Kluczem do długiego życia są nie kalorie, lecz stosunek białka do węglowodanów

Niskobiałkowa, ale za to wysokowęglowodanowa dieta chroni ludzi w średnim wieku przed chorobami serca, otyłością czy cukrzycą w takim samym stopniu, jak zmniejszenie podaży kalorii o 40% - twierdzą naukowcy z Uniwersytetu w Sydney, dodając, że chodzi o jedzenie właściwych węglowodanów, np. brązowego ryżu i bogatych w błonnik warzyw. Choć wg Australijczyków, wyniki odnoszą się prawdopodobnie nie tylko do myszy, ale i do ludzi, należy uważać na tzw. apetyt białkowy, który ostatecznie może prowadzić do tycia.

Ukazanie się australijskiego badania w piśmie Cell Reports przypada na 80. rocznicę publikacji przełomowego studium, które pokazało, że zmniejszenie podaży kalorii o ok. 40% wydłużało życie szczurów. Od tej pory demonstrowano, że ograniczenie kaloryczności bez głodzenia wydłuża życie i poprawia stan zdrowia metabolicznego wielu różnych organizmów, od drożdży i nicieni poczynając, a na myszach i małpach kończąc.

Wiemy od lat, że dieta ograniczająca wydłuża życie wszystkich typów organizmów, ale, może poza nielicznymi wyjątkami, nikt nie jest w stanie utrzymać takich restrykcji przez dłuższy czas [trudna jest już dieta 5 na 2, zwana również dietą dr. Mosleya, gdzie przez 5 dni w tygodniu można jeść wszystko i pościć tylko przez 2 dni]. Co więcej, taka praktyka grozi utratą masy kostnej, a także spadkiem libido i płodności - opowiada ekolog odżywiania prof. Stephen Simpson.

Studium pokazuje, że [...] optymalizując stosunek białek do węglowodanów, można osiągnąć te same korzyści metaboliczne.

Zespół Simpsona porównywał wpływ sześciu stosowanych przez osiem tygodni diet. W trzech dietach myszy w średnim wieku jadły o 40% mniej kalorii niż zwykle, w pozostałych mogły jeść tyle, ile chciały (ad libitum). I w dietach ograniczających, i ad libitum uwzględniono 3 warianty: 1) dietę wysokobiałkową i niskowęglowodanową, 2) średniobiałkową i średniowęglowodanową i 3) niskobiałkową i wysokowęglowodanową.

Podczas eksperymentu naukowcy sprawdzali, ile gryzonie jadły. Mierzyli też insulinooporność, profil lipidowy, a także poziom cholesterolu. Zgodnie z przypuszczeniami, myszy na dietach ograniczających odznaczały się najlepszym zdrowiem metabolicznym. Tak samo dobre wyniki miały jednak zwierzęta na diecie niskobiałkowej i wyskowęglowodanowej, które jadły tyle, ile chciały.

Wg Simpsona, wiele wysokobiałkowych i niskowęglowodanowych diet pomaga ludziom schudnąć lub zmaksymalizować płodność, ale w dłuższej perspektywie mogą one powodować problemy. W opisywanym studium osobniki trzymane na wysokobiałkowej i niskowęglowodanowej diecie miały najgorsze wskaźniki zdrowia metabolicznego.

Simpson podkreśla, że choć u ludzi z cukrzycą wskazane jest ograniczanie spożycia węglowodanów, przeciętnie zdrowy, nieotyły człowiek w średnim wieku nie powinien aż tak bardzo koncentrować się na liczeniu kalorii i rozmiarze zero. Zamiast tego lepiej odpowiednio zrównoważyć białka i węglowodany oraz zapewniać sobie duże ilości produktów z niskim indeksem glikemicznym, zmniejszając przy tym podaż tłuszczów. Z myślą o osobach w średnim wieku Australijczyk proponuje następujące proporcje: 15% białka, 60% węglowodanów i 25% tłuszczów.

Źródło: University of Sydney/ABC News

Kolejna misja X-37B

Przed dwoma dniami z Przylądka Canaveral wystartowała rakieta Atlas 5, która wyniosła na orbitę drona X-37B. Podobnie jak w przypadku poprzednich startów, misja pojazdu jest ściśle tajna i US Air Force nie zdradzają, jakie są zadania drona.

Pierwszy orbitalny lot X-37B odbył się w 2010 roku i trwał 224 dni. Kolejna misja, z lat 2011-2012 trwała 489 dni. Swoją ostatnią misję dron zakończył 17 października 2014 roku, kiedy to – po 675 dniach na orbicie - wylądował w bazie lotniczej Vandenberg w Kalifornii.

W założeniach X-37B – a amerykańskie lotnictwo wojskowe dysponuje dwoma takimi pojazdami – ma służyć do testowania nowych technologii. Dotychczas nie wiadomo było, jakie zadania wykonuje dron. Tym razem US Air Force zdradziły nieco szczegółów na temat nowej misji.

Dowiadujemy się zatem, że na pokładzie drona znalazł się eksperymentalny silnik jonowy Halla. Wysłano też próbki około 100 różnych zaawansowanych materiałów, które będą testowane w przestrzeni kosmicznej.

Oprócz X-37B rakieta Atlas wyniosła 10 satelitów CubeSat. Jeden z nich został sfinansowany za pomocą zbiórki w internecie. To LightSail, którego celem jest przetestowanie napędu, który wykorzystuje żagiel i ciśnienie fotonów do poruszania satelity.

US Air Force przenoszą właśnie swój program X-37B z Kalifornii na Florydę. Rzecznik prasowy amerykańskich sił powietrznych, Chris Hoyler, poinformował, że do połowy 2016 roku wszystko powinno być przygotowane do ewentualnego lądowania X-37B właśnie na Florydzie.

Źródło: Reuter

Błyskawiczne tunelowanie

Międzynarodowy zespół fizyków zbadał zjawisko tunelowania kwantowego i stwierdził, że jest co proces przebiegający niezwykle szybko. Nowe badania mogą prowadzić do dalszej miniaturyzacji elektroniki, lepszego zrozumienia mikroskopii elektronowej, fuzji jądrowej czy mutacji w DNA.

Nigdy wcześniej nie prowadzono badań tak krótkich odcinków czasu. To zupełnie nowe doświadczenie. Bardzo precyzyjnie modelowaliśmy najbardziej ulotne procesy natury - mówi jeden z członków grupy badawczej, profesor Anatoli Kheifets z The Australian National University (ANU).

W bardzo małej skali elektrony mają właściwości fali, ich dokładnego położenia nie można określić. To oznacza, że czasami mogą przedostawać się przez pozornie nieprzenikalną barierę. Zjawisko to nazywamy tunelowaniem. Odgrywa ono istotną rolę w fuzji jądrowej na Słońcu, skaningowej mikroskopii tunelowej czy w układach pamięci flash.

Profesor Kheifets i doktor Igor Ivanov, również z ANU, prowadzili eksperymenty, podczas których zjawisko tunelowania badali w skali mierzonej w attosekundach (10^-18). Dotychczas sądzono, że z perspektywy takiej skali czasowej, tunelowanie się zajmuje sporo czasu. Jednak matematycy mówili, że czas podczas tunelowania się jest liczbą urojoną. Zdaliśmy sobie sprawę z tego, że jest to proces natychmiastowy - mówi Kheifets. A doktor Ivanov dodaje: mamy tu do czynienia z interesującym paradoksem, gdyż prędkość tunelującego się elektronu może być większa niż prędkość światła. To jednak nie przeczy szczególnej teorii względności, gdyż prędkość ta również jest urojona.

Przeprowadzone obliczenia dowodzą, że opóźnienia fotojonizacji nie są spowodowane przez sam proces tunelowania się, ale ich przyczyna leży w polu elektrycznym jądra atomowego przyciągającego uciekający elektron.

Źródło: PhysOrg

Prace na asteroidach mogą zagrozić satelitom

Casey Handmer z California Institute of Technology i Javier Roa z Uniwersytetu Technicznego w Madrycie zwracają uwagę na niebezpieczeństwa związane z planowaną przez NASA Asteroid Redirect Mission. W jej ramach na orbitę Księżyca ma zostać przyciągnięta niewielka asteroida, która będzie badana w ramach misji załogowych i bezzałogowych. Badania będą prowadzone też pod kątem opłacalności pozyskiwania np. metali szlachetnych z asteroid.

Uczeni zwracają uwagę, że grawitacja asteroidy jest bardzo słaba, co oznacza, że pył i większe fragmenty asteroidy będą się od niej oddalały. Z obliczeń Handmera i Roi wynika, że 5% materiału, który ucieknie z asteroidy, trafi w okolice, w których znajdują się sztuczne satelity. Zderzenia z tym materiałem zagrożą satelitom. Niektóre z nich mogą ulec całkowitemu rozbiciu, co zwiększy ilość odpadków krążących po orbicie Ziemi, a to z kolei będzie oznaczało jeszcze większe ryzyko dla pozostałych satelitów.

Naukowcy uważają, że należy zawczasu pomyśleć o środkach zapobiegawczych. Firmy, które chcą prowadzić działalność górniczą na asteroidach, powinny przygotować się tak, żeby nie szkodziła ona otoczeiu. Meagan Crawford, z Deep Space Industries, kalifornijskiego przedsiębiorstwa, które ma zamiar do roku 2020 rozpocząć wydobywanie metali z asteroidów, mówi, że jednym takich środków zapobiegawczych może być stosowanie „worków”, które będą wyłapywały pył i resztki asteroidy.

Źródło: New Scientist

Chip z drewna

Naukowcy z University of Wisconsin-Madison oraz należącego do Departamentu Rolnictwa Forest Products Laboratory stworzyli układ scalony zbudowany głównie z drewna. Profesor Zhenqiang Ma opisał w artykule opublikowanym wNature Communications, w jaki sposób można zastąpić tradycyjne podłoże układu scalonego przez materiał z nanowłókien celulozowych (CNF). To elastyczny, biodegradowalny materiał wykonany z drewna.

Największą część układu scalonego stanowi podłoże. W naszym chipie wykorzystaliśmy jedynie kilka mikrometrów innych materiałów. Teraz nasze układy można bez problemy stosować jako czujniki w lesie. Z czasem grzyby je rozłożą. Układy te są równie bezpieczne jak nawozy - mówi profesor Ma.

Na czele grupy inżynieryjnej stał Zhiyong Ca, który od 2009 roku pracuje nad nanomateriałami. Jeśli zetniemy wielkie drzewo i podzielimy je na pojedyncze włókna, to otrzymamy papier. Wymiary takich włókien liczy się w mikrometrach. A co się stanie gdybyśmy te włókna podzielili na fragmenty o skali nano? Otrzymamy nowy materiał, bardzo mocny i przezroczysty papier CNF - wyjaśnia Ca.

Zespół Ca we współpracy z profesor bioinżynierii medycznej Shaoqin Gong z UW-Madison skupił się na pokonaniu dwóch głównych przeszkód stojących przed drewnianą elektroniką – gładkością powierzchni i rozszerzalnością cieplną. Nie chcemy, by materiał zbytnio się rozszerzał bądź kurczył. Drewno jest materiałem hydroskopowym, może wchłaniać wilgoć z powietrza i puchnąć. Pokrycie go żywicą rozwiązuje oba problemy. Uzyskujemy gładką powierzchnię oraz barierę chroniącą przed wilgocią.

Profesor Gong od dziesięciu lat prowadzi badania nad biopolimerami, ale jej zdaniem drewno to znacznie lepszy materiał.Przewaga CNF nad innymi polimerami polega na tym, że większość polimerów to produkty z ropy naftowej. Materiały takie jak CNF pochodzą ze źródeł odnawialnych, są biokompatybilne i ulegają samodegradacji. Ponadto, w porównaniu z innymi polimerami CNF charakteryzuje się stosunkowo niewielką rozszerzalnością cieplną.

Uczeni nie tylko wyprodukowali układy scalone z CNF, ale udowodnili też, że ich wydajność jest podobna do już istniejących kości. Ich przewaga polega natomiast nad tym, że są znacznie mniej szkodliwe dla przyrody, świetnie sprawdzą się zatem w roli czujników środowiskowych. 

Źródło: University of Wisconsin-Madison

Poziom żelaza w mózgu pozwala przewidzieć, czy i kiedy ktoś zapadnie na alzheimera

Wysoki poziom żelaza w mózgu wskazuje na zwiększone ryzyko rozwoju choroby Alzheimera (ChA). Odkrycia australijskich naukowców sugerują, że chorobę można by zahamować, stosując leki usuwające ten pierwiastek z mózgu.

Myślimy, że żelazo przyczynia się do postępów choroby Alzheimera - twierdzi dr Scott Ayton z Uniwersytetu w Melbourne. Specjalista dodaje, że po raz pierwszy zaczęto to podejrzewać w latach 50. XX w., gdy badania pośmiertne pokazały, że w mózgach chorych występują wyższe stężenia Fe. [Później] rozgorzała jednak długotrwała debata, czy ma to znaczenie, czy chodzi raczej o zwykłe współwystępowanie.

Chcąc znaleźć odpowiedź na to pytanie, Australijczycy zebrali 3 grupy: 91 osób bez zaburzeń poznawczych, 144 z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (ang. mild cognitive impairment, MCI) oraz 67 z alzheimeryzmem.

Na początku autorzy publikacji z pisma Nature Communications zmierzyli w płynie mózgowo-rdzeniowym poziom ferrytyny, a więc głównego białka, które kompleksuje jony żelaza Fe³⁺ i przechowuje je w wątrobie (uznano to za przybliżenie poziomu żelaza w mózgu). W kolejnych 7 latach akademicy przeprowadzali regularne testy poznawcze oraz badania rezonansem magnetycznym. W ten sposób monitorowano ewentualną degenerację mózgu.

Okazało się, że we wszystkich 3 grupach osoby z wysokim poziomem ferrytyny słabiej wypadały poznawczo. Poza tym obserwowano u nich przyspieszone kurczenie hipokampa, a także większe prawdopodobieństwo pogorszenia stanu do choroby Alzheimera. Ayton i inni stwierdzili, że każdemu przyrostowi stężenia ferrytyny o 1 nanogram na mililitr płynu mózgowo-rdzeniowego odpowiadało zapoczątkowanie ChA o 3 miesiące wcześniej.

Australijczycy podkreślają, że stężenie ferrytyny było równie dobrym prognostykiem rozwoju ChA, co bardziej tradycyjne biomarkery, takie jak beta-amyloid czy białko tau. Co istotne, osoby z allelem ε4 genu apolipoproteiny E (apoE4) - wariantem genu, który poza starzeniem jest najważniejszym czynnikiem ryzyka alzheimera - miały najwyższy poziom ferrytyny w płynie mózgowo-rdzeniowym. Wg Aytona, oznacza to, że wspomniany wariant zwiększa ryzyko ChA, podwyższając poziom żelaza w mózgu. Żelazo jest wysoce reaktywne, możliwe więc, że naraża neurony na stres chemiczny.

Choć opisywane spostrzeżenie nie stanowi dowodu, że zmniejszanie poziomu żelaza obniży jednostkowe ryzyko alzheimera, przeprowadzony 24 lata temu test leku chelatującego sugeruje, że hipoteza jest warta sprawdzenia. U osób z podejrzeniem ChA podawana domięśniowo deferoksamina doprowadziła wtedy do 2-krotnego zmniejszenia tempa utraty zdolności koniecznych do samodzielnego życia, jednak jej możliwości dalej już nie badano, bo nastała era teorii betaamyloidowej.

Ponieważ regularne krwiodawstwo mogłoby narażać seniorów na anemię, a poziom żelaza we krwi tylko umiarkowanie koreluje ze stężeniem tego pierwiastka w mózgu, lepiej skupić się na przedostającym się do mózgu związku chelatującym, a mianowicie na stosowanym w terapii talasemii beta deferypronie.

Źródło: ABC News

Ptaki ważą pożywienie

Polscy naukowcy uczestniczyli w Arizonie w pracach międzynarodowego zespołu, który zauważył, że niektóre ptaki mogą „ważyć” pokarm, zanim wybiorą odpowiedni kawałek. Co ciekawe, zwierzęta sprawdzają masę orzechów, bez rozbijania skorupki.

Wiele zwierząt żywi się orzechami i nasionami. Uczonych intrygowało, skąd wiedzą one, ile pokarmu kryje się w skorupce. Odpowiedź na to pytanie jest szczególne ważne dla zwierząt, które robią zapasy bez otwierania skorupy. Szkoda bowiem marnować energię na zbieranie tych orzechów, które zawierają mniej pokarmu.

Zarówno ludzie jak i zwierzęta mogą szacować masę przedmiotu zamkniętego w jakimś opakowaniu, potrząsając nim wielokrotnie.
Z artykułu opublikowanego w Journal of Ornithology dowiadujemy się, że podobnie robią ptaki. Uczeni m.in. z Polski i Korei zaobserwowali, że modrowronka dębowa nie tylko „waży” orzech, ale prawdopodobnie też słucha, jak obijają się o skorupkę gdy ptak nimi potrząsa. Doktorzy Sang-im Lee, Piotr Jabłoński oraz Maciej i Elżbieta Fuszarowie, wraz ze swoimi studentami, podsuwali zwierzętom odpowiednio spreparowane orzechy, w których wymieniali wnętrze. Gdy daliśmy ptakom do wyboru dziesięć pustych skorupek i dziesięć pełnych, zwierzęta podnosiły skorupki i odrzucały puste, bez otwierania ich - mówi Sang-im Lee. Później przeprowadzono serię identycznych eksperymentów, podczas których modrowronki miały do wyboru orzechy różniące się wagą zaledwie o 1 gram. Zwierzęta zawsze wybierały te cięższe. Podczas jeszcze innych eksperymentów ptakom podsuwano orzechy różnej wielkości, ale o identycznej wadze. Gdy modrowronki przekonały się, że orzech większy waży tyle samo, co mniejszy, zawsze wybierały mniejszy, bardziej odpowiadający wadze, jakiej można się było spodziewać na podstawie wielkości.

Zdaniem naukowców, ptaki potrząsając orzechem oceniają jego wagę również na podstawie wydawanego dźwięku. Uczeni już planują eksperymenty, podczas których będą określali różnicę w dźwięku wydawanym przez cięższe i lżejsze orzechy.

Źródło: Science NewsLine