Люди - невероятные живые машины, с ногами, достаточно сильными, чтобы управлять марафонами и мозгами, достаточно умными, чтобы знать, что существует невидимая темная материя. Наши тела проверяют правильность частот, посылают правильные иммунные клетки на разрез бумаги и знают, когда прекратить пить воду. Но нам еще многое предстоит распутать с нашими человеческими телами, поэтому мы постоянно открываем новые органы и новые секреты о том, как все наши укромные уголки и щели поддерживают нас. В прошлом году новые открытия показали невидимую сеть иммунных клеток, скрипку «Jell-O» в наших ушах и то, как самые старые люди в этом мире выжили до таких крайних возрастов.
"Jell-O" слух
Люди могут слышать так хорошо из-за крошечной скрипки Jell-O, которая сидит внутри ушей. Тонкая капля ткани, иначе называемая текториальной мембраной, на 97% состоит из воды. Эта ткань помогает передавать звуковые волны от уха к нервным рецепторам, которые затем преобразуют эту вибрацию в электрический сигнал, который мозг может прочитать. Новое исследование, проведенное на мышах, показало, что это ухо Jell-O помогает улитке - полости во внутреннем ухе, содержащей эти нервные рецепторы, - отделяет высокие частоты от низких частот. Это происходит путем изменения его жесткости в зависимости от потока воды, протекающего через крошечные поры, аналогично тому, что происходит, когда вы настраиваете скрипку или гитару.
Крошечные капилляры
Наши кости могут быть полны ранее неизвестной сети микроскопических туннелей. Эти пути могут быть жизненно важны для транспортировки иммунных клеток - из костей - в кровь для циркуляции. Группа исследователей обнаружила сотни этих крошечных кровеносных сосудов или капилляров в костях ног мышей. Но обнаружение чего-либо у мышей не обязательно означает, что человек переходит на другую, поэтому один из исследователей решил засунуть свою ногу в аппарат МРТ. Сканирование ноги исследователя показало, что в костной ткани имеются отверстия, которые могут указывать на то, что эти капилляры также существуют у людей.
Хватит пить воду
Согласно новому исследованию, мозг гарантирует, что мы не пьем слишком много или слишком мало воды, используя механизм прогнозирования в кишечнике. Группа выяснила это, имплантировав оптические волокна и линзы мышам около гипоталамуса - области мозга, которая регулирует кровяное давление и другие процессы в организме и является домом для «клеток жажды». Через несколько секунд после употребления чего-либо, рот и горло начинают подавать сигналы в мозг. Эти сигналы говорят мозгу, что вы чувствуете меньшую жажду - поэтому вы прекращаете пить. Таким образом, вы не будете пить в течение 10 минут или часа, которые требуются для того, чтобы эта жидкость действительно попала в кровоток и циркулировала по клеткам организма.
Но ваш рот и горло сказали бы вашему мозгу утолить жажду, независимо от того, какую жидкость вы пьете, если бы не было другого таинственного сигнала. Это происходит из кишечника, и оно гарантирует, что мозг знает, что вода, попадающая в него, соленая - которая может обезвоживать организм - или не соленая, гарантируя, что мозг утоляет жажду только тогда, когда мыши пьют свежую воду.
Новый орган
В этом году ученые обнаружили неизвестный ранее орган, который сидит прямо под кожей, и это может помочь вам почувствовать боль от укола. Ранее считалось, что уколы иглы чувствуются нервными окончаниями, которые находятся ниже внешнего слоя кожи. Но новое исследование, проведенное на мышах (но которое, как полагают, применимо и к людям), обнаружило, что нервы, запутавшиеся в специальных клетках, - это то, что помогает нам чувствовать это ощущение. Эта сеть разветвленных клеток, называемых «клетками Шванна», и нервы вместе образуют новый «орган чувств», потому что она реагирует на сигналы внешнего давления (уколы или удары) и передает эту информацию в мозг.
Крошечные мышцы, похожие на ящерицу
Ученые обнаружили, что человеческие эмбрионы нарастают лишние, похожие на ящерицы мышцы рук и ног, которые исчезают до рождения. Посмотрев трехмерные изображения из базы данных эмбриональных изображений, группа обнаружила, что примерно на седьмой неделе беременности у плодов человека были руки и ноги, каждая из которых содержала около 30 мышц. Шесть недель спустя их было только 20. До рождения ребенка эти лишние мышцы либо сливаются с другими мышцами, либо сжимаются, но неясно, почему и как.
Эти временные мышцы могут быть остатками наших предков и, возможно, исчезли у взрослых людей более 250 миллионов лет назад, когда млекопитающие впервые начали эволюционировать от рептилий, похожих на млекопитающих, предполагают исследователи. Но поскольку исследование было небольшим, его необходимо воспроизвести в гораздо большей группе, прежде чем исследователи смогут с уверенностью сказать, что эти появляющиеся и исчезающие мышцы существуют у всех плодов.
Старейшие люди в мире
У суперцентенариев, или людей старше 110 лет, может быть секрет. Исследование, опубликованное в этом году, показало, что суперцентенарии имеют более высокие, чем в среднем, концентрации иммунных клеток, называемых «T-хелперные клетки», которые могут защитить их от вирусов и опухолей. Чтобы выяснить это, исследователи взяли кровь у семи суперцентенариев и пяти контрольных участников, которые варьировались по возрасту от тех, кому за 50, и тех, кому за 80. Затем они изолировали иммунные клетки и выяснили, что они делают, измерив РНК-мессенджер, который вырабатывается генами в клетках. Messenger RNA транслирует генетические инструкции из ДНК и переносит их в ядро клетки, чтобы можно было производить специфические белки.
У суперцентенариев был тип T-хелперных клеток, называемых CD4 CTL, которые обладали способностью атаковать и убивать другие клетки. Конечно, неясно, обязаны ли суперцентенарии своей долговечностью этим иммунным клеткам, но ранее было показано, что такие клетки атакуют опухолевые клетки и защищают от вирусов у мышей.
Эффективность мозга
Может быть причина, по которой некоторые люди действительно хорошо разбираются в мелочах и, кажется, «знают все»: очень эффективно подключенный мозг. Группа исследователей в Германии проанализировала мозг 324 человек, которые имели различную степень общего знания или семантической памяти (тип информации, которая может появиться в викторине), основываясь на вопросах, заданных им в различных областях, таких как искусство , архитектура и наука.
Сканирование мозга участников показало, что те люди, которые сохранили и могли вспомнить более общие знания, имели более эффективные связи мозга - более прочные и короткие связи между клетками мозга. Это имеет смысл, потому что представьте, что отвечаете на вопрос: «В каком году произошла посадка на Луну?»
Мы могли бы хранить слово «луна» в одной области мозга, но слово «посадка на луну» - в другой, а знание года произошло в другой. Люди с эффективным мозгом могут лучше соединить эти различные предметы, чтобы быстро ответить на вопрос. (Но исследователи не нашли никакой связи между более общими знаниями и большим количеством клеток мозга.)
Иммунная клетка X
Ученые обнаружили ранее неизвестный тип клеток в организме человека, называемый «иммунная клетка X», и он может действовать как два других типа иммунных клеток, играя роль в запуске диабета типа 1, согласно новым исследованиям. Вероятно, в человеческом организме не так много этих клеток - возможно, менее 7 из каждых 10000 белых кровяных клеток, но они могут быть мощными игроками в управлении аутоиммунитетом - когда организм принимает свои собственные клетки за что-то постороннее и атакует их.
Эти X-клетки напоминают как B-клетки, так и T-клетки, два типа клеток, которые важны для борьбы с инфекциями (но также ответственны за аутоиммунные заболевания). Х-клетка вырабатывает такие антитела, как В-клетки, которые активируют Т-клетки, которые затем атакуют все, что считают чужеродными. В случае диабета типа 1 иммунные клетки по ошибке разрушают здоровые бета-клетки поджелудочной железы, которые вырабатывают гормон инсулин. Исследователи обнаружили доказательства того, что эти Х-клетки существуют у людей с диабетом 1-го типа, но не у здоровых людей. Несмотря на это, неясно, есть ли одна или несколько клеток, ответственных за болезнь.
Языки могут пахнуть
В других новостях клетки на ваших языках имеют способность чувствовать запах. Исследователи обнаружили это после выращивания человеческих вкусовых клеток в лаборатории. Они обнаружили, что в этих клетках содержится пара молекул, обнаруженных в обонятельных клетках - клетках в носу, которые отвечают за запах. Когда они подвергали клетки вкуса воздействию молекул запаха, они реагировали так же, как и обонятельные клетки. Но это не редкость - обонятельные клетки также ранее были обнаружены в кишечнике, в сперматозоидах и даже в волосах. Хотя мы знали, что вкус и запах сильно переплетены (что становится очевидным, когда заложенный нос делает вкус пищи более мягким), это исследование показывает, что вкусовые клетки человека могут быть намного сложнее, чем считалось ранее.
Предел человеческой выносливости
Оказывается, люди, даже выносливые спортсмены, имеют ограниченную энергию. Ученые рассчитали, что предел выносливости человека будет примерно в 2,5 раза превышать уровень метаболизма тела в покое (количество калорий, которое организм сжигает для удовлетворения основных физиологических потребностей, таких как поддержание температуры тела или дыхание), или 4000 калорий в день для среднего человека. Они рассчитали это, проанализировав данные некоторых самых экстремальных событий на выносливость, которые происходят на нашей планете, таких как гонка по США, и сравнив эти данные с другими событиями на выносливость.
Они обнаружили, что чем дольше мероприятие, тем сложнее стало сжигать калории. Но спортсмены не падают на землю, когда достигают этого 2,5-кратного порога. Они могут продолжать идти, но они не могут поддерживать баланс количества потребляемых калорий и сожженного количества, поэтому они начинают терять вес, что не является устойчивым в долгосрочной перспективе. Более того, исследователи обнаружили, что беременные женщины оперировали примерно в 2,2 раза быстрее, чем в покое, просто вырастив ребенка. Таким образом, независимо от активности, роста ребенка, езды на велосипеде или бега по США, тело, похоже, ограничено количеством энергии, которое оно может дать вам в долгосрочной перспективе.
