TechFusion.ruЗдоровьеДайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #5

Дайджест достижений биотехнологии и генной инженерии #5

Фаст-фуд, быстрое питание, бургер и картошка фри

Мы регулярно рассказываем о последних открытиях и интересных достижениях в мировых и российских технологиях, связанных с работой человеческого организма. Это могут быть как классические биотехнологии — медицинские  открытия, генная инженерия и работа с биоматериалами, — так и технологические новинки, расширяющие возможности для восприятия окружающего мира и человеческого тела

В новом выпуске: может ли краткосрочная диета помочь в оздоровлении организма? Связан ли герпес у матери с аутизмом у ребенка? Смогут ли нейропротезы когда-нибудь давать обратную связь мозгу, как живые конечности? Как технологии компьютерного зрения помогают слабовидящим людям? Сколько бургеров и картошки фри можно съесть за раз, безопасно для здоровья?

Пятидневная диета поможет жить дольше?

Большинство сторонников здорового образа жизни говорят: чтобы быть стройным и не болеть, нужно менять свои привычки, в том числе диету — раз и навсегда. Отказаться от всего вкусного и любимого и перейти на салаты и куриную грудку до конца своих дней? Многие люди с этим не согласны, поэтому проваливают все попытки похудеть и стать здоровее.

Здоровое питание, фрукты, овощи, орехи, клетчатка, морковь, ягоды, зелень

Фото: Pixabay.com

Ученые подумали: а что, если можно терять вес и оздоравливать организм, не меняя свой образ жизни навсегда? Они придумали специальную пятидневную диету, которую нужно повторять раз в месяц, чтобы снизить риски ожирения, диабета, рака, сердечно-сосудистых заболеваний и прочих недугов, связанных со старением.

Для исследования ученые из Университета Южной Калифорнии набрали группу добровольцев в возрасте от 20 до 70 лет. На три месяца им ввели такой режим питания: большую часть времени испытуемые ели все, что хотели, но раз в месяц они садились на пятидневную диету, имитирующую голодание.

Специальная диета, разработанная учеными из Университета Южной Калифорнии, содержит достаточно белков, жиров и углеводов, ее калорийность — от 750 до 1100 калорий в день. При этом продукты подбирали так, чтобы после диеты организм был в таком же состоянии, как после полного голодания на воде.

По результатам программы участники в среднем потеряли по 3 килограмма. Но это не главное — у них в организме произошли важные изменения: снизилось артериальное давление, упал уровень глюкозы натощак и С-реактивного белка (маркер воспаления в организме), уменьшилось содержание в крови инсулиноподобного фактора роста 1 (его низкий уровень связывают с долголетием, а повышенное содержание может увеличивать риск рака).

Самые впечатляющие результаты показали те испытуемые, у которых уже были проблемы со здоровьем: ожирение, гипертензия, преддиабет. Например, у тех участников, кому диагностировали преддиабет, уровень глюкозы натощак упал значительно и вернулся к норме. У здоровых испытуемых содержание глюкозы при этом не изменилось.

К сожалению, исследователи не раскрывают точный состав диеты. Но принципы ее понятны из описания: серьезное ограничение калорийности, большое количество клетчатки, крупы, овощи, оливковое масло, много воды и травяного чая. Можете попробовать повторить дома, но для начала обязательно проконсультируйтесь с врачом: любая диета, близкая к голоданию, может навредить людям с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и прочими заболеваниями.

Герпес вызывает аутизм?

В прошлом выпуске мы уже рассказывали о достижениях в ранней диагностике расстройств аутистического спектра (РАС) — нарушений развития, с которыми сегодня сталкивается примерно один ребенок из 68.

При такой большой распространенности, ученые все никак не могут найти точные причины, вызывающие аутизм. В числе подозреваемых — генетические факторы и инфекционные заболевания, которые перенесла мать во время беременности.

Беременность, беременная, закат

Фото: pixabay.com

В новом исследовании ученые связали риск аутизма с генитальным герпесом.

Генитальный герпес вызывается вирусом простого герпеса 2 типа, или HSV-2. Вирус передается преимущественно половым путем, после первого заражения он остается жить в организме навсегда, периодически вызывая рецидивы. По данным американских ученых, носителем HSV-2 является каждая пятая женщина.

В исследовании, которое провели ученые из Колумбийского университета и Норвежского института общественного здоровья, изучалось влияние ToRCH-инфекций на риск врожденных пороков развития. ToRCH-инфекции — это ряд инфекций, которые ВОЗ объединила в группу наиболее опасных для развития плода: токсоплазмоз, краснуха, цитомегаловирус, герпес 1 и 2 типа.

Ученые наблюдали за 875 беременными женщинам. У них взяли анализы дважды — на 18 неделе беременности и в день рождения ребенка — и посмотрели, какие антитела к ToRCH-инфекциям присутствуют в крови (что говорит о перенесенном заболевании).

В дальнейшем исследователи наблюдали за новорожденными. Детям 412 матерей поставили диагноз РАС, у остальных 463 женщин дети были здоровы. У тех женщин, чьим детям в итоге диагностировали РАС, на сроке 18 недель было повышенное содержание антител к вирусу простого герпеса 2 типа. Это говорит о том, что в первом триместре беременности они перенесли генитальный герпес. Причем только 12% из этих женщин сказали, что болели генитальным герпесом до или во время беременности — у остальных, очевидно, он протекал бессимптомно.

Ученые считают, что антитела, которые организм беременной женщины вырабатывает для защиты от вируса HSV-2, сильно влияют на нервную систему ребенка, которая как раз закладывается в первом триместре. При этом если женщина переболела генитальным герпесом во второй половине беременности, никакого влияния на развитие у ребенка РАС это не окажет.

Так как вирус простого герпеса 2 типа не лечится и может дать рецидив в любой момент, единственная рекомендация, которую можно дать женщинам, планирующим беременность — сдать анализ на носительство HSV-2. Если женщина заражена, в первом триместре беременности ей стоит быть особенно осторожной: избегать переохлаждения и перегрева, стрессов и ОРВИ, которые могут вызвать рецидив болезни.

Почувствовать протез

Сегодня уже существуют нейропротезы, которые могут заменить потерянную конечность и частично вернуть человеку моторные функции. Роботизированная рука, например, работает при помощи силы мысли и взгляда. Но нейроинтерфейс, который управляет ей, во многом ориентируется на зрительную информацию. Поэтому человек с роборукой не может работать ей так, как родной конечностью, то есть автоматически: для начала ему нужно посмотреть на свою новую руку, а потом отдать ей команду. Это значительно усложняет управление протезом.

Протез руки, Моторика, Протезирование

Фото: motorica.org

Когда мы работаем своими родными конечностями, мы больше ориентируемся не на зрительную информацию, а на ощущения, в частности — на ощущение того, где наша рука или нога находится в пространстве. Ученые из Университета Женевы решили научить роботизированные конечности общаться с мозгом и сообщать, где они находятся и что делают — чтобы человек мог почувствовать протез, как свою собственную конечность.

В опытах на мышах исследователи добились обратного сигнала в мозг в ответ на движение роботизированной конечности. Если раньше все «общение» с протезом происходило в одностороннем порядке (команда из мозга — движение протеза), то теперь появилась опция обратной связи.

Пока ученые смогли добиться сенсорного восприятия одного единственного движения роботизированного протеза. Их дальнейшие исследования будут направлены на то, чтобы научить мозг воспринимать множественные движения протеза, которые происходят одновременно.

В случае успеха можно будет разработать более совершенные нейропротезы с механизмом обратной связи, которые помогут управлять конечностью «на автомате», смогут передавать человеку ощущения от касания, оценивать необходимое усилие для того, чтобы схватить объект и не сломать его.

Очки с дополненной реальностью для слабовидящих

По разным оценкам, от 100 до 200 миллионов человек в мире имеют слабое зрение, которое с годами становится только хуже. Пока врачам доступно мало средств для лечения серьезных нарушений зрения. Лучшее, что можно сделать — это помочь слабовидящим лучше воспринимать этот мир.

прибор для слабовидящих OxSight, ориентация в пространстве

Кадр из ролика OxSight

Для людей с нарушениями слуха уже давно существуют слуховые аппараты, которые усиливают звуки. А что, если для слабовидящих тоже можно сделать подобный аппарат, улучшающий восприятие зрительной информации?

Этим занялись разработчики из компании OxSight. Они создали очки дополненной реальности, которые вполне могут заменить собаку-поводыря для слабовидящего человека. Очки OxSight используют остатки зрения человека: восприятие света, движений и форм объектов — и усиливают визуальные сигналы, связанные с этим восприятием.

Большой проблемой слабовидящего человека может стать то, что он не может различить близкие и далекие объекты — они все сливаются в единое размытое изображение. OxSight позволяет выделить объекты, которые находятся близко к человеку — это поможет ему лучше ориентироваться в пространстве и взаимодействовать с миром.

Для использования очков не нужно ничего вживлять в мозг, программное обеспечение никак не ориентируется на движения глаз — вместо этого OxSight использует технологии компьютерного зрения, которые обычно применяют для создания дополненной реальности.

Слабовидящие люди, которые уже испытали на себе очки OxSight, рассказывают, что с ними видят то, чего не видели прежде — они могут, например, различать лица людей или еду, которая находится у них в тарелке.

Пока что у компании готов лишь прототип продукта. Разработчики надеются, что смогут запустить очки в продажу уже в 2017 году.

Отметим, что разработки в области технического зрения, способные помочь слабовидящим и незрячим людям, ведутся и в России. Весной прошлого года стартап Oriense представил носимый компьютер со встроенным GPS-навигатором (OrNavi), к которому можно подключать очки с 3D-камерой (OrCV) для ориентации в пространстве. Устройство подсказывает человеку, где находятся препятствия, как их обойти, предупреждает о ямах, ступеньках, переходах. Человек «видит» объекты, невидимые им ранее. Демонстрация решения доступна здесь.

Каждый бургер считается

И еще раз о здоровом питании. Сегодня ожирение и диабет второго типа — это бич развитых стран, где люди потребляют много высококалорийной еды. Обычно развитие этих заболеваний связывают с регулярным потреблением насыщенных жиров (маргарин, пальмовое и кокосовое масло, а также животные жиры, которые есть в сыре и мясе). Большое количество насыщенных жиров содержится в фастфуде: картошке фри, бургерах, куриных крылышках и т.п.

Раньше ученые считали, что только регулярное и активное употребление фастфуда и прочих насыщенных жиров способствует набору веса и повышению риска диабета. Но недавняя работа, которую провели в Немецком центре исследования диабета совместно с Центром Гельмгольца в Мюнхене, показала: достаточно один раз съесть продукт с большим содержанием насыщенных жиров, чтобы снизить чувствительность клеток к инсулину, изменить метаболизм в печени и увеличить размер жировых отложений.

Сквидвард Квентин Щупальца пожирает бургеры

Кадр из мультсериала «Губка Боб»

В эксперименте ученые разделили здоровых стройных мужчин на две группы: одной давали напиток, насыщенный пальмовым маслом, другой — чистую воду. В напитке с пальмовым маслом уровень насыщенных жиров был равен их содержанию в чизбургере с большой порцией картошки фри либо в восьми кусках пиццы с салями. Выяснилась, что одна-единственная высокая доза насыщенных жиров повысила резистентность клеток к инсулину и содержание жира в печени. Изменения метаболизма у той группы, что выпила напиток с пальмовым маслом, были похожи на таковые у человека с диабетом 2 типа.

Ученые не рекомендуют даже единоразово употреблять большие порции насыщенных жиров. Они напоминают, что по рекомендации Американской диабетической ассоциации насыщенные жиры должны составлять не более 10% калорийности ежедневного рациона. Так что, если очень хочется съесть вредного, постарайтесь хотя бы выбрать: либо бургер, либо картошка фри.