Химия и жизнь №1 2014

общества. Интернет полон информации, среди которой наверняка можно отыскать что-то стоящее, но для этого необходима кропотливая и тщательная работа по отбору и всесторонней оценке

Ежемесячный просмотр копий журналов за 2012 год относительно тиража и содержание рекламы (в % от объема)

на полезность, пригодность и совместимость. Общественных организаций, способных проводить такие разработки, объединять найденное в комплексы, подходящие для реализации, и затем предлагать на общее рассмотрение, так и не появилось. Отдельные попытки частных лиц и организаций по созданию сайтов и форумов для рассмотрения и решения общих проблем пока остаются «гласом вопиющего в пустыне» и часто заканчиваются ничем по двум причинам: отсутствие финансирования и слабый культурно-организационный уровень инициаторов, не способных или не умеющих собрать авторитетную

икомпетентную команду. Рассмотрим конкретный пример

воздействия печатных журналов на общество в наше время и определим, насколько Интернет содействует такому влиянию. Были собраны данные по трем сайтам, специализирующимся на распространении скан-копий книг и журналов, которые издаются на русском языке за год (с августа 2012 по август 2013-го).

По приведенным данным можно сказать следующее:

1.Наибольшим интересом у интернетчитателей пользуются журналы, которые несутбольшуюинформационнуюнагрузку (научно-популярные, компьютерные

иприкладного творчества). Это свидетельствует о том, что интерес к знаниям в обществеещесохранился,хотяисмещен в сторону практического использования (моделирование, хобби, рукоделье).

2.Интерес к художественным журналам сохранился только в области фантастики, что свидетельствует о снижении уровня общественной активности. Многие теперь предпочитают вместо критического осмысления окружающей действительности погружаться в мир грез. Как следствие — большое распространение всевозможных тусовок «по интересам», где люди пытаются придать своему существованию хоть какой-то смысл: мастерят доспехи и оружие, играют в ролевые и компьютерные игры, обсуждают старую военную технику и т. п.

3.Интерес к общественно-политиче- ским журналам снижен до минимума, это объясняется развитием социальных

сетей и новостных интернет-каналов,

Наука и общество

где любую новость можно не только увидеть в реальном масштабе времени, но и дать свою трактовку (чаще всего на уровне «кухонного» общения).

4.Большинство читателей журналов (школьники, студенты, учителя, врачи и другие представители интеллигенции) не в состоянии позволить себе такие затраты (от 3 до 20 долларов США за журнал), при средней зарплате бюджетников в 200—300 долларов. Для многих Интернет стал единственной возможностью читать периодику и новые книги.

5.Многие низкотиражные журналы, остающиеся привлекательными для читательской аудитории по разным причинам (например, заработанные десятилетиями авторитет и популярность), доступны для неподписчиков и жителей малых городов и сел только в Интернете.

Все вышеперечисленное напрямую связано с тем, что происходит в обществе: сокращается количество предметов школьной программы, связанных с естественными науками; содержание многих предметов школьной программы упрощается, сводясь к перечню фактов, воспринимаемых на веру. Высшие учебные заведения готовят исполнителей, ограниченных инструкциями и корпоративными правилами. Творчество становится доступным небольшой группе избранных, при этом возникает парадокс: для развития новых технологий и производства требуются талантливые личности, но существующая система образования нацелена на штамповку узких специалистов, общий культурный уровень которых весьма низок.

Напоследок можно добавить: если в ближайшее время кампания по запрету распространения пиратских копий авторских произведений (к которым помимо фильмов могут отнести журналы

икниги) будет доведена до принятия законодательных мер, число интернетчитателей сократится в разы. Редакциям журналов стоит задуматься над этим и для сохранения читательской аудитории размещать в свободном доступе на своих сайтах полноценные копии журналов, выходящих на бумаге.

О.Б.Антонов

«Химия и жизнь», 2014, № 1, www.hij.ru

Сетемысль

Марк Гаузер

«Не забудь после работы зайти в магазин», — мелькнула в его мозгу мысль. Мысль эта явно принадлежала не ему, а жене. В конце мысли стоял смайлик.

«Не забуду», — подумал он. Встроенный в мозг передатчик в доли секунды передал его ответ.

«Пап, сколько будет 12962-6397? Только быстро, у меня контрольная!»

«6565», — ответ возник и передался адресату сам собой. «Передатчик THR-2735 всего за $120 спрашивайте в магази-

нах... Тьфу!» — оборвал непрошеную мысль Павел Викторович. «Опять спам. Так невозможно работать».

Из всех мыслей, пронесшихся в его голове за пять минут, только эта, последняя, принадлежала ему самому. Но что делать, в век высоких технологий приходится мириться с чужими мыслями в своей голове...

Зато одни зрительные образы чего стоят! Все современные передатчикиосуществляютихподдержку.Увиделчто-токраси- вое, сфокусировал мысль — и пожалуйста, образ навсегда со- хранилсявпамяти.Азахотел—разослалегодрузьям,пустьтоже полюбуются! Если за своей памятью следить и не копить в ней ненужную информацию, то пользоваться ею можно всю жизнь, почтибезограничений.Терабайтыинформации,котораяникогда несотрется,—этолинемечтакомпьютерщиковпрошлоговека!

Задумавшись,ПавелВикторовичпропустилтриновыемысли: начальника(кнемупривязанобразтролля,очемон,славаБогу, никогда не узнает), жены (к ней привязан образ розы, ее так зовут) исына (образ очаровательногочертенка). Все три мысли требовали немедленного рассмотрения.

«Самвиноват,—ругалсебяПавелВикторович,—нечегобыло задумываться. Задумался — отстал от жизни».

Художник Н.Ларкина

Нанофантастика

«Игорь Дмитриевич, сегодня все закончу». «Про магазины помню».

«Ледовоепобоище...чертегознаеткогда.Ивообще,тытеперь накаждомурокебудешьуменяподсказкиспрашивать?Учисам».

«Некогда, — огрызнулся ребенок, — и так на мысли отвечать не успеваю».

Новыйшквалмыслейвытеснилизголовыперепалкуссыном: «Мыслилуже,новыйпередатчикотSONYбудетпередаватьне

только мысли, но и эмоции?» «Поступил новый зрительный образ. Принять?» «Забыла сказать, купи детям сок».

«Павел Викторович, зайдите ко мне в кабинет».

Черт с ним, с образом, посмотрю потом. Жене тоже можно не отвечать. Интересно, а Троллю-то что нужно?

***

Вечера Павел Викторович не любил. На ночь передатчик приходилось выключать, иначе чужие мысли не дадут заснуть до утра. А утром придется разбираться с десятками поступивших за ночь мыслей.

Свыключениемпередатчиканаваливаласьпустота.Мыслиисчезали,вместеснимиуходилабеззаботность.Какиемогутбыть заботы, если каждую минуту отвечаешь на пять-шесть мыслей, смотришь пару образов или вникаешь в видеоситуацию?

Теперь же в голове роятся свои мысли. Вспоминаешь позавчерашнее ДТП, скандал с женой, проблемы сына... Эти мысли не закроешь и не отменишь, но еще хуже то, что их приходится обдумывать, решать. Сколько энергии тратится впустую! А сколько времени нужно потратить утром на стирание решения этих проблем. Утром его и так не хватает. «Меньше думаешь, больше помнишь», эх, как это верно!

Завтра опять на работу, опять к мысленным друзьям. Завтра будет, как обычно, быстро и весело. Когда ты с друзьями, работа не в тягость. Главное, меньше думать и больше мыслить. А сейчас — не перепутать дозу снотворного и не забыть включить сонотрансляторсновымблокбастером,скачаннымвСетемысле. Хороша жизнь в двадцать втором веке...

«Химия и жизнь», 20114, № 1, www.hij.ru

Здоровая

полнота

Кандидат биологических наук

Н.Л.Резник

Магия буквы U

Любимое занятие медиков и физиологов — поиск разнообразных зависимостей, которые позволяют предсказывать риск возникновения болезней и их вероятный исход. А один из любимейших

22

факторов риска — ожирение. Известно, что оно способствует развитию диабета второго типа (пониженная секреция инсулина и высокий уровень глюкозы в крови), сердечно-сосудистых заболеваний, рака, апноэ (прерывание дыхания во сне), неалкогольного ожирения печени, остеоартрита и других недугов; приводит к инвалидности, увеличивает смертность и существенно повышает расходы на здравоохранение. Это не просто прогностический признак, а патология, внесенная в Международную классификацию болезней как хронический недуг. В развитых странах ожирение приобрело характер эпидемии.

Если ожирение болезнь, то нам нужны критерии для постановки диагноза и оценки состояния пациента. Одним из первых таких критериев стал индекс Кетле. Его предложил в 1869 году бельгийский ученый Адольф Кетле,

разрабатывавший тогда основы «социальной физики» (сейчас мы назвали бы эту дисциплину эпидемиологией). В 1972-м этот показатель переименовали в индекс массы тела (ИМТ), и под таким названием он до сих пор в ходу у медиков и ученых всего мира. ИМТ — удобный универсальный критерий, использование которого позволяет сравнивать результаты, полученные в разных исследованиях.

ИМТ рассчитывают как вес тела в килограммах, деленный на рост в метрах в квадрате (I=m/h2), он имеет размерность кг/м2, которую иногда опускают. Мы тоже будем в дальнейшем обходиться без нее. ИМТ от 18,5 до 24,9 соответствует нормальному весу, значения от 25 до 29,9 свидетельствуют об избыточном весе, а при ИМТ более 30 начинается ожирение. Оно может быть первой, второй и третьей степеней (ИМТ соот-

Зависимость смертности от индекса массы тела имеет форму буквы U

ветственно 30—34,9; 35—39,9; >40). Такая градация возникла в результате многочисленных исследований влияния ИМТ на смертность и всевозможные болезни. Между смертностью и ожирением существуетU-образнаязависимость. При ИМТ более 30 и менее 18,5 смертность возрастает, а при нормальном весе минимальна.

Показательны результаты работы 157 соавторов, которые исследовали связь ИМТ и смертности в 57 странах Восточной Европы и Северной Америки («Lancet», 2009, 373, 1083, doi: 10.1016/S0140-6736(09)60318-4). Эти исследования охватили почти 900 тысяч человек, из которых за восемь лет от сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, болезней печени и почек, новообразований, респираторных заболеваний умерло 66,5 тысячи. Самую низкую смертность зафиксировали среди людей с ИМТ 22,5—25. При дальнейшем увеличении ИМТ росла и смертность. При увеличении ИМТ на 5 кг/м2 смертность возрастала примерно на 30%, в том числе от сосудистых заболеваний на 40%, от диабета, почечных и печеночных заболеваний на 60—120%, от новообразований и других причин на 10%. Курение усугубляет эту зависимость. У страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями при ожирении второй степени (ИМТ 30—35) средняя выживаемость сокращается на 2—4 года, а при 40—45 на 8—10 лет, что сравнимо с эффектом курения.

При ИМТ ниже 22,5—25 его связь со смертностью обратная, то есть чем меньше ИМТ, тем больше смертность, причем люди умирали главным образом от респираторных заболеваний и рака легких. Эта зависимость также более выражена у курильщиков, несмотря на то что потребление сигарет у людей с разными ИМТ примерно одинаково. В данной работе нижняя граница нормального веса (ИМТ 22,5) оказалась выше традиционного 18,5. Исследователи не берутся исчерпы-

вающим образом объяснить этот феномен, но предполагают, что он связан с курением. Тяжелые заболевания, вызванные этой привычкой, приводят к потере веса.

Подобных исследований много, их повторяли из года в год, менялась только величина выборки, а выводы оставались прежними. При этом исследователи не отрицают значения других антропометрических показателей, например окружности талии и отношения окружности талии к обхвату бедер, но ИМТ считают самодостаточным диагностическим признаком. Соответственно изменилось и отношение людей к своему телу. Это раньше полнота свидетельствовала о материальном благополучии и регулярном полноценном питании, доступном немногим. В словаре Ожегова слово «здоровый» означает «сильный, большой, крепкий», а отнюдь не «ничем не болеющий». Худобу считали болезненной и некрасивой. Прошли те времена. Теперь в моде стройные тела, а полнота — признак нездоровья, не сейчас, так в недалеком будущем.

Плохое становится хорошим

Несмотря на лавину фактов о влиянии избыточной массы тела на здоровье, специалисты продолжали активно исследовать ожирение и в конце концов доисследовались. В последние годы ясное обезжиренное небо затягивают облачка. Оказалось, что критерий ИМТ все-таки не абсолютен. То есть об этом

ираньше знали, но в результате систематического перелопачивания многочисленных статистических данных относительная прогностическая ценность ИМТ становится все более очевидной. Так, при его использовании необходимо учитывать возраст: чем старше человек, тем слабее связь между лишним весом

исмертностью. Кроме того, этот показатель зависит от расы. В 2011 году международная группа ученых исследовала связь между диабетом и ИМТ у жителей Бангладеш, Китая, Индии, Японии, Кореи, Сингапура и Тайваня. Ученые обследовали 900 тысяч человек из разных стран и обнаружили, что связь между ожирением и диабетом в этом регионе выражена не так сильно, как в

Расследование

Европе и Америке. Если у американцев ожирение увеличивает частоту диабета минимум в 6—8 раз, то в Азии всего в 2,5—3 раза. Исследователи отмечают, что во многих азиатских странах люди худощавы и низкорослы и у них, возможно, другие нормативы ИМТ. Еще они упоминают, на сей раз между делом, что на точность исследования могла повлиять разная чувствительность разных народов к инсулину: у индийцев, например, она довольно низка, а связь между ИМТ и диабетом в Индии и Бангладеш выражена сильнее, чем в других странах Азии. К тому же для оценки состояния здоровья жителей исследователи не обращались к медицинским документам, а спрашивали самих людей, есть у них диабет или нет. В общем, как пишут обычно в доброй половине научных статей, окончательные выводы делать рано, необходимы дальнейшие исследования, но, скорее всего, ИМТ нельзя считать показателем, универсальным для любого жителя планеты, слишком много дополнительных факторов приходится учитывать.

Дальше — больше. Появились данные, согласно которым оптимальный ИМТ выше, чем принято считать. Одно из самых масштабных исследований в этой области провели американские медики под руководством Кэтрин Флегель («Journal of American Medical Association», 2013, 309, 1, 71—82, doi: 10.1001/jama.2012.113905). Они проанализировали частоту смертей от разных причин при нормальном и избыточном весе и при ожирении у 2,88 миллиона человек, используя литературные данные и данные медицинской статистики. Оказалось, что ожирение второй-тре- тьей степеней увеличивает вероятность умереть примерно на 30%, ожирение первой степени на нее не влияет, а люди с избыточным весом (ИМТ 25—30) умирают даже реже, чем люди с весом, который принято считать нормальным. Очевидно, понятие нормы нуждается в пересмотре.

Исследования, о которых шла речь выше, касались людей, предварительно не отобранных по состоянию здоровья. Если же проанализировать влияние ИМТ на смертность среди больных, результаты получаются не-

«Химия и жизнь», 2014, № 1, www.hij.ru

ожиданные. Доктор Цзинь-Сяо Цзэн из Медицинского колледжа Национального университета Тайваня 12 лет наблюдал за 89056 жителями острова, страдающими диабетом второго типа («Atherosclerosis», 2013, 226, 1, 186—92, doi: 10.1016/j.atherosclerosis). За это время от рака и осложнений диабета умерло почти 27 тысяч человек. Повышенная смертность от диабета была связана с преклонным возрастом, принадлежностью к мужскому полу, длительностью болезни, малым весом (ИМТ < 18,5). Избыточный вес и ожирение первой и даже второй степеней не вошли в число факторов риска, люди с высоким ИМТ умирали от диабета даже реже, чем пациенты с нормальным весом. Мы упоминали, что влияние ИМТ на смертность зависит от расовой принадлежности. Так вот, данные, аналогичные результатам доктора Цзэна, получили несколько американских исследовательских групп. В США, стране фастфуда и здорового образа жизни, исследования ожирения проводят часто. Белые и афроамериканцы, больные диабетом, дольше жили при высоком ИМТ.

А вот Европа. Специалисты университетского колледжа Лондона исследовали связь между ИМТ и смертностью пациентов от сердечно-сосудистых заболеваний в Англии и Шотландии («Preventive Medicine», 2013, 57 , 12—16, doi.10.1016/j.ypmed.2013.02.012). Пациенты с избыточным весом и ожирением субъективно чувствовали себя хуже, и сопутствующих заболеваний у них было больше. Однако они реже умирали от общих причин, чем пациенты, имеющие нормальный ИМТ (данные скорректированы с учетом пола, возраста, курения, физической активности и сопутствующих болезней).

Сердечно-сосудистые заболевания и диабет 2-го типа идут рука об руку. При диабете риск инфарктов и инсультов существенно возрастает. Больным диабетом часто советуют похудеть, но, как показали исследования специалистов Берлинской клиники «Шарите» («International Journal of Cardiology», 2012,162, 20, doi: 10.1016/j.ijcard.2011.09.039), потеря веса в результате интенсивной диеты и физических упражнений улучшает метаболический статус пациентов, однако не снижает риск инфарктов и инсультов. Более того, у людей, которые страдали одновременно диабетом 2-го типа и сердечно-сосудистыми болезнями, потеря 1% веса приводит к увеличению общей смертности в 1,13 раза. Возрастает также смертность от сердечно-сосуди- стых заболеваний, количество случаев госпитализации, инфарктов и инсультов. У больных, похудевших более чем на 7,5%, риск неблагоприятного исхода

признаки метаболических нарушений: давление, уровни триглицеридов, глюкозы и С-реактивного белка в плазме крови (С-реактивный белок — признак воспаления и инфекции), устойчивость к инсулину и уровень холестерина высокой плотности, обеспечивающего переработку и выведение жиров из организма («Archives of Internal Medicine», 2008,168(15),1617—24, doi: 10.1001/ archinte.168.15.1617). Выяснилось, что у 51,3% людей с избыточным весом и 31,1% взрослых, страдающих ожирением, обмен веществ был в пределах нормы, а у 23,5% людей с нормальным весом исследователи обнаружили метаболические нарушения. Другими словами, человек может быть снаружи строен и здоров, а изнутри склонен к развитию ожирения и диабета.

На сегодня исследователи объясняют этот феномен несколькими причинами. Начнем с того, что запасание жира

— это не патология, а нормальная защитная реакция организма. Мощная прослойка жировой ткани образуется только при постоянном избытке калорий, и не будь ее, нам пришлось бы плохо. Высокая концентрация свободных жирных кислот вызывает невосприимчивость к инсулину в мышечной ткани и печени, подавляет секрецию инсулина, нарушает окисление и фосфорилирование глюкозы и синтез гликогена. Чтобы этого не произошло, свободные жирные кислоты необходимо связать, они образуют эфиры с глицерином и

ввиде триацилглицеринов откладываются в адипоцитах. Эти запасы могут быть весьма обширны, зато локализованы почти исключительно в жировой ткани, не затрагивая сердце, печень и мышцы. И лишь когда возможности адипоцитов будут исчерпаны, липиды проникнут в эти органы и вызовут все вышеперечисленные симптомы, образующие метаболический синдром. Так что адипозная ткань не просто склад жиров, но изолятор. По мере запасания жира адипоциты синтезируют гормон лептин, который регулирует аппетит и способствует окислению липидов в неадипозных тканях, а также другие биоактивные молекулы, регулирующие функции жировой ткани и синтез эфиров жирных кислот. Таким образом, образование жировой ткани скорее смягчает метаболические нарушения, вызванные хроническим перееданием, нежели усиливает их, поэтому большая часть жировых запасов относится к здоровым.

Здоровая адипозная ткань состоит из большого количества мелких жировых клеток. Она хорошо снабжается кровью и почти не имеет соединительных волокон. Уровень некроза адипоцитов

втакой ткани невысок, поэтому не вы-

зывает воспаления. Но в некоторых случаях жировая ткань состоит из гипертрофированных адипоцитов: их мало, они крупные и накапливают значительно больше жира. Скорость оборота липидов в такой ткани низкая, воспаление возникает чаще. Гипертрофия адипоцитов при любом типе телосложения связана с неблагоприятным метаболическим профилем.

Все вышесказанное относится к так называемому подкожному жиру. Кроме него есть еще жир висцеральный, он же абдоминальный, расположенный в брюшной полости. Его клетки выделяют факторы роста и воспаления, молекулы, влияющие на свертываемость крови и деятельность жировых клеток. Вся эта бурная активность приводит к диабету, повышенному содержанию свободных жирных кислот в крови и сердечнососудистым заболеваниям, так что висцеральный жир представляет собой уникальное депо патогенных молекул.

ИМТ не позволяет определить уровень висцерального ожирения, точно это можно сделать только с помощью компьютерной томографии. Однако исследователи пытаются разрабатывать другие, не столь затратные методы диагностики. Естественно, дополнительные отложения на животе не могут не сказаться на фигуре. Американские медики Нир и Джесси Кракауэр предлагают использовать для определения висцерального ожирения индекс формы тела (ИФТ), который учитывает не только вес и рост, но и окружность талии (ОТ) (PLoS ONE, 2012, 7, 7, e39504, doi:10.1371/ journal.pone.0039504). Согласно их расчетам, ИФТ= ОТ/ ИМТ2/3 × h1/2. Обхват талии измеряют в метрах, поэтому размерность ИФТ м11/6 кг –2/3 . Наблюдая в течение пяти лет за 14 000 взрослых людей, исследователи установили, что вероятность смерти с увеличением ИФТ возрастает экспоненциально, вне зависимости от значений ИМТ.

По измерениям объема висцерального жира можно составить более полное представление о метаболических рисках, однако и подкожный при этом не стоит сбрасывать со счетов. Американские медики под руководством Каролин Фокс проверили, как связаны два типа ожирения с риском метаболических нарушений («Circulation», 2007, 116, 39—48, doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.675355). Они обнаружили, что висцеральное ожирение — более серьезный фактор риска, чем ожирение подкожное, особенно у женщин, но подкожный жир также влияет на большинство метаболических проблем. В частности, оба типа ожирения связаны с повышенным уровнем холестерина низкой плотности (который образует атеросклеротические бляшки)

Расследование

вкрови и метаболическим синдромом, а подкожный в большей степени влияет на развитие диабета.

Инаконец, оценивая значение ИМТ в диагностике и его влияние на здоровье, нельзя забывать о том, что ИМТ вообще не показатель содержания жира в организме, хотя его чаще всего используют именно в таком значении. Плотность мышечной ткани примерно в три раза выше, чем жировой, поэтому тучный человек и накачанный бодибилдер могут иметь одинаковый индекс.

Увлекшись проблемой ожирения, мы упустили из вида другой вопрос: почему повышенной смертности способствует низкий или даже нормальный вес? Возможно, пациентам просто не хватает жировых запасов. Многие хронические заболевания (и старение в том числе) сопровождаются резким сокращением массы тела, особенно скелетной мускулатуры (саркопенией). А скелетные мышцы — место запасания глюкозы. Саркопения приводит к недостатку питания, нарушает чувствительность к инсулину, отрицательно влияет на здоровье сердечно-сосудистой системы и увеличивает смертность. У людей с достаточными подкожными запасами эти процессы протекают гораздо мягче, жир подпитывает истощенных.

В результате десятилетий исследования оптимального веса выяснилось, что это относительное понятие, которое не может служить надежным показателем состояния здоровья и риска смертности. Слишком много дополнительных факторов приходится учитывать: пол, возраст, расовую принадлежность, генетическую предрасположенность к различным нарушениям, соотношение разных тканей

ворганизме. Медики остро нуждаются

воборудовании, позволяющем определять состав тела, жировые гормоны и другие биомаркеры, которые могли бы служить прогностическими признаками для диагностики ожирения и связанных с ним метаболических расстройств. Будем надеяться, что скоро исследователи составят исчерпывающее представление о роли ожирения в болезни и здравии.

«Химия и жизнь», 2014, № 1, www.hij.ru

Праздничные

вопросы

Что для нас является важнейшим во время новогодних каникул? Угостить друзей чем-нибудь вкусным, самим поесть, нагуляться, согреться после прогулки и наконец-то выспаться. Из этого мы и исходили при выборе тем.

«Вредно для талии, но вкус необыкновенный, возьмите кусочек!.. В салатике орехи и тертое яблоко, сплошная польза!» Одни хозяйки стараются разъяснить гостям, в чем пре-

имущества того или иного блюда, другие считают это дурным тоном: пусть еда сама себя хвалит. Между тем давно установлено, что восприятие пищи зависит от того, что нам о ней известно — о калорийности и содержании витаминов, о цене ресторанного блюда,окомпании-производителеготовогопродукта.Очередной интересный эксперимент в этой области провели американские ученые. Они убедились, что мозг человека по-разному реагирует на вкус одного и того же напитка в зависимости от того, считает ли испытуемый этот напиток «лакомством» или «полезным».

В эксперименте участвовали люди среднего возраста, с различными пищевыми привычками (от сторонников рационального питаниядотех,ктоествсе,чтонравится)иразноговеса.Импредлагали пробовать безалкогольные напитки, капая в рот пипеткой пополмиллилитра.Пипеткапонадобиласьпотому,чтоактивность мозга добровольца в этот момент фиксировали методом функциональной магнитно-резонансной томографии и шевелиться было нежелательно. Каждый участник выбирал среди нескольких низкокалорийных фруктовых напитков два самых вкусных, с его точки зрения. Потом ему говорили, что рецептура этих базовых напитков доработана и на основе каждого создан один еще более вкусный напиток и один — с повышенной пользой для здоровья. В следующей серии опытов, перед тем как человек пробовал напиток,онслышалголос,которыйговорил:«Вкусный»или«Полезный». На самом деле никаких изменений в рецептуре не было, напитки оставалисьтемиже,чтоивпервойсерии.Крометого,испытуемых просилисубъективнооцениватьвкусы:насколькоониприятны,насколькознакомыинасколькоимхочетсяпопробоватьэтотнапиток еще раз. В качестве одного из контролей использовали сладкие молочные коктейли, которые голос всегда называл «вкусными». Исследователи предположили, что отклики мозга испытуемых на «вкусный»фруктовыйнапитокинамолочныйкоктейльбудутболее сходными, чем в паре «полезный напиток — молочный коктейль».

Такиоказалось:определенныеучасткигипоталамусаисреднего мозгапациентареагировалисильнеена«вкусное»:инамолочные коктейли, и на низкокалорийные напитки, названные «вкусными». Интересно, что субъективно они вкуснее не стали: поговорка «Сколько ни кричи “халва”, во рту слаще не будет» на этот раз подтвердилась. Однако авторы статьи предполагают, что реакция мозга на словесные характеристики продукта подготавливает изменениявметаболизме.Подобныефактыбылиизвестныиранее: например,чемболеекалорийнымсчитаетчеловекпредложенный ему напиток, тем быстрее падает концентрация «гормона голода» грелинаунеговкрови.Такимобразом,знать,чтомыедим,все-таки важно, точная информация о качествах торта или салата помогает организмунаилучшимобразомусваиватьпищу.Согласноданным, полученным в других экспериментах, на описания еды реагируют не только гипоталамус и средний мозг, но и другие участки: мин-

далина, вентромедиальная префронтальная кора, островковая доля. Авторы предполагают, что причина, по которой они не увидели отклика в этих зонах, — особая организация эксперимента, например тот факт, что испытуемые реагировали только на вкус, а не на вид напитков.

Остаетсядобавить,чтониполнота,нипищевыепривычкидобровольцев не влияли на результаты, перечисленные выше. Однако у более полных людей на предложение «вкусного» активнее реагировалапрефронтальнаякорамозга,ответственнаязасложныеповеденческиефункции,втомчислезаэмоцииипринятиерешений.

Maria G. Veldhuizen et al. Verbal descriptors influence hypothalamic response to low-calorie drinks. «Molecular Metabolism», 2013, 2, 3, 270—280, doi: 10.1016/j.molmet.2013.06.004

Теплокровные существа, в том числе люди, поддерживают температуру тела постоянной независимо от

колебанийтемпературысреды.Точнее,температуруядратела—в холодную погоду кожа рук или носа становится прохладной, и ничего страшного в этом нет. Терморегуляция — многоуровневая система, за поддержание температуры отвечают специализированный центр в гипоталамусе, симпатическая нервная система и норадреналин, тиреоидные гормоны. А на уровне клетки важную роль играет так называемый разобщающий белок 1 — UCP1, или термогенин. Разобщает он поток протонов через мембрану митохондрии и синтез АТФ — при его появлении протоны текут по градиенту концентрации «даром», их энергия не запасается в химических связях, а выделяется в виде тепла, подогревая организм. Особенно значим этот процесс в клетках бурого жира, специализированной терморегулирующей ткани. Бурого жира много у младенцев, но есть он и у взрослых людей. Имеется он и у других млекопитающих, в особенности у тех, кто впадает в зимнюю спячку.

Группа швейцарских ученых недавно показала, что мышам (и нам, вероятно, тоже) помогает адаптироваться к холоду белок PER2. Этот белок — важнейшая деталь генных часов, генерирующих суточные (циркадианные) ритмы в каждой клетке. Существуют генетические тесты, ориентированные на аллельные варианты гена этого белка — Per2: с помощью таких тестов можно определить, «жаворонок» человек или «сова». Известно, что терморегуляция подчиняется суточным ритмам: мы спим, укрывшись теплым одеялом, а днем ходим по той же комнате в легкой одежде. Ученые заметили, что мыши с мутацией в Per2 сильнее страдают от холода, и заподозрили, что этот ген и его продукт влияют на работу UCP1.

Чтобы проверить это, мутантных и обычных мышей выдерживали при температуре 4ОС и низкой влажности, имитирующей зиму. Мышам выбривали шерсть на спинке и прикладывали к этому участку термометр, контролируя температуру кожи. И в самом деле, мутантные мыши, которых держали на холоде

дольше двух часов, остывали быстрее нормальных сородичей, а через восемь часов разрыв достигал пяти градусов! У мышей брали образцы межлопаточного бурого жира и изучали активность генов, белки, регулирующие эту активность, и биохимические изменения.

Ученым удалось показать, что при охлаждении организма ген Per2 активируется белком HSF1. Сокращение означает heat shock factor — фактор теплового шока, но он же организует ответ организма на холодовой стресс, и теперь мы знаем, что он при этом вмешивается в работу биологических часов. Синтезируется белок PER2, действующий двумя путями: вопервых, через рецептор клеточного ядра он включает ген белка UCP1, во-вторых, способствует синтезу другого белка, который переносит в митохондрию жирные кислоты, необходимые для активации UCP1. Таким образом, один и тот же белок суточного ритма и активирует производство термогенина, и обеспечивает его функционирование! В этом процессе, как выяснилось, участвует и другой компонент клеточных часов — белок BMAL1. Поэтому если вас позвали на утреннюю прогулку и вам холодно, постарайтесь поскорее проснуться, а подогрев наш внутренний таймер включит сам.

Sylvie Chappuis et al. Role of the circadian clock gene Per2 in adaptation to cold temperature. «Molecular Metabolism», 2013, 2, 3, 184—193, doi: 10.1016/j.molmet.2013.05.

Кто-то в первые дни января отсыпается, а кто-то, наоборот, раскрывает учебники, тетради, окно по-

исковика в Интернете, заваривает кофе и готовится к сессии. Много есть баек про веселых студентов, которые за трое суток до экзамена впервые видят конспект, сдают на пятерку, а еще через три дня все забывают. Происходит это, скорее всего, потому, что для долговременного запоминания — консолидации памяти — необходим сон.

Сейчас ученые полагают, что свежие воспоминания именно во время сна перемещаются из гиппокампа — парной структуры мозга, особо важной для памяти, — в другие участки. Это не копирование файла, а скорее перезапись с редактированием: отдельные фрагменты исчезают, добавляются пометки. Нарушения сна, например, возрастные или при психических заболеваниях, часто сопряжены с нарушениями памяти.

Раньше внимание исследователей особенно привлекала фаза быстрого сна (REM, от rapid eye movement — быстрые движения глаз), во время которого электрическая активность мозга напоминает картину бодрствования. Предполагалось, что это фаза не только сновидений, но и консолидации памяти. Однако сейчас выяснилось, что обработка «файлов памяти» происходит и в другие фазы (кстати, и сны мы видим не только во время REM). Особенно важной для запоминания сейчас считается медленноволновая фаза, или третья фаза

Тематический поиск

медленного сна, — может быть, именно про эту фазу говорят «десятый сон видит». Опыты на животных показывают, что их мозг генерирует медленные волны, когда активны участки гиппокапма и животное вспоминает либо видит во сне недавно пережитые события.

У детей медленноволновый сон продолжительнее, чем у взрослых, и память у молодых, как известно, лучше. В этом году было опубликовано сообщение исследователей из Германии и Швейцарии под руководством Яна Борна, показавших прямую связь между этими фактами. Исследователи давали детям 8—11 лет и взрослым коробочки, кнопки на них подсвечивались по очереди: ту, которая засветилась, надо было нажать как можно быстрее. Половина детей и взрослых тренировалась вечером перед сном, другая половина — утром. Через 10—12 часов тех и других просили вспомнить последовательность кнопок. При этом так называемое неявное знание превращается в явное — человек может описать действия, которые во время тренировки, возможно, выполнял не думая. Выспавшиеся дети с блеском превзошли больших, хотя, казалось бы, систематизация знания — преимущество зрелого ума. Спавшие взрослые справились лучше не спавших, а вот между не спавшими взрослыми и детьми особой разницы не было. Судя по собранным данным, причина в том, что у детей фаза медленноволнового сна вдвое продолжительнее, а активность гиппокампа во время попыток вспомнить — выше. Впрочем, исследователи не исключают, что взрослые, которые хорошо спят, тоже могут похвастаться отличной памятью (и дело тут не в продолжительности сна, а в соотношении фаз).

Сон необходим не только для сложной обработки информации, но и для «технического обслуживания» нашего бортового компьютера. Недавно исследователи из США показали

впрямых экспериментах на живых мышах, что во время сна мозг очищается от побочных продуктов активности нервной ткани, накопившихся во время бодрствования.

Короче говоря, предмет, который должен вам пригодиться

вдальнейшей жизни, нужно учить в семестре. Зубрить ночью вместо сна не только вредно, но еще и бесполезно.

Ines Wilhelm et al. The sleeping child outplays the adult's capacity to convert implicit into explicit knowledge. «Nature Neuroscience», 2013, 16, 4, 391—393, doi: 10.1038/nn.3343.

Lulu Xie et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. «Science», 2013, 342, 6156, 373—377, doi: 10.1126/science.1241224.

Выпуск подготовили

Е.Клещенко, С.Фролова

«Химия и жизнь», 2014, № 1, www.hij.ru

А.А.Бондарев

Еда предлагает нам практически неограниченное разнообразие вкусов, запахов, текстур. Когда мы едим что-то вкусное, то даже не задумываемся, что в этот процесс вовлечены несколько сенсорных систем, которые сложно взаимодействуют между собой на рецепторном уровне и на уровне высшей нервной деятельности.

Четыре, пять или больше?

Вкус в узком и прямом смысле — то, что воспринимают рецепторы во рту, распознающие разные химические соединения. Мы можем посмеиваться над древними представлениями о шести вкусах (как в аюрведе, включая жгучий и вяжущий) или о восьми (как у Аристотеля, включая жирный и едкий). В ХIХ веке ученые пришли к выводу, что вкусов четыре: сладкий, соленый, кислый и горький. Правда, позже оказалось, что их все-таки пять. Это три вкуса, а точнее, три типа рецепторов, связанных с обнаружением крупных молекул, — сладкий, горький и умами, и два, связанных с обнаружением ионов, — соленый и кислый (см. «Химию и жизнь», 2010, № 10). Наш язык покрыт тысячами сосочков разной формы, которые содержат вкусовые почки. Каждая почка несет на себе свой набор белковых комплексов — вкусовых рецепторов, благодаря им мы и ощущаем вкус. Сейчас под подозрением еще несколько вкусов — например, вкус жира или углекислого газа. Существуют ли для них специфические рецепторы, покажет время.

Каким образом объективные химические свойства молекул и механизмы распознавания связаны с субъективным восприятием вкуса? Возьмем сладкий вкус. Его вызывают простые углеводы: моно- и дисахариды. К первым относятся глюкоза и фруктоза, ко вторым

— сахароза, мальтоза и лактоза. Все эти молекулы — идеальные поставщики энергии для нашего организма, отсюда, видимо, и биологические предпосылки любви к сладкому вкусу. Но сладкий вкус вызывают и совсем другие химические группы веществ, при этом субъективное ощущение сладости иное. По-другому

ощущается интенсивность вкуса, другое послевкусие, побочные тона. Глицирризин в лакрице — отличный пример. Сладкий вкус, да, но другой сладкий, навязчивый, совсем не похожий на привычную нам сахарозу. Аспартам в газированных напитках, набирающая популярность стевия и другие заменители сахара также обладают послевкусием, не свойственным сахару. Можно ли все эти вкусы охарактеризовать одним словом «сладкий» или же надо говорить о разных сладких вкусах?

Удивительно схожи рецепторы вкуса умами и сладкого. Рецептор умами состоит из двух белков TAS1R1-TAS1R3, а рецептор сладкого — из того же TAS1R3 и второго белка, TAS1R2. Рецепторы сладкого настроены на широкий спектр веществ, и разница во вкусе получается из-за характера взаимодействия молекулы и рецептора. Известно также, что для определения сладких «неуглеводов» (пептидов, заменителей сахара) и низких концентраций сахаров необходимо присутствие обоих белков TAS1R2 и TAS1R3 в рецепторе, а очень высокие концентрации сахаров могут детектироваться только одним белком TAS1R3.

1 Глицирризин, внизу — сахароза

Ситуация с горьким вкусом еще сложнее. У человека обнаружено 25 генов, кодирующих разные рецепторы горького вкуса семейства T2R, и соответственно 25 типов рецепторов горького. Молекул

же, вызывающих горький вкус, огромное количество — не меньше десяти тысяч. Понятно, что каждый конкретный рецептор реагирует не избирательно, а на широкую группу веществ, а одно вещество может вызывать ответ у разных рецепторов. Но интереснее другое. Рецепторы горького вкуса неравномерно распределены по вкусовым клеткам: каждая из них содержит несколько типов рецепторов, однако не все 25, следовательно, каждая конкретная молекула активирует далеко не все вкусовые клетки, а некоторые молекулы активируют только один рецептор. Это теоретически позволяет построить рецепторную карту языка для разных горьких молекул, которые взаимодействуют по-разному и

сразными участками языка, хотя и объединяются общим понятием «горького вкуса». Или все-таки надо говорить и о нескольких горьких вкусах?

Восприятие горького действительно различается — некоторые ощущения горького сильные, но короткие, другие слабые, но продолжительные. Некоторые вещества горьки для одних людей и безвкусны для других. Фенилтиокарбамид — одно из таких веществ, его иногда используют для выявления так называемых супердегустаторов, то есть людей

сповышенной чувствительностью к горькому и соответственно повышенной концентрацией вкусовых рецепторов.

2

Фенилтиокарбамид

Вкус умами обладает еще более странным свойством. Классический умами — это реакция на глутамат — анион глутаминовой кислоты (и, вероятно, еще на анион аспарагиновой кислоты). Однако существует класс соединений, которые могут усиливать вкус умами,

— это вещества из группы 5’-рибо- нуклеотидов (инозинмонофосфат, гуанозинмонофосфат). Если добавить к глутамату совсем немного любого из этих веществ, то интенсивность вкуса увеличивается в разы, при этом сам по себе инозинат не вызывает вкуса умами.