Праздничные вопросы

ХимлайфЧто 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 пре­имущества 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, о компании-производителе готового продукта. 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 питания до тех, кто ест все, что нравится) и разного веса. Им пред­лагали пробовать безалкогольные напитки, капая в рот пипеткой по полмиллилитра. Пипетка понадобилась потому, что активность 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, он слышал голос, который говорил: «Вкусный» или «Полезный». На самом деле никаких изменений в рецептуре не было, напитки оставались теми же, что и в первой серии. Кроме того, испытуемых просили субъективно оценивать вкусы: насколько они приятны, на­сколько знакомы и насколько им хочется попробовать этот напиток еще раз. В качестве одного из контролей использовали сладкие молочные коктейли, которые голос всегда называл «вкусными». Исследователи предположили, что отклики мозга испытуемых на «вкусный» фруктовый напиток и на молочный коктейль будут более сходными, чем в паре «полезный напиток — молочный коктейль».

Так и оказалось: определенные участки гипоталамуса и среднего мозга пациента реагировали сильнее на «вкусное»: и на молочные 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 из­менения в метаболизме. Подобные факты были известны и ранее: например, чем более калорийным считает человек предложенный ему напиток, тем быстрее падает концентрация «гормона голода» грелина у него в крови. Таким образом, знать, что мы едим, все-таки важно, точная информация о качествах торта или салата помогает организму наилучшим образом усваивать пищу. Согласно данным, 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.

Остается добавить, что ни полнота, ни пищевые привычки добро­вольцев не влияли на результаты, перечисленные выше. Однако у более полных людей на предложение «вкусного» активнее реаги­ровала префронтальная кора мозга, ответственная за сложные по­веденческие функции, в том числе за эмоции и принятие решений.

Праздничные вопросы

Теплокровные существа, в том числе люди, поддер­живают температуру тела постоянной независимо от колебаний температуры среды. Точнее, температуру ядра тела — 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 — Реr2: 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 Реr2 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: во- первых, 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.

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

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

Выпуск подготовили Е.Клещенко, С.Фролова

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>