Шнобелевская премия. Самые нелепые изобретения и не только

Физика: Базиль Одоли и Себастьян Нойкирх за исследование ломающихся макарон. Ученые выясняли, почему сухие спагетти нельзя разломить ровно пополам — практически всегда они ломаются на три-шесть частей, в зависимости от толщины. Оказалось, что в каждой макаронине при сгибании формируются волновые колебания, которые и разрушают спагетти в нескольких местах.

17

Как работают наши биологические часы: существует ли "таблетка для сна"

Если вы когда-нибудь совершали длительные перелеты из одного часового пояса в другой, то прекрасно знаете, какой дискомфорт доставляет джетлаг (от английских слов jet

— реактивный самолет и lag — отставание) — синдром смены часовых поясов. Обычно он сопровождается усталостью, бессонницей, головной болью, потерей аппетита и другими неприятными вещами.

Почему же так происходит? При быстрой смене часовых поясов природный суточный ритм (смена дня и ночи) приходит в несоответствие с нашим циркадным ритмом — внутренними "часами" организма. Они представляют собой циклические колебания активности разных биологических процессов — изменения температуры тела и кровяного давления, выработки гормонов, функционирования внутренних органов. Показать, что у циркадных ритмов исключительно внутренняя природа, удалось только в 1980-х годах, отправив на орбиту грибы Neurospora crassa:

они не меняли циркадные ритмы, даже когда исследователи при помощи освещения имитировали полуторачасовые сутки. Это означало, что биологические часы не зависят от внешних световых или, например, геофизических сигналов. Впрочем, в некоторой степени они все равно подвержены влиянию одного внешнего фактора — продолжительности светового дня.

Циркадные ритмы есть практически у всех живых организмов: сине-зеленых водорослей (цианобактерий), грибов, растений и животных. А в мозге человека ученым удалось обнаружить нейроны, активность которых напрямую зависит от длины светового дня — это значит, организм способен "чувствовать" смену времен года.

Можно ли "перевести" циркадные ритмы, чтобы последствия перелета из Москвы во Владивосток проходили быстро и безболезненно? Ученые исследуют этот вопрос (и сами суточные колебания активности организма) не один десяток лет. В 2007 году Шнобелевской премией в номинации "Авиация" были награждены аргентинцы Патрисия Агостино, Сантьяго Плано и Диего Голомбек. Они установили: хомячки быстрее восстанавливаются от джетлага, если им давать вещество под названием силденафил, известный под торговым названием "Виагра". Изначально силденафил синтезировали как препарат для улучшения кровотока в миокарде и лечения стенокардии и ишемической болезни сердца. Однако в ходе клинических испытаний было выявлено: влияние силденафила на сердечный кровоток минимально, зато он обладает выраженным действием на кровоток в области органов малого таза.

Но вернемся к хомячкам. Все животные были выращены при искусственном освещении: световой день длился 14 часов, а ночь — 10. Затем хомяков рассадили по отдельным клеткам, в каждой из которых было колесо для бега (чтобы лучше фиксировать часы активности грызуна). После 10-дневного пребывания в клетках и привыкания к беговым колесам хомякам устроили шестичасовой "сдвиг часовых поясов", который длился несколько недель: режим освещения клеток изменился так, как изменился бы суточный ритм человека при перелете из Нью-Йорка в Париж (то есть с запада на восток, с переводом часов вперед). При этом одна группа подопытных в день "перевода часов" получила порцию "Виагры", а вторая — нет. Ученые установили, что силденафил в дозировке 10 микрограмм на килограмм тела помог хомячкам на 50 % быстрее восстановить сбитые циркадные ритмы. Меньшие дозировки "Виагры" работали хуже, но все равно немного ускоряли переход к нормальной работе организма.

Диего Голомбек полагает, что силденафил помог хомячкам справиться с джетлагом, потому что в организме увеличилось содержание молекулы под названием циклический гуанозинмонофосфат (cGMP). По мнению ученого, это на какое-то время ускорило биологические часы животных. Этим же объясняется и тот факт, что "Виагра" не помогла грызунам справиться с джетлагом при имитации перелета с востока на запад: благодаря лекарству ускорившиеся циркадные ритмы "нагнали" разницу во времени, но вот перевести биологические часы назад препарат не может.