Машинное обучение сократит время поиска эффективных полимеров
Исследователи из Университета Осаки использовали машинное обучение для разработки новых полимеров для использования в фотоэлектрических устройствах. После виртуального отбора более 200000 материалов-кандидатов они синтезировали один из самых многообещающих и обнаружили, что его свойства соответствуют их предсказаниям. Эта работа может привести к революции в способах обнаружения функциональных материалов.

А ведь такой подход значительно сокращает время исследований и если алгоритмы машинного обучения «довести до ума», то прорывных открытий станет гораздо больше

Машинное обучение — это мощный инструмент, который позволяет компьютерам делать прогнозы даже в сложных ситуациях, если алгоритмы снабжены достаточным количеством примеров данных. Это особенно полезно для сложных задач в материаловедении, например в проектировании молекул для органических солнечных элементов, которое может зависеть от множества факторов и неизвестных молекулярных структур. Людям потребовались бы годы для анализа данных, чтобы найти основные закономерности, и еще больше времени, чтобы проверить все возможные комбинации донорных полимеров и акцепторных молекул, из которых состоит органический солнечный элемент. Таким образом, прогресс в повышении эффективности солнечных элементов был медленным.

Теперь исследователи из Университета Осаки использовали машинное обучение для проверки сотен тысяч пар донор-акцептор на основе алгоритма, обученного на данных ранее опубликованных экспериментальных исследований. Испытание всех возможных комбинаций из 382 донорных молекул и 526 акцепторных молекул привело к 200 932 парам, которые были виртуально протестированы путем прогнозирования их эффективности преобразования энергии.

Пример химической структуры полимера (слева) и акцептора нефуллерена (справа)
«Построение нашей машинной модели на экспериментальном наборе данных резко повысило точность прогнозов» , — говорит первый автор Какарапарти Крантхираджа.

Чтобы проверить результат машинного прогноза, в лаборатории был синтезирован и протестирован один из полимеров, обладающих высокой эффективностью. Обнаружилось, что его свойства соответствуют предсказаниям. Такой результат придал исследователям больше уверенности в своем подходе.

Метод разработки модели машинного обучения, виртуального создания полимеров и выбора полимеров для синтеза
«Этот проект может способствовать не только разработке высокоэффективных органических солнечных батарей, но и быть адаптирован к других функциональным материалам», - говорит старший автор Акинори Саэки.

В чем секрет принципиально нового лекарства от туберкулеза
Туберкулез является причиной смерти от инфекционных заболеваний во всем мире. В настоящее время им инфицировано около 25 процентов людей на планете. Большинство из этих об этом даже не знает — их бактерии ведут себя смирно, не нанося своем носителю заметного вреда. Но, в одном случае из десяти инфекция начинает развиваться, что может привести к любому исходу, вплоть до смертельного.

Туберкулез – коварная болезнь. Вызывающие заболевание бактерии Mycobacterium tuberculosis скрываются от антибиотиков внутри устойчивых к ним клеток и уязвимы для медикаментов только в тот не слишком долгий период, когда, выйдя из одной клетки, подыскивают и атакуют следующую. В результате инфицированные люди должны принимать лекарства долго — пока заражение не будет ликвидировано полностью.

Не занимайтесь самолечением!
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Исправить это затруднение решила группа химиков, результаты работы которой опубликованы в журнале ACS Infectious Diseases.

Химик Альфредо Анхелес-Боза, его аспирант Дабен Либардо и их коллеги из Индийского института науки, Института Макса Планка и Массачусетского технологического института решили сделать антибиотик, который мог-бы пробиться в клетки и поразить Mycobacteria где они прячутся. Анжелес-Боза и Либардо ранее работали с природными антибиотиками, произведенными рыбами и различными морскими существами. Многие из них синтезируют антибиотические пептиды — небольшие белковые молекулы, способные присоединять атомы меди с зарядом +2 или +3, причем этот заряд может изменяться. Как пишет портал technology.org, ионы меди способны захватывать электроны некоторых молекул, особенно — кислородсодержащих. После этого «обездоленные» молекулы становятся химически агрессивными и опасными для всех организмов, имеющихся вокруг, включая Mycobacteria.

Человеческие клетки, инфицированные Mycobacteria, также используют медь для борьбы с бактериями, но они делают это попроще. Они улавливают бактерии в чем-то вроде пузырька, а затем вводят туда ионы меди +1. Но Mycobacteria  не так проста и может преодолеть эту проблему. Бактерия абсорбирует один электрон у меди, после чего заряд иона становится +2 и он становится неопасен для бактерий. Если вокруг них сосредотачивается достаточно большое количество таких ионов, более опасная для микроорганизмов медь просто не может «протолкнуться» к цели атаки.

Познакомиться с дальнейшими подробностями можно в сообщении портала technology.org.

Какие лекарства могут привести к сердечному приступу и инсульту
Тайваньские ученые выявили опасность пяти распространенных по всему миру обезболивающих.

Специалисты выяснили, что ибупрофен, диклофенак, целекоксиб, мефенамовая кислота и напроксен могут привести к сердечному приступу или инсульту. В своем исследовании ученые опирались на данные 56 тысяч взрослых людей с повышенным давлением. Выяснилось, что у одного из 330 человек, употреблявших ибупрофен, в течение четырех недель случался сердечный приступ или инсульт. В свою очередь, целекоксиб оказался еще опаснее и привел к такому же исходу одного из 105 человек.

Не занимайтесь самолечением!
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Сердечный приступ или инсульт произошел у одного человека из 245 и у одного из 214, употреблявших диклофенак и напроксен соответственно. Самой «безопасной» оказалась мефенамовая кислота: инсульт или сердечный приступ настиг одного из 394 человек.

Ранее стало известно, что из-за употребления ибупрофена мужчины могут столкнуться с бесплодием; также он негативно влияет на фертильность плода женского пола в первом триместре беременности.

Результаты научной работы опубликованы в British Journal of Clinical Pharmacology.

Вещество из компостной кучи разлагает пластик за несколько часов
Ученые Университета Тулузы рассказали о том, как бактериальный фермент разрушает пластиковые бутылки в течение нескольких часов. Само вещество было обнаружено в компостной куче листьев.

На данный момент только около 30% пластика из-под питьевых бутылок перерабатывается для повторного использования. Исследователи сообщают, что ученые разработали фермент, который может перерабатывать 90% этого пластика. Сейчас ведутся работы по масштабированию технологии и открытию демонстрационного завода в 2021 году.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) – один из наиболее часто используемых пластмассовых материалов в мире. ПЭТ-бутылки уже перерабатываются во многих местах. Но нынешний подход имеет свои проблемы. Одной из них является тот факт, что при переработке материал теряет свою прочность и поэтому превращается в низкосортные пластиковые изделия, которые в конечном итоге оказываются на свалке или сжигаются. «На самом деле это вовсе и не переработка отходов»,– говорит Джон Макгихан, руководитель центра ферментативных инноваций в Университете Портсмута.

Чтобы обойти эту проблему, ученые искали ферменты в микробах, которые разрушают ПЭТ и другие пластмассы. В 2012 году исследователи из Университета Осаки обнаружили один такой фермент в компостной куче. Этот фермент, известный как кутиназа (LLC), разрывает связи между двумя строительными блоками ПЭТ: терефталатом и этиленгликолем.

Ученые решили реинжинирировать LLC, чтобы увеличить его способность разрушать ПЭТ, и сделать его стабильным при 72°C (температура быстрого разложения). После долгой работы, исследователи выделили мутированный фермент, который в 10 000 раз эффективнее при разрыве ПЭТ-связей, чем нативный LLC.

В небольшом реакторе, предназначенном для тестирования фермента, команда обнаружила, что он может расщепить 90% 200 граммов ПЭТ за 10 часов. Затем исследователи использовали строительные блоки терефталата и этиленгликоля, полученные после обработки ферментом, для создания нового материала. И как результат, новые пластмассовые бутылки получились такими же прочными, как и те, которые были сделаны из обычных пластмасс.

Влияет ли среда обитания на запах и вкус пищи
Почва, климат и микробы могут формировать особый вкус сельскохозяйственных культур, доказали ученые.

Терруар — это сочетание природных условий, в которых растёт та или иная культура, но термин изначально использовался только в винной промышленности для описания особенностей винограда. Теперь его применяют и в отношении других сельхозкультур. Почва, климат и даже соседние посевы, а также местные насекомые и микробы имеют огромное влияние на вкус продукции. С недавних пор терруар описывает даже методы выращивания и обработки.

Некоторые ученые скептически относятся к тому, что место имеет значение для вкуса продукта. Но недавнее исследование показало, что окружающая среда и методы производства передают плодам химическую и микробную сигнатуру, которая становится отличительной чертой продукта. При этом ученые могут использовать эту сигнатуру, если необходимо проследить происхождение пищи, а фермеры получили возможность формировать аромат и вкус производимых ими еды и напитков без помощи химической промышленности. Это может стать новым веянием в кулинарии.

Что такое терруар?

особенности климата — уровень влажности и температур;
воздействие солнца и распределение его света в течение дневного времени суток;
особенности почвы и то, как глубоко высажено растение, соотношение песка, ила и глины, дренаж;
особенности производства продуктов питания (например, какао-бобы можно сушить на солнце или в специальной дровяной печи);
топография, что определяется высотой поля над уровнем моря, его наклоном, а также ориентацией растений;
соседние растения, которые конкурируют за воду и питательные вещества;
сельскохозяйственные методы обработки (например, когда и как подрезают лозы и собирают виноград).
насекомые, в том числе питающиеся растениями или живущие с ними в симбиозе;
микробы, бактерии, дрожжи и другие грибы, которые имеют огромное влияние на продукты на всем протяжении их роста, во время обработки и после.
Эколог Джим Элеринджер из Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити изучает микроэлементы, которые растения усваивают пассивно из почвы. «Микроэлементы не разлагаются, поэтому они оказываются характерными для определенного типа почвы и сохраняются на протяжении очень долгих периодов времени», — говорит он.

Чтобы выяснить, могут ли они отследить происхождение кофе с помощью микроэлементов в его зернах, Элерингер и его команда измерили концентрации около 40 микроэлементов в более чем четырех десятках образцах жареных кофейных зерен из 21 страны. Но обжарка бобов при разных температурах может повлиять на концентрацию отдельных элементов. Чтобы скорректировать эффект обжарки, Элерингер рассчитал отношение каждого элемента к любому другому элементу в образцах, которое остается относительно постоянным даже при термической обработке.

Ученые выяснили, что кофейные зерна из разных регионов могут иметь разные химические «отпечатки пальцев», а качество кофе «зависит от геологии». Например, три образца кофейных зерен из Йемена имели уникальное отношение бора к марганцу. Соотношений микроэлементов бора к марганцу и кальция к цезию достаточно, чтобы отличить йеменские кофейные зерна от кофейных зерен, выращенных в других частях света.

Другие исследователи использовали аналогичный метод, чтобы определять место произрастания таких продуктов, как виноград, арахис и так далее. Этот метод незаменим для подтверждения происхождения пищи или напитков, если терруар является главной их особенностью, за которую люди готовы платить большие деньги.

Фермеры, выращивающие кофе на острове Каилуа-Кона (Гавайи), например, использовали результаты элементного анализа для подачи коллективного иска против крупных ритейлеров. Суд назначен на ноябрь 2020 года. В иске утверждается, что эти компании продают свой кофе, заявляя, что он выращен на острове Каилуа-Кона, но это не так — зерна выращивались в совершенно ином месте.

Другие исследователи обнаружили, что терруар оставляет отпечаток на молекулах, формирующих аромат пищи. Растения производят соединения, известные как ароматические гликозиды, которые содержат сахарный компонент, связанный с летучим ароматическим соединением. В естественном виде ароматические гликозиды не имеют запаха, но разрушение связей сахара с летучими соединениями (за счет высоких температур, низкого pH или ферментов дрожжей) высвобождает вещества, создавая аромат.

Все цвета сладкого: для чего физики сделали шоколад «радужным»
Физики из Цюриха научились окрашивать шоколад в цвета радуги, не меняя рецепта его приготовления.

Для этого на поверхности «выцарапывается» микроскопический рисунок, который заставляет интерферировать падающие и отражающиеся световые волны. Такой механизм (иридизация) придает характерный переливчатый блеск перламутру раковин, перьям павлинов и некоторым ювелирным изделиям. Заранее просчитанные микроструктуры наносятся на шоколад электронной литографией – с помощью сфокусированного пучка частиц, который оставляет линии толщиной около 100 нм. Разработчики уверяют, что технология найдет применение на массовом рынке уже через несколько лет.

Тест по химии: для знатоков и не очень
Последние достижения в химии во многом тесно связаны с Россией: например, несколько лет назад был утвержден химический элемент «оганесон» в честь профессора Юрия Цолаковича Оганесяна. Это второй случай в истории, когда элемент получал имя ученого при его жизни. Вполне возможно, что об этом вы читаете впервые, а как на счет других знаний по химии? Проверяем это в новом тесте.
К какой группе относится большая часть элементов периодической системы - к металлам или неметаллам?

Видео: если объединить четырех разных типа пламени
В результате образуется жутковатый «синий водоворот». Получив его впервые, ученые были ошеломлены и решили разобраться в структуре уникального явления, произошедшего случайно.

Синий водоворот огня состоит из четырех разных типов пламени. «Это поразительно сложно», — говорит инженер Элейн Оран из Техасского университета A&M.

Необычная огненная воронка образовалась, когда ученые зажгли жидкое топливо, плавающее на поверхности воды. Эксперимент проводился в камере, спроектированной таким образом, чтобы потоки воздуха создавали в ней вихри.

Вдруг вспыхнул огненный смерч, который затем превратился во вращающееся голубое пламя высотой несколько сантиметров. Оттенок огня указывал на то, что топливо сгорает без образования сажи. Следовательно подобное пламя может быть полезно при очистке разливов нефти или для более экологически чистого производства электроэнергии.

Пламя делится на два основных класса: предварительно смешанное и диффузионное. В диффузионном пламени топливо и окислитель (обычно, кислород) изначально разделены, что ограничивает скорость горения. В предварительно смешанном пламени топливо и окислитель находятся вместе. Предварительно смешанное пламя бывает трех разных видов: с избытком или недостатком топлива, что называется обогащенной или обедненной смесью, а также стехиометрическое пламя — с оптимальным количеством топлива и окислителя, гарантирующее полное сгорание смеси.

Компьютерное моделирование позволило Орану и его коллегам определить структуру синего вихря огня. Его коническая основа — это пламя с богатой смесью, увенчанное диффузионным пламенем. Наверху видно слабое предварительно смешанное пламя. В месте встречи двух видов пламени, в центре, образуется стехиометрическое пламя — это ярко-синее кольцо.

4 вида пламени в одном
Университет Мэриленда
Знание структуры пламени может позволить исследователям выяснить, как сделать синий вихрь больше без опасной стадии надува.

С запахом еды: опасно ли использовать пищевые ароматизаторы
В нашем восприятии пищи важны не только питательные качества и вкус, но и запах. Способны ли синтетические ароматизаторы заменить натуральные ароматы продуктов питания?

На самом деле, когда человек впервые добавил в мясо душистые травы, перец, гвоздику или другие пряности, он сделал это не для придания нового вкуса или аромата. Он решал простую дилемму: либо мясо испортится через пару дней, либо пряностью будет испорчен вкус и запах, но продукт сохранится дольше. Так что первые применения природных ароматизаторов были связаны с ухудшением натурального вкуса в угоду срокам хранения. Позднее, когда использование пряностей прочно вошло в культуру потребления, нам начали казаться приятными «неестественные» вкус и аромат.

Аллилизотиоцианат - действующее вещество таких приправ, как горчица, хрен и васаби. Они предназначены для придания пищевым продуктам нехарактерного и совершенно неестественного вкуса.
С появлением кулинарии мы начали целенаправленно менять вкус и аромат нашей пищи на новый, порой непредсказуемый. Пряности и вместе с ними вообще все, что необычно пахнет, стали использовать в качестве ароматизаторов. Могущество целых империй основывалось на торговле натуральными ароматизаторами — шафраном, черным перцем, гвоздикой и корицей. И вовсе не в поисках новых земель или знаний, а именно за пряностями отправлялись в свои морские походы Васко да Гама, Колумб и Магеллан. Каждое новое открытое растение с необычным ароматом люди добавляли в свою еду, не обращая внимания на химический состав (о котором, впрочем, в те далекие времена имели довольно смутные представления).

Гораздо позже научная революция принесла понимание того, что запах — это не какая-то волшебная субстанция, а совершенно конкретные химические вещества. Их совсем необязательно выращивать на плантациях Индии или Нового Света. Если растение умеет синтезировать вещество, то что мешает человеку воспроизвести этот процесс? Если в запахе яблока содержится смесь известных соединений, что мешает смешать их искусственно и получить тот же результат? Зачем плавать за моря, подвергаться нападениям пиратов и конкурентов, если любой вкус можно создать в буквальном смысле в пробирке?

Ароматы живой природы
Ароматы цветов, ягод, фруктов, овощей настолько гармоничны, что порой нам кажется, что природа создала все это специально для нас. Именно это мнение лежит в основе многих направлений альтернативной медицины (типа ароматерапии) и наших бытовых представлений. Между тем это далеко не так.

Любые соединения, в том числе ответственные за запах, так называемые душистые вещества, растение синтезирует с конкретными целями. Продукты растительного метаболизма достаточно четко можно разделить на два типа. Первичные метаболиты (белки, жиры, углеводы, витамины) — это вещества, необходимые растению для его жизнедеятельности. Именно эти соединения и составляют пищевую ценность нашей еды.

Ароматизаторы, которых нет

Многие вещества, которые мы традиционно принимаем за аромат натуральных вкусных и полезных продуктов, изначально вообще не присутствуют в растении
Так, например, ванилина, как отдельного химического соединения, в стручках известной орхидеи просто нет. В них синтезируется так называемый глюкованилин – гликозид, основная функция которого состоит в защите растения от поедания вредителями. Для получения ароматной субстанции с запахом ванили нужно еще разрушить гликозид, для чего проводится довольно сложный и длительный процесс ферментации, что обуславливает высокую цену. В пищевой промышленности ванилин (значительно более чистый и гораздо более дешевый) получают из гваякола или лигнина.
Еще более интересный пример – горчица, которая научилась защищаться с помощью мощнейшего химического оружия – слезоточивого аллилизотиоцианата (АИТЦ), токсичного для многих живых организмов. А поскольку для самой горчицы он тоже опасен, растение не синтезирует его в готовом виде, а хранит в своих тканях два совершенно безвредных по отдельности компонента: гликозинат синигрин и фермент мирозиназу. Животное или насекомое, решившее полакомиться растением, повреждает его ткани, что приводит к смешению компонентов, при этом фермент (реакция протекает в водной среде) «отрезает» от синигрина глюкозу, образуя токсичный АИТЦ, или нитрил. Такое пиршество дорого обходится вредителю. Этот же механизм позволяет «зачистить» территорию от других растений и микроорганизмов: в отслуживших свое и разлагающихся стеблях и листьях образуется АИТЦ, «стерилизуя» почву. В сухом же горчичном порошке жгучего вещества просто нет, поэтому он приобретает аромат только при добавлении воды, причем не сразу (по этой же причине горчичники «жгутся» только после замачивания). Для нужд пищевой промышленности (например, для изготовления майонеза) используют синтетический АИТЦ, полностью идентичный натуральному.

Вторичные метаболиты, часть которых представлена душистыми веществами, служат совсем для других целей. Традиционно считается, что растения научились синтезировать летучие вещества в результате коэволюции с опылителями или переносчиками семян. Это лишь одна, причем достаточно незначительная сторона вопроса. В состав природного аромата входят сотни летучих веществ, зачем же растению так усложнять свою биохимию? Ведь синтез каждого соединения растение вынуждено осуществлять в ущерб своему развитию, отрывая ценные ресурсы от производства важных продуктов, когда для привлечения опылителя хватило бы и одной-двух разновидностей летучих молекул.

Когда нельзя убежать
Если первичные метаболиты растения являются тем самым, ради чего мы едим фрукты и овощи, то вторичные обычно служат для совершенно противоположной цели — чтобы растение не съели.

Изучив состав ароматообразующих веществ любого цветка или плода, мы обнаружим огромное количество соединений, обладающих антибактериальными и противогрибковыми свойствами, веществ, отпугивающих или убивающих вредителей (и не только насекомых). Состав этих ароматов непостоянен. В ответ на внешнее воздействие растения корректируют свой метаболизм, в результате меняя состав запаха. Во многих экспериментах было показано, что вслед за повреждением листа или цветка происходит перенаправление ресурсов растения на синтез вторичных метаболитов. Почему? Потому что в случае угрозы растение не может убежать — оно переключается с роста на защиту.

Запах скошенной травы (отличный от запаха нетронутой лужайки) — один из примеров такой реакции. Вещества, входящие в этот аромат, являются вторичными метаболитами растения и предназначены для защиты от вредителей, покусившихся на сочную мякоть, а также от бактерий и грибков, жадных до поврежденных тканей. Эти же самые вещества — важнейшие компоненты аромата ягод земляники или яблок.

Среди механизмов защиты бывают и более необычные. Есть много примеров того, как растения используют свои ароматы для врагов своих врагов. Скажем, в качестве ответной реакции на повреждение ткани гусеницей растения выделяют летучие вещества, привлекающие паразитических ос — естественных врагов насекомого. Это тоже в какой-то степени отработанное эволюцией взаимовыгодное сотрудничество, но более сложное, чем просто взаимодействие растение-опылитель.

Еще одна сфера применения душистых веществ — это общение. Растения могут «общаться» друг с другом и с другими организмами. Не так, как мы, не звуками и не знаками, единственный доступный для них способ — это обмен молекулами. Летучие вещества, выделяемые, например, при заражении грибком, сигнализируют находящимся поблизости родственникам об опасности, предупреждая о близости врага и вызывая переключение метаболизма на синтез «противогрибковых» реагентов. И даже собственную жизнедеятельность растения регулируют с помощью душистых веществ: гормоны растений — летучие молекулы — представляют собой один из важных компонентов привычных ароматов. Жасмоновая кислота и ее производные, определяющие запах очень многих цветов, являются растительным гормонами.

Неядовитый аромат

В 1830 году из косточек горького миндаля (Prunus amygdalus var. amara) было выделено вещество амигдалин (от греческого ἀμυγδάλη, миндаль). Позже это соединение было обнаружено в косточках растений рода слива (Prunus) – абрикоса, персика, вишни, сливы, яблок.
Как и большинство других цианогенных гликозидов (соединений глюкозы), амигдалин синтезируется растением в качестве химического оружия против врагов. Сам по себе амигдалин достаточно безобиден, что позволяет растению накапливать его в тканях в значительном количестве. Однако стоит вредителю попробовать семена растения на вкус, содержащийся в растении фермент глюкозидаза начинает расщеплять амигдалин, в результате образуется чрезвычайно токсичная синильная кислота (глюкозидаза содержится не только в растении, но и в пищеварительной системе людей, птиц и насекомых, так что глотание миндаля «не разжевывая» не спасает). Попадая в организм, синильная кислота необратимо блокирует действие ряда ферментов, что приводит к кислородному голоданию тканей, летальная доза этого вещества составляет 3,7 мг/кг (порядка 0,3 г для взрослого человека). Такое количество содержится меньше чем в 100 г горького миндаля, а для ребенка всего 10 орешков могут стать смертельными.
Амигдалин играет важную роль в образовании миндального аромата. Дело в том, что синильная кислота... не пахнет миндалем! Именно на этом частенько прокалываются авторы детективов, определяющие причину отравления по запаху. За характерный аромат несет ответственность бензальдегид – вещество, образующееся в процессе превращения амигдалина в синильную кислоту (впрочем, если отравить человека не синильной кислотой, а амигдалином, то запах действительно будет присутствовать). Именно бензальдегид и некоторые другие ароматические альдегиды используются в качестве ароматизаторов с запахом миндаля, абрикоса, вишни, яблока – всех тех продуктов, которые содержат амигдалин. При этом в ароматизированном печенье содержание бензальдегида (полностью синтетического) гораздо меньше, чем в натуральном миндале, а ядовитой синильной кислоты там не содержится вовсе.

Впрочем, механизмы защиты не идеальны, эволюция всегда находит в них уязвимое место. Червяки едят яблоки, но не благодаря, а вопреки наличию в них ядовитых для них веществ, поскольку научились бороться с защитой плодов. Против подавляющего большинства других желающих полакомиться сладким фруктом эта защита остается эффективной. Люди же едят яблоки вовсе не благодаря душистым веществам, а потому, что в них есть сахар и витамины. Составляющие аромата приносят нашему организму скорее проблемы. Организм яблони тратит ценные ресурсы на синтез веществ, предназначенных для того, чтобы ее не съели, а наш организм тратит свои ресурсы на нейтрализацию этой защиты.

За характерный аромат миндаля отвечает бензальдегид, образующийся в процессе превращения амигдалина в синильную кислоту. Сама синильная кислота имеет совсем другой запах.
Научить нюхать
Так почему же нам приятны ароматы «химического оружия» растений? Дело в том, что наше обоняние — чувство скорее культурное, чем врожденное. Новорожденный ребенок не делает различий между плохими или хорошими запахами, для него они все достаточно нейтральны. Позже под влиянием обучения он начинает связывать запах с другими качествами пищевых продуктов: запах апельсина становится приятным, потому что апельсин сладкий и вкусный, а запах тухлой рыбы — неприятным, потому что ею можно отравиться.

Обучение обоняния — процесс очень гибкий и быстрый. Многие традиционные блюда чужой культуры, да и просто неожиданные сочетания вкусов, воспринимаются как странные и порой неприятные, но достаточно мимолетного знакомства, как странность эта уходит, и уже через некоторое время продукт воспринимается как нормальный. Наш мозг быстро выстраивает и разрушает ассоциации между ароматом и продуктом. На самом деле прямой взаимосвязи между запахом продукта и его пищевой ценностью не существует. Одни и те же душистые вещества могут содержаться в разных продуктах, а один и тот же продукт может очень сильно отличаться по качественному и количественному составу ароматообразующих соединений.

Непостоянная природа
Любой аромат, природный или синтетический — это смесь душистых веществ. Это одни и те же вещества. Разница в том, что растения синтезируют их для своих целей, а мы — для своих. Для тех же, с которыми добавляем в суп лавровый лист, а в бородинский хлеб — семена кориандра. Только при использовании натурального растения состав смеси слабо предсказуем, а в случае синтетического аромата мы знаем совершенно точно, сколько в ней компонентов, каковы они, во что превратятся в процессе хранения и как повлияют на организм.

Качественный и количественный состав синтетического ароматизатора, конечно, отличается от состава натурального продукта. При создании яблочного ароматизатора не используются все те сотни веществ, обнаруженных в яблоке, и часто используются вещества, которых в исходном фрукте вообще нет. Но это ничего не меняет. К тому же состав природного аромата тоже непостоянен, он может изменяться в зависимости от степени зрелости яблока, от окружения, наличия или отсутствия вредителей на растении или поблизости и других факторов. Даже на одной яблоне не найти двух идентичных по запаху яблок, не говоря уже о разных сортах и о том, что аромат быстро (в течение минут) меняется после разрезания фрукта.

О пользе...
Считается, что продукт, сделанный с использованием синтетического ароматизатора, не несет никакой пользы. В этом утверждении есть одна серьезная логическая ошибка. Ароматизатор — это не продукт для употребления в пищу. Он служит для придания аромата, но не пищевой ценности. Вещества в составе ароматизаторов способны лишь раздразнить рецепторы в носу. Различные биологически активные вещества, такие как туйон, или кумарин, или сафрол (которые входят в состав ежедневно потребляемых натуральных продуктов), вообще не используются при производстве синтетических ароматизаторов по причине их потенциального вреда.

Карамель, сделанная на натуральных красителях и ароматизаторах, принесет не больше пользы, чем сделанная на синтетических. Компот, сваренный из натуральных фруктов и сахара, не полезнее сладкой газировки с синтетическим ароматизатором (ведь витамины при варке не сохраняются). Вопрос здорового питания не связан с употреблением синтетических ароматов, ожирение и сердечно-сосудистые заболевания вызываются не душистыми веществами.

...и вреде
Могут ли синтетические ароматизаторы быть вредны? Вокруг этого вопроса существует огромное количество мифов. Самый типичный аргумент подобных «страшилок» состоит в том, что получение сверхчистых веществ — процесс очень дорогой, так что ароматизаторы могут содержать множество примесей. На самом деле совершенно не важно, есть ли примеси в конечном продукте. Важно знать, могут ли они навредить здоровью человека. Об этом задумываются не только противники «химии», стремящиеся донести страшную правду до общественности.

Флейвористы и парфюмеры

Для создания пищевых ароматов сегодня в мире разрешено к использованию более 4000 индивидуальных веществ. Однако, в отличие от парфюмеров, флейвористы (специалисты по пищевым ароматам) значительно больше ограничены в своем творчестве. В отличие от парфюмерной, в пищевой промышленности принцип верхних, средних и нижних нот не работает. Вместо этого комплексный аромат разбивается на набор простых, называемых дескрипторами, из которых, как из конструктора, методом проб и ошибок, собирается нужный продукт. Однако это только начало: ведь нужно, чтобы ароматизатор сохранил свои свойства, скажем, при выпекании печенья (между тем, температура в этом процессе может превышать температуру кипения компонентов ароматизатора). А после этого ароматизатор должен сохранять свои свойства еще в течение всего срока хранения пищевого продукта. Существует еще ряд проблем, связанный с тем, что пищевые продукты зачастую представляют собой эмульсии (майонез, молоко), а ароматизаторы состоят из жиро- и водорастворимых компонентов, что приводит к неравномерному распределению аромата.

Например, изоамил ацетат, используемый в качестве ароматизатора с запахом груши и получаемый этерификацией изоамилового спирта и уксусной кислоты, может содержать небольшие примеси обоих реагентов. Однако и во фруктах, содержащих совершенно натуральный изоамил ацетат, эти два реагента точно так же присутствуют. Синтетический ванилин, производимый из гваякола, будет содержать его примесь. Но это же вещество присутствует и в составе натурального экстракта ванили, многих ягод, служит основным компонентом натурального копчения.

На самом деле примесей в любом натуральном продукте гораздо больше, чем в синтетическом. Можно, конечно, думать, что ферментативная реакция, проходящая в живой клетке, селективно приводит к синтезу чистого вещества. Однако стоит учесть, что в клетке одновременно происходит множество реакций, и ароматы компонуются из огромного количества соединений (например, в аромате ананаса их более 900). Так что говорить о селективности в природных процессах можно лишь достаточно условно. Химический синтез в этом отношении гораздо более перспективен: современные методы синтеза позволяют не только селективно получать нужные душистые вещества (как правило, это несложные молекулы), но и контролировать состав примесей. Сложные молекулы, прямой синтез которых затруднен, обычно производятся биотехнологическими методами, и поэтому, согласно пищевому законодательству, считаются совершенно натуральными.

В работе по синтезу пищевых ароматизаторов нет ничего нового — она по сути своей ничем не отличается от работы кулинара, нарезающего яблоко в рыбный салат. В конечном счете каждый вкус и аромат обусловлен конкретными химическими веществами, и для нашего организма не имеет значения, взялись ли они из выращенного на ветке фрукта или из колбы в лаборатории.

Автор статьи — химик, флейворист, руководитель отдела по разработке пищевых ароматизаторов.

Откуда берется цвет фейерверков и токсичен ли он
Цвет фейерверкам придают различные металлы. Некоторые из них, окисляясь, выделяют опасные для здоровья человека и животных токсины.

Современный фейерверк — это результат столетий химических инноваций. Порох остался прежним, но химический состав его доработали, примешав металлы для придания взрывам самых разных цветов.

Во время детонации металлы в составе пороха окисляются естественным образом, контактируя с воздухом, что и придает цвет. Например, при взрыве фейерверка литий становится красным, натрий — желтым, а алюминий — серебристым.

Это все прекрасно и красиво, если производитель фейерверков не начнет подмешивать в порох запрещенные для этого металлы, которые делают дым токсичным. Например, свинец.

Новое исследование показало, что дым некоторых популярных любительских фейерверков токсичен. Была изучена продукция десяти производителей фейерверков, и в двух образцах из двенадцати эксперты обнаружили свинец. Дым еще пяти может вызывать у человека «окислительный стресс», который повреждает легкие.

«Я был удивлен, — говорит соавтор исследования Терри Гордон, который изучает органы дыхания в Медицинской школе Нью-Йоркского университета. — В одном образце был невероятно высокий уровень содержания свинца — 40 000 [частей на миллион], что оказалось совершенно неожиданным».

Гордон и его коллеги делали заборы дыма после каждого сжигания и отфильтровывали содержащиеся в нем частицы. Затем токсичность частиц проверялась на культивированных человеческих респираторных клетках и на живых мышах. Ученые обнаружили, что дым фейерверка со сверхвысоким уровнем свинца в 10 раз сильнее повреждает клетки, чем солевой раствор. Кроме того, дым вызвал сильное воспаление в легких лабораторных мышей.

Гордон и его коллеги также проанализировали данные Агентства по охране окружающей среды за более чем десять лет и обнаружили, что уровень содержания металлов (например, бария) в воздухе резко возрастает во время празднований, когда всюду запускают фейерверки. Также высокой оказалась концентрация стронция, который придает фейерверкам красный цвет. Уровень меди, которая дает синий цвет, оказался тоже повышенным.

Но почему свинец появляется в фейерверках? Большая часть пиротехники импортируется из Китая. Качество поставляемых фейерверков контролируется, но производители все равно находят лазейки для обмана. Ради цвета и шума некоторые производители намеренно добавляют свинец, — говорит вице-президент и секретарь Международного симпозиума по фейерверкам Роджер Шнайдер. Таким образом получаются те самые маленькие потрескивающие искорки. Достичь подобного эффекта можно и с помощью оксида висмута, но он значительно дороже свинца.

«Оксид висмута работает просто отлично и он не токсичен, — говорит Шнайдер. — Но при нехватке оксида висмута его заменяют свинцом, а также используют другие запрещенные, но дешевые и распространенные соединения».

Как сказал официальный представитель Американской ассоциации легких и вице-председатель Vanderbilt Medicine Брайан Кристман, «мы знаем, что свинец в краске приводит к повреждениям мозга и когнитивным нарушениям, а также к снижению IQ у детей. Поэтому идея взрывать свинцовые фейерверки ужасна».

Кристаллы, излучающие электричество: материал будущего
Японские изобретатели создали улучшенные пьезоэлектрики — прозрачные кристаллы, которые пригодятся при разработке техники нового поколения.

Некоторые кристаллические материалы способы изменять свою форму, если ударить их током. Ученые десятилетиями использовали эти так называемые пьезоэлектрики в ультразвуковой медицине: материалы на их основе настолько чувствительны, что могут уловить движение звуковых волн, проходящих сквозь ткани. Недавно исследователи придумали новый способ создания мощных прозрачных пьезоэлектриков, которые могли бы не только привести к улучшению качества медицинских фотографий, но и к созданию невидимых роботов и сенсорных экранов, которые активируются при касании без сторонних аккумуляторов.

Не занимайтесь самолечением!
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Пьезоэлектрики состоят из множества крошечных кристаллитов или монокристаллов различных материалов, включая керамику и полимеры. В обоих случаях смесь атомов превращается в простую кристаллическую единицу — обычно размером с несколько атомов — которая повторяется снова и снова. Внутри каждого из этих строительных блоков атомы расположены в так называемом электрическом диполе, с большим количеством положительных зарядов на одной стороне и большим количеством отрицательных зарядов на другой.

Применение давления к этим материалам может тонко изменить положение атомов, чего достаточно для перегруппировки зарядов и производства электрического напряжения. Применение же электрического напряжения оказывает противоположный эффект, заставляя материал расширяться в одном направлении и сжиматься в другом.

Это свойство делает пьезоэлектрики чрезвычайно полезными в широком спектре применений. Биоинженер Шри-Раджасехар Котапалли отмечает, что пьезоэлектрические устройства являются частью всего: от зажигалок и кнопок барбекю-гриля до точных систем современных микроскопов.

Они также необходимы для фотоакустической визуализации, в которой пьезоэлектрическое устройство, называемое преобразователем, используется для обнаружения ультразвуковых волн, излучаемых мягкими тканями при поглощении света от лазера. Различные молекулы — от гемоглобина до меланина — поглощают разные частоты, поэтому врачи могут визуализировать различные виды тканей для выявления проблем со здоровьем. Тем не менее, непрозрачные преобразователи отбрасывают небольшую тень, а значит ткань непосредственно под ними отобразить не получится. Чтобы обойти эту проблему, исследователи создали преобразователи, использующие прозрачные пьезоэлектрики, но до сих пор эти материалы были слишком слабыми и ненадежными, чтобы окончательно решить проблему.

Несколько лет назад исследователи в Японии придумали оригинальный способ создания прозрачных пьезоэлектриков. Выбранный ими материал, соединение ниобата свинца и титаната свинца (PMN-PT), был сегнетоэлектриком, который естественным образом питает электрические диполи. Исследователи уже превращали эти материалы в пьезоэлектрики, подвергая их воздействию электрического тока постоянного тока. Но японская команда обнаружила, что воздействие на них переменным током — тем, что подается в дома и на предприятия – вырабатывает мощный заряд пьезоэлектричества. «Это все равно, что трясти кристалл взад-вперед», поясняет Лонг-Цин Чен, специалист по вычислительным материалам из штата Пенсильвания. Подобная встряска может удвоить пьезоэлектрические свойства кристалла, о чем японская команда заявляла еще в 2011 году.

Обычно PMN-PT непрозрачен, поскольку отдельные группы диполей рассеивают свет во всех направлениях. Используя переменный ток, команда выровняла диполи, а затем с помощью нагрева и полировки сделала материал прозрачным и придала ему пьезоэлектрические свойства, в 50 раз более мощные, чем у обычных прозрачных пьезоэлектриков. Результат работы представлен в журнале Nature.

Пьезоэлектрики с улучшенными характеристиками могут быть использованы в производстве более чувствительных устройств фотоакустической визуализации, которые могут помочь врачам во всем: от выявления рака молочной железы и меланомы до отслеживания кровотока для лечения сосудистых заболеваний. Исследователи сообщают, что этот прогресс может также вдохновить инженеров на создание прозрачных приводов для невидимой робототехники и экранов, которые приводятся в действие при прикосновении.

Невероятная история инсулина: как спасти миллионы людей
История инсулина – это целая коллекция фантастических сюжетов о том, как делаются выдающиеся научные открытия.

Инсулин занимает в истории науки особое место. За одну и ту же молекулу Нобелевский комитет дважды присуждал премию: в 1923 году — за его открытие (Фредерику Бантингу и Джону Маклеоду), а в 1958-м — за установление его химического состава Фредерику Сенгеру (инсулин и здесь оказался первым — первым белком с полностью расшифрованной последовательностью аминокислот). Сенгер к тому же был первым из химиков, получившим Нобелевскую премию дважды (второй раз — в 1980-м, вместе с Полом Бергом и Уолтером Гилбертом, за разработку методов расшифровки нуклеиновых кислот). В 1978 году инсулин стал первым человеческим белком, синтезированным в генетически модифицированной бактерии. С инсулина началась новая эпоха в биотехнологии: в 1982 году американская компания Genentech стала продавать натуральный человеческий инсулин, синтезированный в биореакторе генно-модифицированными бактериями кишечной палочки.

Фредерик Сенгер
В истории открытия инсулина по воле случая собрана целая коллекция невыдуманных сюжетов о том, как делаются открытия — схваченная за хвост удача и награда за маниакальное упорство, неоднозначная роль научного руководителя, некрасивая борьба за приоритеты и примеры редкого благородства и бескорыстия, душещипательные истории чудесных исцелений, слава и забвение... Единственное, что в этой истории не вполне типично, — это немыслимая скорость внедрения открытия в практику: от гениального озарения до проверки действия препарата на собаках с ампутированной поджелудочной железой прошло всего три месяца, через восемь месяцев инсулином вылечили первого пациента, а через два года фармацевтические компании могли обеспечить им всех нуждающихся.

Берегите свои бета-клетки
Большинство из живущих на Земле примерно двухсот миллионов диабетиков страдают так называемым диабетом второго типа — инсулин в их организме вырабатывается, но частично или полностью не действует на мембраны клеток. Чаще всего нарушение синтеза мембранных белков — рецепторов инсулина связано с хроническим перееданием и ожирением. При этой форме болезни инъекции инсулина абсолютно бессмысленны, но можно поддерживать себя в относительно неплохом состоянии за счет низкокалорийной диеты с минимумом углеводов, а если необходимо, принимать препараты, снижающие уровень глюкозы в крови. Если вовремя поставить диагноз и очень постараться, тщательно выполняя все рекомендации врача, можно даже снова приучить клетки к нормальной реакции на инсулин. Но вообще-то лучшее лечение — это профилактика.

Примерно 10−15% диабетиков болеют диабетом первого типа — в их поджелудочной железе инсулин не синтезируется совсем или (во всяком случае, поначалу) производится в недостаточном количестве. Чаще всего причиной диабета I типа становится генетически обусловленный сбой в иммунной системе: лимфоциты начинают разрушать бета-клетки островков Лангерганса, которые синтезируют инсулин, принимая их за врагов. До открытия инсулина такие больные были обречены: через несколько лет после начала заболевания в организме нарушался не только углеводный, но и жировой обмен (его регуляция — еще одна из функций инсулина).

Отравление продуктами распада жиров — ацетоном и ацетоуксусной кислотой — приводило к гипергликемической коме (гипергликемия — избыток сахара в крови) и смерти. Когда в выдыхаемом больным воздухе начинал чувствоваться запах ацетона, это было верным признаком начала конца.

В сущности, и сейчас диабет остается неизлечимой болезнью: бета-клетки не восстанавливаются, и болезнь, однажды начавшись, может только прогрессировать. Единственное спасение для больных — регулярные инъекции инсулина. Тогда (разумеется, тоже при соблюдении щадящей диеты) можно дожить до глубокой старости без существенного снижения качества жизни. Чтобы довести себя до гипергликемической комы, надо быть или нищим жителем совсем плохо развивающейся страны (даже в России диабетики получают инсулин бесплатно, хотя страдающих инсулинозависимой формой диабета в нашей стране не менее 300 тысяч человек, годовая потребность России в инсулине оценивается в 400 килограммов чистого вещества), или старательно нарушать рекомендации врача. Более вероятна гипогликемическая кома, вызванная резким падением концентрации глюкозы в крови — например, от сочетания передозировки инсулина и голода. Большинство диабетиков на всякий случай всегда носят с собой несколько кусочков рафинада.

Впрочем, даже при регулярных инъекциях инсулина диабет остается очень тяжелой болезнью. В частности, из-за связанных с диабетом нарушений обмена веществ в тканях в мире каждые 30 секунд происходит ампутация ноги. Иначе незаживающая трофическая (вызванная нарушением питания тканей) язва неизбежно приведет к гангрене.

Морить голодом
С незапамятной древности до начала двадцатого века вызванные диабетом слабость, утомляемость, постоянную жажду и, соответственно, мочеизнурение (до двадцати литров мочи в сутки!), незаживающие язвы на месте малейшей ранки и другие страдания больного можно было продлить единственным эмпирически найденным способом — морить его голодом. При диабете II типа это помогало довольно долго, при I типе — растягивало мучения на несколько лет.

Причина болезни стала отчасти понятна в 1674 году, когда один из основателей Лондонского королевского общества, врач Томас Виллис (и что только ударило ему в голову?), догадался попробовать мочу больного на вкус. Она оказалась сладкой — как выяснилось через много лет, из-за того, что организм любыми путями избавлялся от сахара. Ученые коллеги подняли Виллиса на смех — голословно, потому что штангиста-целителя К. Малахова тогда еще не было, и охотников повторить простой эксперимент долго не находилось. Потом научное любопытство победило, врачи признали, что сладкая моча — характерный симптом диабета, но только в 30-х годах XIX века удалось окончательно установить связь заболевания с нарушением обмена углеводов. В середине XIX века была выявлена связь диабета с нарушениями функции поджелудочной железы. В 1916 году английский физиолог Эдуард Шарпи-Шефер предположил, что уровень сахара в крови регулирует гормон, который вырабатывают клетки, образующие в поджелудочной железе островки неправильной формы, открытые в 1869 году немецким анатомом Паулем Лангергансом. Шарпи-Шефер предложил назвать этот гормон инсулином (от латинского insula — островок).

После всех этих открытий оставалось главное — выделить инсулин из поджелудочных желез животных и применить его для лечения людей. Первым, кому это удалось, оказался канадский врач Фред Бантинг.

Фред Бантинг
Новичкам везет
Возможно, Бантингу помогло то, что проблемой диабета он занялся без опыта работы и серьезной научной подготовки. Прямо с родительской фермы он поступил в университет Торонто — сначала на богословский факультет, но вскоре перевелся на медицинский, с 1916 года служил в армии, работал хирургом в полевом госпитале, в 1918-м был тяжело ранен, но на госпитальной койке читал не романы, а специальную литературу — в основном по диабету. У Фреда были с диабетом личные счеты: его друг детства умер от этой болезни.

После демобилизации кавалер Военного Креста Бантинг устроился на должность младшего преподавателя анатомии и физиологии и первым делом бросился к заведующему кафедрой физиологии университета Торонто, профессору Джону Маклеоду, с предложением заняться выделением гормона поджелудочной железы. По правде говоря, ничего, кроме энтузиазма, предложить профессору он не мог, а Маклеод, крупный специалист в области диабета, прекрасно знал, сколько известных ученых несколько десятилетий безуспешно бились над этой проблемой. Поэтому предложение бывшего студента и летчика и будущего ученого он отклонил. Очевидно, вежливо и не слишком категорично, потому что через несколько месяцев Бантинг вернулся не только с энтузиазмом, но и с идеей, которая осенила его в 2 часа ночи в апреле 1921-го: перевязать протоки поджелудочной железы (она синтезирует и выделяет в двенадцатиперстную кишку пищеварительные ферменты: амилазу, которая расщепляет крахмал; липазу, расщепляющую жиры; ренин, створаживающий молоко, трипсин и химотрипсин, разлагающие белки), чтобы в ней перестал вырабатываться трипсин.

Идея оказалась правильной: попытки предшественников Бантинга были неудачными в том числе и потому, что трипсин успевал как минимум частично разложить белковые молекулы инсулина раньше, чем их удавалось выделить из экстракта тканей железы.

Маклеод все равно собирался на несколько месяцев уехать в Европу, опыты Бантинг был согласен ставить за свой счет, поэтому профессор разрешил ему два месяца пользоваться своей лабораторией и даже выделил в помощники студента-дипломника Чарльза Беста. Кроме прочих достоинств, Чарли умел виртуозно определять концентрацию сахара в крови и моче. Средства на осуществление своей мечты Бантинг добыл единственным доступным ему способом: продал все свое имущество. Много ли было этого имущества, история умалчивает, но на получение первых результатов вырученных денег хватило.

Когда профессор вернулся из родной Шотландии, поначалу он чуть было не выгнал Бантинга из лаборатории (два оговоренных месяца кончились), но, разобравшись, чего успели достичь Фред и Чарли, немедленно подключил к этой работе всю кафедру во главе с собой, а для отработки метода очистки препарата от примесей пригласил известного биохимика Джеймса Коллипа. Через месяц метод получения инсулина был в общих чертах разработан, а еще через несколько месяцев группа исследователей под руководством Маклеода научилась выделять инсулин из поджелудочных желез телят и коров. Как выяснилось позже, коровий инсулин отличается от человеческого тремя аминокислотами, но он вполне годится для того, чтобы снижать уровень сахара и в человеческой крови.

Рождественские истории
Примечательно, что Бантинг не воспользовался возможностью сказочно разбогатеть и не стал подавать заявку на патент. Но это не единственный сказочный эпизод в истории открытия инсулина.

Разумеется, сначала разработчики по обычаю тогдашних врачей попробовали препарат на себе — теперь это называется «первая стадия клинических испытаний». Правила применения новых лекарственных препаратов в те годы были намного проще, чем сейчас, а больные продолжали умирать, так что остальные стадии пришлось проходить параллельно с совершенствованием методов выделения и очистки препарата, определением точной дозировки и другими (действительно необходимыми!) этапами проверки препарата. Военный хирург Бантинг и его коллеги недолго мучались с выбором: продолжить исследования по всем правилам — или рискнуть прямо сейчас сделать укол мальчику, который без этого укола гарантированно умрет через несколько дней. В сущности, это соответствует принятому сейчас II этапу клинических испытаний: убедившись, что новый препарат не вредит здоровым людям, его применяют параллельно с обычным лечением на небольшой группе самых тяжелых больных. Правда, первая попытка оказалась неудачной: неочищенный экстракт поджелудочной железы не подействовал, но через три недели, 23 января 1922 года, после инъекции кое-как очищенного инсулина у 14-летнего Леонарда Томпсона снизилась концентрация сахара в крови.

Среди первых пациентов Бантинга был его друг, по профессии тоже врач, Джо Джилкрайст. Вылечившись, он стал одним из ближайших сотрудников Бантинга. Еще одну из первых пациенток, девочку-подростка, привезла из Штатов в Канаду ее мать, врач по профессии, которая услышала о новом препарате из случайного разговора с коллегой — медсестрой из Торонто. Бантинг прямо на перроне вокзала сделал укол девочке, которая к этому времени была уже в коме. Девочка после этого «просидела на игле» около шестидесяти лет и умерла лишь в конце 1980-х.

На Нобелевскую премию работу Бантинга и Маклеода выдвинули через год с небольшим после первой публикации о выделении инсулина. Тоже своего рода рекорд — обычно Нобелевский комитет не торопится. Например, Жорес Алферов получил свою «нобелевку» в 2000 году за разработки в области полупроводниковых гетероструктур, сделанные еще в шестидесятых годах прошлого века.

В очередной рождественской истории роль доброй феи сыграл лауреат Нобелевской премии по медицине 1920 года датчанин Август Крог. Его жена (врач-эндокринолог) болела диабетом, и когда Крога пригласили прочитать курс лекций в Йельском университете, супруги спланировали поездку так, чтобы побывать заодно и у коллег в Торонто. У Марии Крог от инъекций инсулина наступило стойкое улучшение, вдохновленный Крог открыл в себе талант бизнесмена, получил лицензию на использование метода очистки инсулина и в декабре 1922 года начал его производство на фармацевтической фабрике под Копенгагеном. Разумеется, уж он-то не мог не оказаться в группе товарищей, которые выдвинули кандидатуры Бантинга и Маклеода на соискание Нобелевской премии 1923 года. Кстати, наследница фирмы Августа Крога, датская фармацевтическая компания «Ново Нордиск», до сих пор является одним из крупнейших производителей инсулина — но уже генноинженерного.

Дальше — опять сплошное умиление. Золотые медали пополам не распилишь, но свои премиальные Бантинг поровну поделил с Чарльзом Бестом, а Маклеод (хоть скупость и считают типичной чертой шотландского национального характера) — с Джеймсом Коллипом, разработавшим метод очистки инсулина.

Потом идиллия дала трещину. Маклеод и сотрудники его лаборатории, претендуя на ведущую роль в открытии инсулина, устроили некрасивую борьбу за приоритеты с Бантингом и Бестом. В результате обиженный Маклеод в 1928 году вернулся на родину, в Шотландию, скромно заведовал кафедрой физиологии в университете города Абердина и скончался в 1935 году. В толковом словаре по прикладной генетике статья об инсулине заканчивается так: «И. открыт Ф. Бантингом и Ч. Бестом в 1921—1922 гг., а его первичная структура (впервые для белков вообще) установлена Ф. Сэнджером в 1945—1956 гг.».

Памятники — бронзовый, каменный и нерукотворный
В Канаде Бантинг стал национальным героем. В 1923 году (через 7 лет после окончания) университет Торонто присвоил ему степень доктора наук, избрал профессором и открыл новое отделение — специально для продолжения работы Бантинга и Беста. Канадский парламент выделил ему пожизненную ежегодную пенсию в $7500. В 1930 году Бантинг стал директором научно-исследовательского института имени Бантинга и Беста (!), был избран членом Королевского общества в Лондоне, в 1934-м получил звание рыцаря Великобритании, и прочая, и прочая...

А с началом Второй мировой он снова пошел добровольцем в армию — уже не хирургом, а организатором медицинской помощи. 22 февраля 1941 года самолет, в котором летел из Канады в Англию пятидесятилетний майор, ветеран прошлой мировой войны сэр Фредерик Бантинг, потерпел аварию над снежной пустыней Ньюфаундленда.

Памятники Бантингу стоят на его родине, в канадском городке Лондон (провинция Онтарио), и в мемориальном парке рядом с Масгрейв Харбор, недалеко от места его гибели. А 14 ноября — день рождения Ф. Бантинга — отмечается как Всемирный день борьбы с сахарным диабетом

Сага о БАДах: польза или шарталанство
Что такое биологически активные добавки? Могут ли они, как утверждают их продавцы, вылечить от множества болезней? А может быть, все БАДы (или большая их часть) бесполезны и даже опасны? Попробуем разобраться.

БАДы ворвались в нашу жизнь в смутных 1990-х — с яркими рекламными проспектами, значками «Хочешь похудеть — спроси меня как» и другими многообещающими слоганами. Продавцы заветных бутылочек обещают исцелить от всех болезней, используя только природные, «экологически чистые», эксклюзивные, доселе секретные компоненты. «Бесплатная доставка», «Покупаете один флакон — второй в подарок», бесплатные семинары-шоу, горы спама, привлечение к продаже добавок врачей, грамотно выстроенная агрессивная рекламная кампания в сочетании с активной антипропагандой методов официальной медицины — все это сделало свое дело, и БАДы в нашей стране приобрели невероятную популярность.

С чем его едят?
Начнем с официального, утвержденного главным санитарным врачом определения: биологически активные добавки — это «концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона питания человека отдельными биологически активными веществами или их комплексами».

Вроде бы все понятно: БАДы не должны ни от чего лечить, они могут только дополнить вашу диету. Ан нет. Производители БАДов ловко обходят множество нормативных актов, выставляя на первый план уникальные профилактические и даже лечебные эффекты добавок, пытаясь втиснуться на территорию лекарственных средств. Путем постоянного капания на мозги потребителей пищевые продукты, которыми являются БАДы, были возведены в статус панацеи. Кроме того, добавками, как весьма прибыльным делом, заинтересовались представители многоуровневого маркетинга. В результате мы имеем нынешнее засилье БАДов.

Дело в рекламе

Ситуацию с рекламой биологически активных добавок можно коротко охарактеризовать фразой из известного анекдота: «Ужас ужас ужас!».
В законе РФ «О рекламе» для БАД выделена специальная статья. Но, как известно, строгость российских законов с лихвой компенсируется необязательностью их исполнения. Найти недостоверную рекламу «препаратов» легче легкого — достаточно включить радио, прочитать газету, заглянуть в интернет. Давайте рассмотрим основные положения закона «О рекламе» и выясним, как недобросовестные продавцы биодобавок вводят в заблуждение доверчивых покупателей.
Ст. 5. В рекламе не допускаются: 6) указание на лечебные свойства, то есть положительное влияние на течение болезни, объекта рекламирования...
Если в рекламном блоке или статье в отношении БАД есть слова «лечит», «помогает при болезни» – это прямое нарушение закона. И допускается оно не меньше чем в половине рекламных материалов.
Ст. 25. Реклама биологически активных добавок и пищевых добавок не должна: 1) создавать впечатление о том, что они являются лекарственными средствами и (или) обладают лечебными свойствами... Это положение, как и предыдущее, производители ловко обходят: текст рекламы производит впечатление, что БАД не является лекарством («гадкой химией») и при этом обладает ещё лучшими лечебными свойствами.
В рекламе и на упаковке должна быть фраза «Биологически активная добавка. Не является лекарством». Чтобы найти эту надпись на упаковке «препарата», возьмите лупу и запаситесь терпением.
2) содержать ссылки на конкретные случаи излечения людей, улучшения их состояния в результате применения таких добавок... А они содержат, да еще как! Реклама пестрит «отзывами пациентов» с многочисленными благодарностями и историями чудесных исцелений.

Натуральный на 100%
Ох и любят эту фразу производители, и особенно продавцы добавок. «Природные компоненты», «живые витамины», «биодоступные формы» — в противовес «химии». Ну что ж. В природе есть много чего натурального: мышьяк, скажем, или мухоморы, или цикута (которой в Древней Греции казнили Сократа). Так что «натуральный» вовсе не означает «полезный», «эффективный» и тем более «безопасный».

Показательна в этом плане история с аристолохиевой кислотой. Соединение — натуральнее некуда, присутствует в плодах кирказона (Aristolochia). Растение широко использовалась в БАДах для коррекции веса. Но в 1993 году в одном из медицинских журналов появились данные о пациентах бельгийской «похудательной» клиники: у 105 человек развилась патология почек, из них у 18 — рак.

Медикам и организациям по защите прав потребителей потребовалось почти десять лет, чтобы доказать высокую нефротоксичность и канцерогенность аристолохии. В 2001 году она была запрещена к реализации в США, а затем и во многих других странах. Однако китайские добавки, например с кирказоном маньчжурским (A. manshuriensis), периодически всплывают на российском рынке, а на «похудательных» сайтах в рунете до сих пор выложены рецепты, где настой кирказона рекомендуется при «сердечных и почечных отеках».

Ни о какой натуральности не может идти речи, если при изготовлении той или иной добавки использовались концентраты или экстракты растений, — в этом случае сырье подвергается химической обработке с использованием этилового спирта, а то и эфиров, альдегидов и много чего еще.И еще о натуральности. Сколько хранится, например, отломанный лист алоэ, содержащий вполне биологически активные вещества? А какой срок годности у БАДа на его основе? Консерванты, стабилизаторы, отдушки, красители, улучшители вкуса — все это присутствует и в биодобавках. Правда, производители постоянно «забывают» писать об этом на коробочках с «натуральными» таблетками.

Лучше лекарств?
БАДы старательно маскируются под лекарственные средства — используются те же лекарственные формы (таблетки, капсулы, сиропы), такой же дизайн упаковки, даже названия напоминают названия медикаментов. И продают их в России, в отличие от большинства развитых стран, в аптеках, а не в продуктовых магазинах. А продавцы «волшебных таблеток» очень не любят словосочетание «биологически активная добавка», они предпочитают термин «препарат», который у большинства населения ассоциируется с лекарством. Самое интересное, что многие БАДы якобы не имеют противопоказаний, но при этом чрезвычайно эффективны при множестве самых различных заболеваний.В медицине существует непреложное правило: чем шире спектр действия препарата, тем больше у него побочных эффектов. И у любого, даже самого супернатурального ингредиента всегда будет как минимум одно противопоказание — индивидуальная непереносимость. Огромные перечни противопоказаний у лекарственных средств — результат многолетних клинических исследований на тысячах, а то и десятках тысяч больных.

Интересно проследить за теми единичными БАДами, которые по прошествии времени были перерегистрированы как лекарственные средства. При этом сведения об эффективности становились значительно скромнее, список показаний существенно сокращался, зато добавлялось ощутимое количество противопоказаний.В медицине есть понятие «полипрагмазия» — неоправданное назначение больному множества лекарственных средств одновременно. Именно этим и занимается большинство производителей БАДов. В одном «препарате» могут быть намешаны аминокислоты, витамины, экстракты десятка растений. Кто и когда проверял их совокупный эффект? Растения сами по себе — многокомпонентные смеси, причем соседство веществ-антагонистов — скорее правило, чем исключение. И как будет действовать смесь из смесей — никто не возьмется предсказать.

Безопасность — самое слабое звено у биодобавок. Да, перед получением свидетельства о госрегистрации их исследуют — но только на наличие опасных и токсичных для человека ингредиентов в представленном образце. Никто не оценивает их клиническую эффективность и список показаний и противопоказаний. Просто потому, что БАДы — не лекарства. А после этого состав добавки полностью находится на совести производителя. И очень часто фактический состав «препарата» может очень сильно отличаться от заявленного. Особенно если биодобавку фальсифицируют. Если за подделкой лекарств следит государство, то каждый производитель БАДов должен «пасти» свою продукцию самостоятельно.

Вредные компоненты БАДов
Определенно опасны (есть документальные подтверждения): 1. Аристолохиевая кислота. Канцероген; почечная недостаточность, нередко требующая гемодиализа или пересадки почек.
Опасны с большой долей вероятности (запрещены в ряде стран или эффекты изучаются): 1. Окопник лекарственный (Symphytum officinale). Печеночный венно-окклюзионный синдром с возможным развитием цирроза печени. Официально зарегистрирован один случай смерти. 2. Карликовый дуб (Larrea divaricata), дубровник обыкновенный (Teucrium chamaedrys), кава-кава (Pipermethysticum). Поражения печени, зарегистрированы случаи летальных исходов.
Потенциально опасны (есть жалобы потребителей или теоретические риски): 1. Померанец (Citrus aurantium). Повышение артериального давления, риск развития аритмий, сердечного приступа или инсульта. 2. Экстракты и вытяжки из желез или органов животных. Потенциальный риск заражения «коровьим бешенством». 3. Лобелия вздутая (Lobelia inflata). Проблемы с дыханием, тахикардия, понижение артериального давления, диарея, тремор, возможен. 4. Гедеомовое масло (из блоховника мятовидного – Hedeoma pulegioides). Нарушение функций почек и печени, судороги, жжение в горле, токсические нейропатии. Возможен летальный исход. 5. Шлемник бокоцветный (Scutellaria lateriflora). Нарушение функций печени, токсический гепатит. 6. Йохимбе (Pausinystalia yohimbe). Скачки артериального давления, аритмии, угнетение дыхания, риск развития приступа стенокардии, возможен летальный исход.

Эта практика принята не только в России. На каждой упаковке пищевой добавки, продаваемой в США, есть надпись: «Информация, заявленная на данной упаковке, не оценивалась Управлением по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA). Данный продукт не предназначается для диагностики, лечения или предотвращения каких-либо заболеваний».Существует еще одна опасность. Человек, принимающий разрекламированную биодобавку, может перестать принимать лекарства, прописанные ему врачом. Иногда в рекламе прямо говорится о возможности снижения дозы противовоспалительных или иных препаратов, а также о перспективе полного отказа от лекарств.

Что при этом произойдет, особенно при болезнях, всерьез угрожающих жизни, — легко представить. Все столбы в радиусе полукилометра от онкоцентра на Каширском шоссе в Москве обклеены рекламой чудо-средств, исцеляющих от рака. Если больной вместо химиотерапии или операции начинает «лечиться» БАДами, он все равно попадет к врачу. Только вместо ранней стадии заболевания с высокой вероятностью успешного лечения доктор может столкнуться с состоянием, при котором медицина способна только на облегчение болевого синдрома. И виноватыми в такой ситуации пациент и его родственники часто считают врача. Они рассказывают об этом своим знакомым, выкладывают информацию в интернет-сообществах и на форумах, в результате чего в сторону «альтернативной» медицины уходит все больше пациентов с начальными стадиями заболеваний. И не обязательно онкологических. Например, при глаукоме есть полугодовой «светлый» промежуток, после которого можно забыть о надежде на спасение зрения. Если в это время пить БАДы с черникой и прочими «полезностями» для глаз, шансы на благополучный исход будут таять с каждым днем.

Слово в защиту
Возникает закономерный вопрос — а что, все до одной биологически активные добавки плохие и бесполезные? Вообще-то нет. В некоторых случаях БАДы не только оказываются полезными, но и становятся чуть ли не единственным выходом из ситуации.

Существует, например, такое тяжелое наследственное заболевание — целиакия, при котором из пищи приходится исключать все продукты, содержащие белок глютен, а он есть во всех злаках, в том числе пшенице, ржи, овсе. Соблюдать безглютеновую диету очень сложно, особенно детям. И вот тут на помощь приходят безглютеновые макароны, крекеры и т. д. — правда, это скорее не БАДы, а продукты функционального питания.

Дело о рекламе. Часть 2

Зачастую рекламщики перегибают палку, поскольку публикуемые в таких отзывах медицинские подробности иногда плохо соответствуют реальности и явно рассчитаны лишь на то, чтобы произвести впечатление на неспециалистов. А сколько известных актеров рассказывают телезрителям и радиослушателям о том, как они с помощью очередной биодобавки избавились от простатита, импотенции, алкоголизма и прочих болезней!
3) содержать выражение благодарности физическими лицами в связи с применением таких добавок...
Этот прием напрямую применяется достаточно редко, но косвенно – сколько угодно. Например, под видом цитаты из письма «радиослушательницы из Урюпинска».
4) побуждать к отказу от здорового питания...
Это встречается редко. А вот к отказу от лекарств (пусть тоже косвенно) реклама БАД призывает очень часто, но этот пункт в законе отсутствует.
5) создавать впечатление о преимуществах таких добавок путем ссылки на факт проведения исследований, обязательных для государственной регистрации таких добавок, а также использовать результаты иных исследований в форме прямой рекомендации к применению таких добавок...
Этот прием применяется очень часто. Пытаясь мимикрировать под лекарства, продавцы БАД размещают, например, на сайтах в Интернете, отчеты о «клинических исследованиях», которые проводились на базе крупных научно-исследовательских учреждений. К сожалению, печати известных НИИ и громкие имена в подписях очень часто – результат... эээ... финансовой заинтересованности. Что заметно по откровенно притянутым за уши, а то и фальсифицированным отчетам. Чаще всего такие исследования проводятся на нескольких десятках человек и даже без контрольной группы, не говоря о других правилах необходимого для регистрации лекарственных средств двойного слепого рандомизированного плацебо-контролируемого трехфазного исследования. (Если вы поняли не все учёные слова, попробуйте выяснить их значение у продавца БАД, а потом – у грамотного врача). Иногда для того, чтобы заметить следы подтасовки, нужно иметь не только медицинское образование, но и опыт работы с научными статьями. Правила составления экспериментальной и контрольной групп, методы оценки, интерпретация результатов – вещи достаточно сложные, и даже врачи имеют обыкновение не вникать в такие тонкости, предпочитая читать выводы. На чем и играют нечистоплотные дельцы.

Кроме того, не лишена оснований гипотеза о недостаточном содержании в современной пище витаминов, микроэлементов и ряда других биологически активных веществ. Особенно если основу рациона годами составляют макароны и сосиски или фаст-фуд (в англоязычной литературе гамбургеры, «быстрорастворимые» супчики, чипсы, сублимированные ланчи и т. п. часто называют junk food — «мусорная еда»). Так что не приходится удивляться примерно одинаковой по агрессивности рекламе забегаловок быстрого питания и БАДов: их сосуществование — удачный и живучий симбиоз. Людям внушают: если употреблять фаст-фуд и заедать его специальными добавками, это сгладит все недостатки неправильного питания. Кто выигрывает от такого положения вещей — понятно, однако (с о-о-очень большой натяжкой) это может сойти за оправдание существования БАДов.

Очень точное определение возможностей БАДов дано в одном из приказов МЗ РФ аж 1997 года: «Осуществление в физиологических границах регуляции функций организма». Все, что касается вариантов нормы, — потенциальная епархия биодобавок. Как только речь идет об отклонении от нормы, то есть болезни, в дело должны вступать лекарственные средства.

Что делать?
Основное правило — не заниматься самолечением. А как быть, если врач убеждает вас приобрести в дополнение к выписанным лекарствам еще и биодобавку? Да еще в определенной аптеке или на складе и по отдельному рецепту с его личным номером? Если врач банально хочет кушать, а дистрибьюторы добавок подкармливают его процентами с каждого препарата — скажите ему, что все понимаете, но покупать не будете. Однако среди врачей встречаются и бескорыстные любители БАДов, а среди добавок — вполне полезные при данной болезни биологически активные вещества и их комплексы. Если вы сомневаетесь в обоснованности рекомендации, сходите к другому доктору, и если у умных людей мысли сойдутся...

Вам звонят домой, рассказывают о каком-то национальном проекте, специальной программе обеспечения льготных категорий граждан и при этом предлагают приобрести по «специальной цене» некий препарат? По радио призывают позвонить «прямо сейчас» и получить чудо-средство с огромной скидкой? Вспомните про бесплатный сыр и мышеловку. Если есть возможность — пробейте «препарат» по регистру Роспотребнадзора (fp.crc.ru): в нем поименно перечислены все биодобавки, их состав, для чего они могут применяться, какие противопоказания имеют. Есть сомнения — позвоните в представительство Роспотребнадзора или Росздравнадзора.

Относитесь критически к любой рекламной информации. Ведь основная задача ее авторов — заставить вас купить их продукцию. А ваша задача — постараться не навредить своему организму. И в этом деле врач куда более надежный советчик, чем менеджер фирмы по продаже БАДов.

Автор статьи — врач-токсиколог, ведущий блога «Смотровая военврача»

Эпоха антибиотиков: почему она подходит к концу и что нужно делать
Открытие антибиотиков можно смело назвать одним из главных достижений прошлого столетия: число жизней, спасенных благодаря им, измеряется миллионами. Однако не все задумываются о том, что эпоха антибиотиков не вечна. Из-за нашего неразумного потребления бактерии семимильными шагами вырабатывают устойчивость к препаратам.

Пока ученые ищут способы решить глобальную проблему (создать принципиально новые антибиотики, с которыми бактерии еще не сталкивались), каждый из нас может сильно замедлить момент, когда существующие антибиотики перестанут работать. Для этого принимайте их только в случае настоящей необходимости.

Не занимайтесь самолечением!
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Ушные инфекции
Когда сказать «нет»: большинство ушных инфекций не требуют применения «тяжелой артиллерии», особенно у детей старше двух лет. Подождите два-три дня — скорее всего, через этот промежуток времени симптомы исчезнут. Если же нет, обратитесь к врачу повторно и обязательно скажите об усилении симптомов.

Когда говорить «да»: острая, «стреляющая» боль в ухе, которая не проходит в течение нескольких дней и не ослабевает.

Экзема
Когда сказать «нет»: антибиотики бессильны против большинства причин зуда и покраснения кожи. Поэтому, заметив первые признаки экземы, обратитесь к врачу, который назначит правильное лечение.

Когда говорить «да»: антибиотики могут помочь, если вы заметили на коже следы бактериальной инфекции — гноящиеся ранки, ссадины, воспаленные участки кожи. В других случаях антибиотики не нужны.

Респираторные инфекции
Когда сказать «нет»: простуда, грипп, кашель и бронхит. В большинстве случаев эти болезни вызваны вирусами, против которых антибиотики бессильны.

Когда сказать «да»: если кашель не проходит в течение двух недель или дольше или если тест на стрептококковую инфекцию дал положительный результат.

Синусит
Когда сказать «нет»: помните поговорку про насморк, который проходит через неделю, если лечить, и через семь дней, если нет? В этой шутке большая доля правды: насморк, вызванный переохлаждением, обычно и вправду проходит через неделю.

Когда говорить «да»: если симптомы не проходят и не уменьшаются в течение недели, если сопровождаются головными болями, если слизь имеет резкий запах и бурый или зеленый оттенок, вероятнее всего, это инфекция бактериального характера, и антибиотики помогут с ней справиться.

Инфекции мочевыводящих путей
Когда сказать «нет»: если тест показал присутствие в моче возбудителей бактериальной инфекции, но нет никаких симптомов. Как минимум, стоит подождать некоторое время: в норме в организме человека находится некоторое количество возбудителей различных инфекций, но они часто «спят». Курс антибиотиков не только не поможет их убить, но и может привести к образованию бактерий, более устойчивых к антибиотикам.

Когда сказать «да»: если вы ощущаете характерные симптомы, такие как жжение во время мочеиспускания или участившиеся позывы к нему. В этом случае не откладывайте визит к врачу и тщательно соблюдайте все назначения.

Материал предоставлен редакцией издания «Новый очаг»