощное магнитное поле. Увлечение инерциальных систем отсчёта влияет на разные части диска: внутренняя часть движется быстрее, чем ожидалось, а внешняя — медленнее.

Это создаёт относительное движение ионизированной материи относительно магнитного поля. Такое взаимодействие вызывает эффект динамо, при котором дополнительная энергия передаётся от вращающейся чёрной дыры к диску.

Это усиливает электромагнитную активность системы, генерируя больше энергии, чем предсказывалось ранее. Хотя влияние увлечения инерциальных систем отсчёта незначительно для чёрных дыр звёздной массы, оно становится важным для сверхмассивных чёрных дыр.

Именно в этих случаях эффект достаточно велик, чтобы можно было наблюдать его проявление в квазарах и анализировать энергетические спектры, где видны разрывы и аномалии. Это открытие помогает объяснить, каким образом чёрные дыры и квазары генерируют огромное количество энергии, наблюдаемой астрономами.

В опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) доклиническом исследовании они продемонстрировали, что недостаток определённого фосфолипида в клеточных мембранах — PIP₂ — может быть причиной сосудистых проблем в мозге. Учёные изучили белок Piezo1, который находится в клетках сосудистой стенки и реагирует на давление крови.

Они выяснили, что PIP₂ обычно подавляет активность Piezo1, а при снижении его уровня канал становится гиперактивным, что нарушает регуляцию мозгового кровотока. Это состояние характерно для болезни Альцгеймера и сосудистой деменции.

В ходе эксперимента добавление PIP₂ восстановило нормальную работу Piezo1 и улучшило кровоснабжение мозга. Исследователи считают, что это указывает на новую терапевтическую стратегию — не прямое воздействие на нейроны, а коррекцию сосудистых механизмов, которые поддерживают когнитивные функции.

Специалисты подчёркивают, что работа пока находится на доклиническом этапе, но она открывает возможности для создания препаратов, которые будут направлены на восстановление баланса фосфолипидов и нормализацию мозгового кровотока при деменции и других нейрососудистых заболеваниях. Ранее было обнаружено, что регулярное употребление жирных сортов сыра и сливок статистически связано с более низким риском деменции.

В статье, опубликованной в журнале Cell, говорится, что при длительном воздействии жирной пищи клетки печени изменяются и переходят в более «незрелое», стволоподобное состояние. Это делает их уязвимыми для канцерогенных мутаций.

В ходе экспериментов на мышах учёные выяснили, что гепатоциты — основные клетки печени — при жирной диете активируют гены выживания и подавляют программы, отвечающие за нормальный метаболизм. Это помогает клеткам справиться с воспалением и токсическим стрессом, но при этом лишает ткань защитных механизмов, которые сдерживают неконтролируемое деление.

По мере развития жировой болезни печени — от воспаления к фиброзу и затем к опухоли — эти изменения накапливались, и у большинства животных развивался рак печени. Учёные обнаружили аналогичные изменения в экспрессии генов в образцах печени человека: снижение «рабочих» функций органа сочеталось с ростом признаков клеточной незрелости и ухудшением прогноза выживаемости пациентов.

Авторы отмечают, что у людей этот процесс, вероятно, занимает десятилетия, но выявленные молекулярные механизмы могут стать мишенями для профилактических препаратов. Это открывает путь к лечению, которое не только борется с последствиями жировой болезни печени, но и снижает риск её перехода в рак.

Ранее стало известно, что регулярное употребление слишком горячего чая и кофе связано с повышенным риском рака желудка.

В экспериментах на мышах такой метод снизил частоту судорог, улучшил память и в некоторых случаях предотвратил развитие заболевания. Результаты были опубликованы в журнале Annals of Neurology (AN).

Височная эпилепсия является одной из наиболее тяжёлых и трудно поддающихся лечению форм заболевания, часто сопровождающейся когнитивными нарушениями. Анализ образцов человеческой мозговой ткани показал, что у пациентов с височной эпилепсией количество сенесцентных (биологически «состарившихся») глиальных клеток примерно в пять раз выше, чем у людей без заболевания.

Эти клетки не участвуют в передаче нервных импульсов, но поддерживают нейроны, и при старении начинают нарушать работу нервных сетей. На основе этих данных исследователи провели так называемую сенотерапию в модели эпилепсии у мышей.

Генетическое или лекарственное удаление стареющих клеток привело к снижению их числа примерно на 50 процентов, восстановлению когнитивных функций, уменьшению числа приступов и защите около трети животных от развития эпилепсии. Для лечения использовалась комбинация дазатиниба — препарата, уже одобренного для терапии лейкоза, — и кверцетина, растительного флавоноида с противовоспалительными свойствами.

Авторы подчёркивают, что оба вещества уже изучаются в клинических испытаниях при других заболеваниях, что потенциально ускоряет путь к проверке нового подхода у пациентов с эпилепсией. Ранее учёные сообщили, что экспериментальный препарат NU-9 остановил развитие болезни Альцгеймера на доклинической стадии в опытах на мышах.

Работа опубликована в журнале Food amp; Function (Famp;F). В исследовании приняли участие более 328 тысяч человек из UK Biobank, за которыми наблюдали почти 12 лет.

Учёные анализировали не только количество потребляемых напитков, но и температуру, которую предпочитали участники. Выяснилось, что у людей, которые выпивали более восьми чашек горячих напитков в день, риск развития рака желудка был на 54 % выше по сравнению с теми, кто пил такие напитки редко или предпочитал тёплую температуру.

Особенно заметный эффект был у участников, которые регулярно употребляли очень горячие напитки. В этой группе риск возрастал более чем в два раза при потреблении свыше восьми чашек в день.

Связь сохранялась после учёта возраста, образа жизни, курения и других факторов. Авторы исследования отмечают, что хроническое термическое раздражение слизистой желудка может усиливать воспаление и повреждение тканей.

Это создаёт условия для злокачественных изменений. По мнению учёных, результаты дополняют данные о вреде слишком горячих напитков и указывают на простой, но недооценённый фактор профилактики — снижение температуры чая и кофе в повседневном рационе.

Ранее стало известно, что регулярные занятия спортом способны снижать артериальное давление не хуже лекарств.