Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя

Но как быть с живыми тканями, состоящими из воды, белков и жиров, которые преломляют свет под разными углами? Исследователи долгое время разрабатывали более сложные методы визуализации, такие как двухфотонная микроскопия и флуоресценция в ближнем инфракрасном диапазоне.

Однако многие из этих методов требуют использования вредных химических веществ или действуют только на мёртвые ткани. Целью стало нахождение безопасного и обратимого способа достижения прозрачности живых организмов.

Учёные обратились к интересному решению — пищевому красителю тартразину, который содержится в чипсах и безалкогольных напитках. При растворении в воде и нанесении на кожу он изменяет взаимодействие света с биологическими тканями.

Ключ к этому открытию заключается в физике поглощения и преломления света, в частности, в соотношениях Крамерса-Кронига, которые описывают, как материалы взаимодействуют со светом на разных длинах волн. Тартразин уже использовался в микроскопии для окрашивания отдельных частей тела, но никогда не применялся ко всем тканям живых организмов.

Добавляя тартразин в воду и нанося его на ткани живых мышей под наркозом, исследователи смогли изменить показатель преломления воды в тканях, что сделало их более прозрачными. Они смогли увидеть кровеносные сосуды и мышечные волокна мышей.

Например, они наблюдали за движениями кишечника в реальном времени через прозрачную брюшную полость. «Это открытие может стать революционным.

Представьте себе возможность контролировать работу органов без инвазивных процедур или точно определять местоположение вен для взятия крови. Оно также может открыть новые горизонты в понимании того, как болезни воздействуют на организм на микроскопическом уровне», — подчёркивают исследователи.

Сделать человека полностью невидимым остаётся маловероятным по нескольким причинам. Хотя тартразин позволяет свету проходить через ткани, он эффективен лишь для определённых длин волн, преимущественно в красной и инфракрасной областях спектра.

Это означает, что при обычном освещении мыши не становятся невидимыми для невооруженного глаза. Их прозрачность обнаруживается с помощью специального оборудования для визуализации.

«Эта прозрачность затрагивает только те ткани, на которые был нанесён краситель, и даже тогда она ограничена глубиной проникновения красителя. Человеческий организм гораздо сложнее, а кожа толще, чем у мышей», — объясняют специалисты.

Добавляется, даже если бы учёные могли усовершенствовать технологию, достижение прозрачности всего тела создало бы серьёзные проблемы, например, обеспечение того, чтобы краситель равномерно достигал всех частей тела, не вызывая повреждений. Дело в том, что тартразин безопасен при приёме в ежедневных дозах, но может вызывать побочные эффекты, аллергические реакции, а в высоких дозах оказывает токсическое воздействие на клетки, вызывая генетические мутации.

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.