Комары, жвачка и льняная рубашка: наука летом

Время прочтения: 4 минуты

Летом хочется простого человеческого счастья: солнечной прохладной погоды, мороженого и чтобы насекомые не кусали. А пока мечтаем, узнаем, как связаны ментол и холод, зачем ученым понадобились генномодифицированные комары и какую рубашку надеть на долгую прогулку.

Ментол VS холод

Когда мы жуем мятную жвачку, во рту появляется приятный холодок. Так на наши рецепторы действует ментол — вещество, которое выделяют из перечной мяты или получают синтетически в лабораториях. Но как химическое соединение заставляет нас мерзнуть?

Еще в середине прошлого века ученые проверяли, есть ли связь между ментолом и чувствительностью к холоду. Тогда «добровольцами» выступили кошки: на язык им наносили раствор ментола в пропорции 1:10000, а затем изучали, как на это реагируют нервные волокна, реагирующие на изменения температуры. Когда ментол попадал на язык, в холодовых волокнах возникал импульс. Если бы кошки умели говорить, они бы наверняка сказали, что замерзли. Исследователи предположили, что это связано с определенным процессом в рецепторах, но открыть его удалось не скоро.

Переместимся в 2002 год. В то время два ученых, Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян, изучали рецепторы, которые реагируют на изменения температуры. Не сговариваясь, они одновременно открыли рецептор TRPM8 (находится в разных частях организма, например, на коже и во рту): под действием ментола он впускает внутрь клетки катионы кальция и натрия. Из-за этого по нейронам распространяется нервный импульс, который организм интерпретирует как холод.

Доказать, что рецептор TRPM8 однозначно умеет «чувствовать» холод, удалось в 2007 году. Тогда исследователи под руководством Дэвида Джулиуса провели эксперимент с мышами. Они взяли две группы мышей: здоровую и генномодифицированную — у них отключили тот самый рецептор TRPM8. Затем подопытных поместили в камеру, которая состояла из двух частей: в одной температура была около 30 °С, а во второй менялась от 10 °С до 20 °С. Мыши из контрольной группы оставались в комфортной теплой части, в то время как животные с «выключенным» рецептором спокойно перемещались по камере, не замечая перепадов температуры.

Итого: рецептор TRPM8 реагирует как на ментол, когда мы едим мятные конфеты, так и на охлаждение, например, когда трогаем что-то металлическое или ледяное. Но почему это важно изучать? Все дело в боли.TRPM8 тесно связан с болевыми рецепторами, которые ответственны за появление хронических и воспалительных болей.

Сейчас многие страдают от хронических болей. Но современные обезболивающие не всегда эффективны, а еще могут быстро вызывать привыкание. У некоторых людей с онкологическими заболеваниями прикосновение к холодным предметам также может вызывать боль. Поэтому ученые пробуют изобрести препараты, которые бы воздействовали на рецептор TRPM8 и избавляли человека от неприятных ощущений.

Недавно американские исследователи проанализировали, как эволюционировал TRPM8. Оказалось, что рецептор изначально реагировал только на ментол, а спустя много лет «научился» ощущать холод. Открытие кажется маленьким только на первый взгляд. Ученые считают, что до этого клинические испытания препаратов, направленных на TRPM8, были неудачными из-за пробелов в знаниях. Углубившись в то, как рецептор активируется, новые эксперименты с лекарствами могут стать удачнее, а мы — счастливее.

Комары VS малярия

Летом мы часто отдыхаем на природе, а вместе с нами понежиться на солнышке любят и насекомые. Комары в наших широтах не несут большой опасности, кроме зудящих укусов, но в других странах могут вызывать серьезные заболевания. 

По данным ВОЗ, в 2022 году было зарегистрировано почти 250 миллионов случаев малярии. Людям она передается после укусов некоторыми видами комаров, которые заражены малярийным плазмодием. Больше всего от этой болезни страдают жители африканских стран.

Недавно ученые Кенийского института медицинских исследований вместе с коллегами из Имперского колледжа Лондона предложили новый метод борьбы с малярией с помощью генномодифицированных комаров — лаборатории насекомым изменили два типа генов. Первый — ген самоограничения. Из-за него самки комаров не смогут доживать до полового созревания и размножаться. Второй — флуоресцентный маркерный ген, который светится под определенным излучением. Он необходим, чтобы исследователям было проще отслеживать комаров в дикой природе.

Сначала такие комары откладывают яйца, у которых уже есть новые гены. Затем специалисты выпускают их на определенную территорию. После того как личинки вырастают во взрослых комаров, они спариваются с дикими, неизмененными самками. Гены «лабораторных» комаров передаются потомству, которое уже не может размножаться. Такой подход должен снизить численность малярийных комаров и предотвратить новые вспышки заболеваний.

Лен VS хлопок

Что бы вы надели в жаркую погоду — рубашку из натуральных или синтетических тканей? Скорее всего, вы выберете первый вариант: в жару хочется, чтобы одежда охлаждала, а вещи из полиэстера справляются с этим плохо. Но из каких натуральных тканей одежда «прохладнее» — хлопковых или льняных?

Чтобы разобраться в этом, журналисты Washington Post поговорили с тремя учеными, которые изучают волокна ткани на молекулярном уровне. Выяснилось, что летом лучше отдать предпочтение одежде изо льна.

В жару нам комфортнее, когда пот активно испаряется с кожи, из-за чего ее температура падает. Одежда изо льна отдает влагу лучше, чем вещи из хлопка. Все дело в строении волокон. Семена хлопчатника окружают волокна хлопка. Их форма напоминает ленту, а на самих нитях много заломов и изгибов. Из-за этого они хорошо удерживают влагу. Волокна льна получают из длинных и высоких стеблей, поэтому они прямые и жесткие. Из-за такой формы они лучше отдают влагу. Еще волокна льна толще, чем у хлопка: из-за этого у такой ткани больше промежутков между нитями. Такая конструкция позволяет воздуху легче проходит сквозь одежду, а нам — дольше гулять и наслаждаться прохладой.