Свиное сердце в теле человека. Глаза мухи. Тайник на Марсе. Тепло в Европе. Новости на QWERTY №235
Из этого ролика вы узнаете, как греется Европа, где будет тайник на Марсе. Может ли муха двигать глазами? Как бьется свиное сердце в человеческом теле и почему сердце не умеет регенерировать.
[музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. А знали ли вы, что Европа нагревается быстрее остальных регионов земного шара? Это выяснили авторы доклада о состоянии климата в Европе в 21 году. В течение последних 30 лет каждые 10 лет Европу подогревали на полградуса, и это много. Другие регионы подогревались в среднем в два раза слабее.
Последствия такого нагрева проявились в большом количестве нетипичных природных бедствий и катастроф: от наводнений до засух, от волн жары до заморозков. Очевидно, что, кроме проблем с сельским хозяйством, это всё крайне опасно для здоровья и действительно ведёт к множеству преждевременных смертей, а также психологическим проблемам. Некоторые психологическую разгрузку и абстрагирование от природных и антропогенных негативных событий предлагаю вам получить за просмотром самых интересных новостей науки за предыдущую неделю. И, как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
Несмотря на то что на Марс мы уже свалили более семи тонн мусора и всяких отходов, образцы грунта с красной планеты мы сможем получить ещё не скоро. Сейчас их собирает марсоход Perseverance и упаковывает в пробирки. На данный момент собрано уже 14 штук, плюс образец атмосферы и три контрольных пустых пробирки, которые позволят оценить загрязнённость образцов. Возможно, это слишком оптимистично, но доставка таки назначена где-то на после 33 года. Именно тогда на Землю должен будет вернуться аппарат с собранными Perseverance образцами.
В двадцать шестом году, когда будет подходящее расположение Марса и Земли, пусковое окно на Марс отправят орбитальный аппарат, ракету и роверы-помощники. Роверы-помощники, они меньше Perseverance, вернутся и не такие функциональные. Они должны, по первоначальному плану, собрать пробирки, которые оставил Perseverance, и загрузить их в ракету. Ракета поднимется на орбиту и передаст образцы орбитальному аппарату. Аппарат уже стартует к Земле. Всё очень технично, герметично и защищено.
При разработке миссии планировалось, что Perseverance будет просто оставлять пробирки с образцами по ходу своего движения, а роверы затем пройдут по этому маршруту и подберут их. Ну а затем решили, всё-таки, складывать пробирки в одном месте, устроив тайник. Возможно, Perseverance сам загрузит ракету образцами, а роверы понадобятся, если он не сможет этого сделать. Образцов хотят собрать так много, что ещё и по выбирать можно будет, что брать на Землю, а что нет.
И вот, наконец, в NASA выбрали место для этого тайника. Это участок под названием "Три развилки" в кратере езер. Perseverance будет возвращаться к этому месту снова и снова, постоянно пополняя коллекцию образцов. Хотя основные пробирки всё же будут находиться на борту марсохода. Ну, мало ли, что-то может с тайником случиться.
В конце концов, представьте себе, что вы не умеете шевелить глазами, и тогда для того, чтобы сфокусироваться на каком-то предмете, вам нужно поворачивать всю голову целиком. Это крайне неудобно, но так живут насекомые. Да, знаю, фасеточное зрение, но оно во все стороны не отменяет иногда необходимости фокусировать взгляд. Каждая ячейка фасеточного глаза, а матид, выдает свой кусочек общего изображения. Как-то повернуть отдельную часть глаза нельзя, поскольку каждая ячейка со своим хрусталиком, грубо говоря, являются частью скелета насекомого.
Учёные создавали модели зрения насекомых, опираясь на строение их глаз и выяснили, что в реальности мухи видят лучше, чем должны были бы, вот опираясь на эти модели. И тогда они обратили внимание на более глубокие детали строения глаза. Известно, что у мух-дрозофил есть тонкие мышечные волокна, которые идут к внутренней части глаза.
Если просканировать голову, да ещё и прикрутить аналог IT-трекера, то станет ясно, что эти мышцы включаются в работу, когда муха смотрит на объект. Они оттягивают сетчатку на целых несколько микрометров, изменяя её кривизну, тем самым меняя фокусное расстояние. Таким образом, чтобы сконцентрироваться на движущемся объекте, муха могла менять угол своего зрения в пределах 15 градусов. Вот смотрите, хоть и достаточно медленно, но муха могла, не меняя положение головы, отслеживать движущийся объект за счёт натяжения сетчатки в направлении противоположном движению объекта.
Глаза, кстати, у неё работали независимо друг от друга, как у хамелеона. Если объект покидал зону охвата одной ячейки, то слежение продолжалось в другой. Более того, мухи в какой-то степени могли сводить глаза в одну точку. У людей это означает, либо что они пытаются оценить расстояние до объекта, либо… ах, как стало понятно, что мухи обладают чуть более искусным инструментом, чем казалось ранее. И потому с ними так сложно бороться.
А такие мышцы в глазах есть, кстати, у многих крупных двукрылых насекомых.
Помните Дэвида Беннета? Это тот человек, которому пересадили сердце свиней. Он через 60 дней умер от того, что в свином сердце развился цитомегаловирус, а его собственная иммунная система была подавлена и не смогла с ним справиться. Так вот, подоспели данные о том, как себя вело свиное сердце в человеческом теле.
ЭКГ очень важны, чтобы понимать, как будет вести себя трансплантированное сердце в будущем. В целом, большой разницы между ЭКГ человека и свиньи нет, не считая нюансов в скорости проведения импульсов и электрической систолы желудочков. Это что-то на кардиологическом, и далее будет чуть более понятно, но сердце сразу после пересадки до… лоритом отличной и от человеческого, и от свиного. Всё дело было в интервале, отражающем скорость предсердно-желудочкового проведения. У transplancionirovanogo сердца он составил около 210 секунд, чуточку больше, чем у людей, при том что у свиньи он в норме гораздо ниже, от 50 до 120 миллисекунд.
Казалось бы, ну что тут такого, пересаженное сердце само подтягивается к параметрам, характерным для человеческого тела, но это не совсем так. Еще один показатель – внутрижелудочковое проведение, которое у свиней составляет примерно 80 миллисекунд, в человеческом теле оказалось на уровне 130 миллисекунд, при том что у человека это около 100 миллисекунд тоже хуже.
Потому что это показатель того, что желудочки сокращаются не скоординированно, то есть сердце работает менее эффективно. К тому же некоторые показатели говорят о более высоких рисках развития аритмии, хотя и не очень критичных. В целом, опираясь на все эти данные, учёные считают, что пересаженное сердце в человеческом теле ведёт себя больше как больное человеческое сердце, нежели как здоровое свиное.
Есть вероятность, что эта проблема связана с недостаточной иннервацией сердца, но нельзя исключать и проявление вирусов, а также то, что мы не до конца понимаем влияние лекарств в таких случаях.
Вернемся еще раз к пламенному мотору. Одно из главнейших сожалений взрослой жизни млекопитающих заключается в том, что сердце, в отличие от некоторых других тканей организма, например той самой печени, не умеет регенерировать. Вот совсем. Есть свидетельство того, что регенерационные процессы идут совсем у новорожденных. Но это быстро заканчивается.
Если что-то случается с сердцем, а чаще всего это инфаркт, то на месте образуется шрам из соединительной ткани, которая не умеет сокращаться и плохо передаёт электрические сигналы, и это ведет к печальным последствиям. В итоге причина такого поведения сердечного насоса не до конца ясна. Отчасти это связано с тем, что сердечные клетки, кардиомиоциты, производят достаточно много межклеточного вещества, препятствующего регенерации. Но есть еще кое-что: это ядерные поры.
Как оказалось, если наблюдать за развитием кардиомиоцитов млекопитающего после рождения, то можно заметить значительное сокращение количества ядерных пор. Это механизмы на ядерной мембране, отвечающие за транспортировку веществ между ядром и цитоплазмой клетки. У мышей после рождения количество пор сокращается сразу почти в три раза. Дело в том, что эти поры пропускают или не пропускают не только вещества, необходимые для функционирования, питания и роста клетки, но еще и сигналы, и в том числе те сигналы, которые запускают регенерацию тканей.
Но когда учёные решили пойти в крайности, они сократили ещё больше количество пор. Сердце стало работать лучше, точнее стабильнее. Вот как работает сердце при повышенном давлении: кардиомиоциты получают сигнал о наличии повышенного давления и перестраиваются, меняя структуру мышцы. При хроническом повышенном давлении эта перестройка приводит чуть ли не к сердечной недостаточности. Если же пропускаемость сигналов невысока, то такой перестройки не происходит, и сердце работает надежнее. Получается, здесь присутствует некий компромисс: небольшое количество пор посредством блокирования сигналов как бы ограждают сердце от внешних воздействий, обеспечивая его чуть более надежную работу, но при этом мешают регенерации. И наоборот: если бы пор было больше, то регенерация была бы более достижима, но зато сердце шалило бы в ответ на любые раздражители извне, от эмоций до физических нагрузок.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные создали квантовые часы, работающие на новом принципе. Система из нескольких риттберговских атомов в таких часах выдаёт волновую функцию, которая является уникальной для каждой точки времени жизни всего устройства, поэтому отпадает необходимость задавать некую точку отсчета.
В комментариях спрашивали, как это работает. Приведу следующий пример: предположим, у нас есть атомные часы с очень высокой точностью, отсчитывающие секунды. Мы их когда-то там запустили и решаем узнать, а сколько же сейчас времени? Смотрим на них, они показывают 2 миллиона 592 тысячи секунд. И вот только теперь становится понятно, что мы должны знать то время, в которое эти часы были запущены, чтобы отложить от него все секунды.
Если временем запуска, например, была полночь с 31 декабря на 1 января 23 года, то сейчас ровно полночь с 30 на 31 января того же года. Так вот для новых часов точка отсчета не нужна. Их волновая функция содержит в себе информацию о старте колебаний. Поэтому просто считываем показания, переводим его в нужный формат и узнаем время, и неважно, когда они были запущены.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, поставите ему лайк, подпишитесь на QWERTY, если вы этого еще не сделали, и нажмёте на колокольчик. Проголосовать за самую интересную новость выпуска вы можете в нашем Telegram канале. И до скорых встреч! Пока!
[музыка]