Fluegegehaumer

Fluegegehaumer

Преподаватель биологии, популяризатор науки, иллюстратор. Автор книги "Армия иммунитета"
На Пикабу
Дата рождения: 1 апреля
47К рейтинг 9192 подписчика 14 подписок 28 постов 28 в горячем
Награды:
Пикабу 17 лет!5 лет на ПикабуЗа COVIDный ликбезболее 1000 подписчиков
233

Опухолевые клетки не любят физкультуру⁠⁠

Накопление мутаций происходит в наших клетках всю жизнь, даже не смотря на эффективные системы починки генома. Однако, далеко не каждая мутация приближает клетку к предательству: безобидные мутации, которые не ведут к злокачественным перерождениям, называют «пассажиры», а которые участвуют в канцерогенезе получили прозвище «водители». «Водителями» становятся мутации в определенных участках генома: например, в генах, ответственных за ремонт ДНК, в генах регуляторов клеточного деления и т.д. По современным представлениям, таких «пьяных водителей» в геноме клетки должно собраться от трех до семи (за редким исключением меньше). Потому не удивительно, что, чем старше становится человек, тем выше шанс появления злокачественной мутантной клетки, которая решит построить свою собственную империю в организме. Ускоряют процесс образования мутаций:

  • наследственность;

  • канцерогенные вещества (табак, алкоголь, загрязненный воздух и др.);

  • радиационное облучение (в частности воздействие ультрафиолета);

  • ожирение и связанный с ним метаболический синдром.

А вот физические нагрузки, как оказалось, действуют позитивно на общую сопротивляемость организма злокачественным клеткам. Каким образом это происходит, читайте далее.

Немного про энергетику

Основным путем добычи энергии у клеток эукариот (мы с вами эукариоты, если кто забыл) обычно является окисление глюкозы с помощью кислорода — аэробный распад. Это очень эффективный и прогрессивный способ выжать энергию из органики. Происходит данный процесс в митохондриях (энергетических органеллах клетки), при этом из одной молекулы глюкозы на выходе получается аж 36 молекул АТФ (универсальных энергетических единиц). А более древним и унылым способом выудить из глюкозы АТФ является анаэробный (бескислородный) распад, который происходит с помощью ферментов в цитоплазме клетки. При этом получается всего 2 молекулы АТФ, но зато этот процесс не зависит от наличия кислорода и митохондрий.

В клетках высших животных используются оба варианта добычи энергии, причем бескислородный распад у большинства клеток обычно является запасным: его активность подавляет присутствие кислорода (эффект Пастера) и включается он в состоянии кислородного дефицита. Например, в мышцах во время самого начала интенсивной работы (пока организм не успел перестроить режим сердца и легких) или во время продолжительных высоких физических нагрузок (как дополнительный источник энергии).

Эффект Варбурга

Лауреат нобелевской премии Отто Генрих Варбург почти 100 лет назад обнаружил, что большинство опухолевых клеток (не все!) отличаются от нормальных клеток странным метаболизмом: основным источником энергии у них является бескислородный распад. При этом происходит он в присутствии кислорода, что не согласуется с эффектом Пастера. Этот процесс получил название эффект Варбурга. Для сравнения: нормальные клетки обычно используют кислородный распад для получения до 90% всей АТФ, бескислородный — для получения 10% АТФ. Опухолевые клетки, проявляющие эффект Варбурга, используют бескислородный распад для получения до 50–60% АТФ.

При чем тут физкультура?

Злокачественные клетки обычно отличаются очень активным метаболизмом, который позволяет им быстро делиться — от скорости деления зависит судьба мутантного клона. Но если они при этом проявляют эффект Варбурга (сидят на неэффективном энергообеспечении) — то глюкозы им для такой бурной жизнедеятельности нужен вагон и маленькая тележка. В общем, жрут они дофига, и тут на сцену выходят мышечные клетки, которые тоже покушать не дураки. Как полагают исследователи, активно работающие мышцы вступают в конкурентное противоборство за глюкозу с клетками-отступниками. И не только.

Анализ 20-летних данных наблюдения за группой людей (n = 2734; 1302 женщины) показал, что высокоинтенсивные упражнения значительно снижают скорость роста и риск метастазирования некоторых опухолей. А в трех моделях меланомы у мышей физические нагрузки перед инъекцией рака также значительно защищали зверей от метастазов в отдельных органах (ссылка на исследование: https://aacrjournals.org/cancerres/article/82/22/4164/710131/An-Exercise-Induced-Metabolic-Shield-in-Distant ) Похоже, что активные миоциты «объедают» опухолевые клетки. От самой опухоли это, конечно, не избавляет, но на голодной диете не сильно-то разгонишься расти и метастазировать. Кроме того, как считают исследователи, мышечная активность перепрограммирует метаболизм некоторых органов, делая их среду неблагоприятной для расселения и развития перерожденных клеток.

Дело в том, что распространение метастазов для опухоли — очень проблематичный процесс, в котором приживаются всего 0,01 % процентов клонов. В органах налажена многоступенчатая защита от подобных самозванцев (их там не хлебом-солью встречают), потому, чтобы повысить шансы на успешную экспансию, клетки опухоли готовят для этого «почву». В 1889 г. британский хирург С. Педжет опубликовал свою теорию под названием «seed and soil» (от англ. – семена и почва), согласно которой клетки первичной опухоли не просто рассылают свои клоны во все стороны, а заранее подготавливают органы к приему метастаз. Для этого опухоль выделяет экзосомы – пузырьки с коктейлем из цитокинов (информационных молекул), транскрипционных факторов (приказов, изменяющих активность генома), факторов роста и т.д. Эти экзосомы располагают клетки других органов быть более дружелюбными и гостеприимными по отношению к потомкам опухоли, образуя так называемые преметастатические ниши.

Мышечные клетки в ответ на сокращение тоже выделяют большое количество разнообразных активных молекул. Эти молекулы имеют общее название миокины и действуют как в пределах мышцы, так и на других уровнях: попадая в транспортную систему крови, они обеспечивают взаимодействие между мышцами и другими органами. Так мышечная ткань «общается» с мозгом, жировой, костной тканью, печенью, кишечником, поджелудочной железой, сосудами, кожей и здорово влияет на их работу. Судя по всему, активность скелетных мышц также перепрограммирует клетки других органов и мешает опухолевым отступникам создавать «уютные гнездышки» для своих отпрысков.

Как именно это происходит - точно пока еще не ясно, но это точно еще одна причина полюбить физкультуру.

Опухолевая клетка и клетки организма после занятия физкультурой. Рисунок автора

Опухолевая клетка и клетки организма после занятия физкультурой. Рисунок автора

Текст частично взят из моей книги «Иммунная армия. Как два триллиона микросуществ хранят ваше здоровье и как им помочь» https://www.piter.com/collection/all/product/armiya-immuniteta-kak-dva-trilliona-mikroskopicheskih-suschestv-hranyat-vashe-zdorovie-i-kak-im-pomoch#tab-4

Кстати! Презентация книги состоится в Доме книги (СПБ) 23 октября 2026 года (пятница), в 18:00. Если кто будет мимо пробегать – заглядывайте, познакомимся.

А перед этим, 22 октября я читаю в СПБ научно-популярную лекцию «Разум без мозга. О чем думают ваши клетки?» Подробности можно будет узнать здесь: https://vk.ru/zanudascience

Приходите, буду рада пожать лапу и пообщаться)

Показать полностью 1
146

Принцип движения амеб (спойлер - тюбик тоже изобрели одноклеточные)⁠⁠

Как клетке приходит в голову (ну или что у нее там?) начать куда-то двигаться? Один из вариантов: в ответ на определенный значимый стимул (световой, химический, температурный) в клетке запускается перестройка цитоскелета из актина. Актин - глобулярный белок, способный полимеризоваться - собираться в длинные нити. Если сигнал желанный для клетки (например след чего-то вкусного) в эту сторону начинает расти целый букет актиновых волокон. Само по себе быстрое удлинение нитей актина приводит к возникновению движущей силы в направлении роста этих нитей, и таким образом образовывается выпуклость – та самая пресловутая ложноножка, или псевдоподия. Она будет тащить клетку в направлении положительного стимула, в надежде, что там можно будет чем-то полезным поживиться.

В ответ на отрицательный стимул (например яркий свет, который для существа может быть опасен) цитоскелет тоже начнет удлиняться, но только в противоположном направлении. Чтобы сдриснуть утащить клетку подальше от неприятностей.

Таким образом, кстати, на время движения определяется передний и задний конец амебы. Да, у вас передний и задний конец всегда на одном месте с рождения, но это вовсе не значит, что так у всех. У амебы, как видите, все условно: перед и зад у нее появляются по мере необходимости. Ползет влево, значит зад – справа.

Из интересного: когда молекула полимера на одном конце разбирается и укорачивается, а на другом надстраивается и удлиняется, она постепенно продвигается в пространстве и может так уползти на приличное расстояние. В большом мире трудно найти аналоги такому типу движения, а в физической химии его называют протягивание.

Более подробно о принципах движения клеток - в том числе и наших, человеческих, можно узнать в моей книге "Армия иммунитета", в главе "Перед и зад по мере необходимости".

Кстати! Спасибо всем, кто приобретает бумажную версию книги: глядишь, так дорастем и до твердой обложки) И допишем еще две книги серии человек изнутри.

Показать полностью
255

Микроскопические корабли бороздят просторы морской вселенной⁠⁠

Плутеусы, увеличение примерно в 200 раз

Плутеусы, увеличение примерно в 200 раз

Детенышей многих малоподвижных морских животных можно сравнить с подводным флотом, функция которого - экспансия. А некоторые из них даже выглядят как космические корабли. На фото - плутеусы (от лат. pluteus — щит), личиночная стадия морских ежей и офиур, которая помогает этим животным занять новые территории. Конечно, больше в расселении крохам способствует течение, но эти чумовые штуки способны и самостоятельно передвигается в толще воды.

У плутеуса есть известковый скелетик, ротовое отверстие, желудок, кишечник и анус - все что для счастья надо. А средством передвижения выступают многочисленные ресничные клетки. За счет биения ресничек неопознанный микро-объект движется в толще воды и заодно загоняет в широко раскрытую ротяру еще более микроскопических обитателей планктона (например, диатомовые водоросли).

На видео ниже можно хорошо рассмотреть ротовое отверстие (на 40 сек) и работу околоротовых ресничек, создающих ток воды в глотку и далее в желудок. Желудок выглядит как круглый пузырек внутри кораблика. А если вы по фото представили, что плутеус передвигается острой верхушкой вперёд, что для корабля было бы логично... То нет. Как видите, плывет он широкой стороной, слегка вынося мозг. Обтекаемость так определённо хуже, но самой личинке больше важна не эффективность передвижения, а эффективность поедания. Конструкция устроена так, чтобы двигаться ртом вперед, как ловчий зонтик.

Показать полностью 1
162

Как креветка обзавелась глазами, а бычок - домом (сказка на реальных событиях)⁠⁠

Может пригодится родителям и педагогам, как яркий пример взаимовыгодного сотрудничества прямиком из природы

Креветочный бычок (или бычок-сторож) и креветка-щелкун семейства Альфеиды. Иллюстрация автора

Креветочный бычок (или бычок-сторож) и креветка-щелкун семейства Альфеиды. Иллюстрация автора

На коралловом мелководье жила-была рыбка под названием бычок. С быками она ничего общего не имела, а название получила просто заодно в честь каких-то своих дальних родичей, у которые на жаберных крышках были выросты, похожие на рожки. Говорят, в случае опасности эти самые дальние родичи могли растопырить жабры с "рожками" и отпугнуть слабохарактерных врагов, за что и получили прозвище "бычок". Но бычок, о котором этот рассказ, так делать отродясь не умел. Он был просто… бычок.

С размерами этому бычку тоже не повезло – если другие родичи вырастали до 20-40 сантиметров, то этот доходяга дотягивал всего до 5-8. В лучшем случае до 10. Отмеряйте сейчас пальцами 10 сантиметров и станет ясно, что с такими размерами ты точно не боец. Да и не пловец – если крупная рыба поблизости зевнёт, то тебя попросту засосёт внутрь её пасти, хвостом махнуть не успеешь. Неудивительно, что маленькому бычку приходилось быть крайне осторожным и следить в оба. Для "следить в оба" необходимо как минимум хорошее зрение, потому те бычки, которые видели никудышно, закончились первыми – их съели морские окуни, крылатки да мурены. В конце концов остались лишь самые зоркие и лупоглазые, и со временем острое зрение у маленьких бычков стало их отличительной чертой. Но даже огромные глазищи не всегда спасали кроху от хищной пасти.

Как-то один такой бычок, удирая от окуня, нашел себе временное убежище между толстыми бочонками асцидий.

Бычок среди асцидий. Иллюстрация автора

Бычок среди асцидий. Иллюстрация автора

Асцидий в подводном мире не сильно уважали: они были глупыми и невкусными. Но зато безобидными – потому прятаться среди них было удобно. Эти странные животные торчали на одном месте и только и делали, что фильтровали воду: втягивали её в одно отверстие и выпускали через другое. Всё вкусное, что при этом попадалось – в основном это был микроскопический планктон – оседало в желудке. Судачили, что раньше асцидии были более подвижными – может быть у них был даже хвост. А упростились они до фильтрующего мешка с желудком из-за изобилия еды в воде. Ну, и потому, что самих асцидий никто особо не ел, разве что в самый голодный год. А в природе так: если у тебя отпала надобность искать еду и убегать от желающих сделать едой тебя – то становится не нужен ни хвост, ни мозг. Сиди себе на месте, как мешок с двумя дырками, фильтруй да переваривай. Естественно, в компании таких существ бычку скоро стало скучно.

Вдруг, внимание рыбки привлек слабый шум. Если вы думаете, что под водой звуков нет или рыбы ничего не слышат – то это не так. Вода отлично проводит звук. Мало того, он распространяется даже быстрее, чем в воздухе (почему так - узнаешь на уроках физики). А насчёт слуха у рыб – так у них есть уши, хоть они и не торчат лопухами, как у нас. Уши у рыб внутренние и не имеют ни выходов наружу, ни ушной раковины или барабанной перепонки, а звуковые колебания передаются непосредственно через рыбью голову. Но это еще не все: рыбы способны «слышать» звуки не только своим котелком, но и телом. Хотя слухом это можно назвать с натяжкой: скорее, это некое чувство, позволяющее воспринимать низкие вибрации. Позволяет это делать так называемая боковая линия, расположенная, судя по названию не где-то, а на боках рыб. А ещё, некоторым помогает слышать плавательный пузырь... В общем, рыбы отнюдь не глухие, забудьте об этом.

Бычок прислушался. Шуршал песок и мелкие камешки. Это могло быть что-то вкусное: может, артемия копошится, или креветка – любимая еда бычка. Бесшумно петляя между асцидий, он поплыл на звук. И действительно обнаружил креветку! Но только эта креветка оказалась размером с половину бычка и не поместилась бы ему в пасть (что было, конечно, жаль). А шумела она потому, что рыла нору.

Глядя, как ловко креветка это делает, бычок невольно позавидовал её конечностям. Их было много, они были разные: пара ногочелюстей, пара клешней покрупнее, клешни помельче (похожие на ловкие щипчики), грудные ходильные ноги и еще какие-то мелкие плавательные ножки под брюшком. Креветка лихо управлялась со всем этим НОГОчисленным хозяйством: как маленький бульдозер выталкивала груды песка подальше от входа в жилище, деловито отбрасывала клешнями крупные осколки ракушек. Потом исчезала в темноте норы и возвращалась с новой порцией строительного мусора.

«Вот бы мне такие инструменты,» - подумал бычок, скосив лупатый глаз на свои мягкие плавники, совершенно непригодные для рытья. Будь у него такие приспособления - не нужно было бы постоянно убегать или искать куда спрятаться: можно было бы сделать убежище самому, в любом уголке кораллового рифа. Так, наблюдая за работой креветки и мечтая о паре клешней, бычок умиротворённо задремал - очень уж он устал улепётывать сегодня от окуня. Сон у рыбок сильно отличается от сна человека. Рыбы не имеют век, поэтому их глаза открыты всё время, и в период сна они способны в какой-то мере следить за окружающей действительностью, благодаря чему могут спастись от хищников. Но наш бычок так заснул, что за действительностью не уследил. Пока ему на голову не прилетел сюрприз - креветка-строитель вывалила на него целый бархан песка и мелких камешков.

– Э, ты чего??? – возмутился бычок. (А вот говорить ни рыбы, ни креветки не умеют, но мы немного пофантазируем, чтобы понять, что произошло дальше)

– Кто здесь? – подпрыгнула креветка. Её длинные прозрачные усы стали быстро ощупывать дно вокруг.

– Кто-кто… Рыба. – подозрительно косясь одним глазом на креветку, ответил бычок. – На которую ты высыпала кучу мусора.

– Прости, рыба! – креветка в раскаянии заломила тонкие клешни. – Я обычно живу в темноте норы, и потому очень плохо вижу…

– А чего тогда вылезла? – проворчал бычок, отряхивая плавники. – Я-то тебя не съем, потому что не по размеру, но тут неподалёку здоровенный окунь охотится.

Креветка ещё больше занервничала и засеменила своими многочисленными ногами.

– Так нору нужно постоянно обновлять, иначе она обрушится. И я тогда останусь не только полуслепая, но и без убежища.

Креветка потрогала бычка усиками, чтобы убедиться, что перед ней действительно маленькая рыбка.

– Сочувствую, – признался бычок, терпеливо позволив креветочным усам ощупать свои глазищи. Он как никто другой понимал проблемы креветки.

И тут ему пришла идея.

– Слушай, а давай я покараулю. Я всё равно тут собирался поохотиться. Ты работай, а усами постоянно держи связь с моим хвостом - вон они у тебя какие длинные. Я вижу хорошо, и если что – подам знак. Дерну в сторону хвостом - значит нужно улепётывать в нору.

Креветка в восторге всплеснула клешнями.

Так и поступили. Расположившись недалеко от норы креветки, бычок стал охотиться за вкусной артемией, которой в этом месте оказалось предостаточно. Креветка, не спуская усов с его хвоста, продолжила ремонт норы.

Идиллия длилась, пока из-за поросшего кораллами камня не показалась губастая морда морского окуня. Бычок, в пасть которому только что угодила жирная артемия, оказался к такому повороту не готов. Он успел дёрнуть хвостом, предупредив креветку, но самому ему до зарослей асцидий было слишком далеко. Потому малец тоже ткнулся в креветкину нору. Где благополучно застрял. Но зато окунь проплыл мимо, не заметив его дрожащий хвост.

Если вы думаете, что история на этом закончилась – то нет. Креветка откопала застрявшего бычка, тот благополучно выбрался, но они не поспешили расстаться.

Прятаться вместе в одной норе бычок и креветка продолжают и по сей день. По обоюдному согласию. Бычок стоит на страже, охотясь поблизости от их общего жилища. Креветка сделала проход пошире, и, ухаживая за норой, она держится длинным усиком за хвост своего зоркого соседа. Как только появляется хищник - оба прячутся в норку. Также креветке перепадают остатки трапезы бычка (чему она несказанно рада, так не нужно слишком далеко отходить от дома), и за это она очищает своего товарища от паразитов своими ловкими щипчиками.

Когда подводном мире темнеет, бычок с креветкой баррикадируются в уютной норе – и никакие ночные хищники им не страшны. Так, благодаря сотрудничеству, слепая креветка обзавелась зоркими глазами, а маленький бычок – умелыми клешнями. Кстати, некоторые такие парочки даже приобрели одинаковую окраску, от чего выглядят потрясающе стильно!

В ролях: креветочный бычок (или бычок-сторож) и креветка-щелкун семейства Альфеиды.

Авторство фото: Steve Childs. Flickr: Gobi and shrimp, CC BY 2.0, <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/kak_krevetka_obzavelas_glazami_a_byichok__domom_skazka_na_realnyikh_sobyitiyakh_14327482?u=https%3A%2F%2Fcommons.wikimedia.org%2Fw%2Findex.php%3Fcurid%3D12894255&t=https%3A%2F%2Fcommons.wikimedia.org%2Fw%2Findex.php%3Fcurid%3D12894255&h=69cf3da1034cfe7af9a662e53ca01f12a078fbf4" title="https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12894255" target="_blank" rel="nofollow noopener">https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12894255</a><!--/noindex-->

Авторство фото: Steve Childs. Flickr: Gobi and shrimp, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12894255

Показать полностью 3
166

Слизереактивный двигатель?⁠⁠

Вы только посмотрите, что эта одноклеточная микроводоросль (рода Клостериум) себе позволяет! Она ползает, вращается и шагает, не имея ни жгутиков, ни ресничек, ни псевдоподий (ложноножек). Особенно впечатляет манера этого "микро-огурца" делать шаг: клетка точечно прикрепляется одним концом к поверхности а потом совершает поворот вокруг точки крепления. Далее микроводоросль может повторить эту процедуру, но прикрепившись уже другим концом. Таким образом клетка может утоптать на приличные расстояния (по рамкам микромира, конечно).


Полагают, что движение клетка клостериума совершает, выделяя слизь из пор своей целлюлозной оболочки. То есть, это, по сути, принцип реактивного движения, когда от тела отделяется какая-то часть (масса) и тем самым сообщает ему ускорение. Короче, если часть массы тела (в данном случае слизь) летит в одну сторону, само тело получает импульс и движется в противоположную сторону. Так что, давайте утрёмся - в микромире "реактивный двигатель" был освоен путём эволюции гораздо раньше, чем его изобрели приматы. К слову, такой принцип движения также наблюдается даже у бактерий. Ну, а то, что он не слишком романтично работает на соплях - что ж, чем богаты.

Пы.Сы. Клетка клостериума должна быть симметричной, эта "кривенькая", потому что недавно прошла деление. У неё одна половинка от материнской клетки, а вторая - новорожденная (она потолще и покороче). Но, буквально через несколько часов "микро-огурец" станет идеальным. Вот таким:

Зеленая водоросль порядка Десмидиевые рода Клостериум. Увеличение примерно в 200 раз.

Зеленая водоросль порядка Десмидиевые рода Клостериум. Увеличение примерно в 200 раз.

Еще Пы.Сы. Кто интересовался электронной версией моей книги про иммунную армию, она уже доступна на сайте издательства: https://www.piter.com/collection/all/product/armiya-immunite...

Показать полностью 1
320

Пацан сказал - пацан сделал. Книга готова!⁠⁠

Привет, Пикабушники! Вваливаюсь с грохотом после долгого отсутствия, в надежде, что кто-то меня еще помнит, обнимаю тех, кто поддерживал в написании книги (от души, братаны). Ну чо: пацан сказал - пацан сделал, книга готова! Правда, ушло на это целых три года... Ну и, есть еще один нюанс: с определенной точки зрения я - вовсе не пацан. Гы.

Ну, поехали.

В первую очередь прошу простить за долгое молчание, во вторую - за то, что писала под мужским ником и долго не вскрывалась. Вышло это сначала случайно, а потом оказалось выгодным (как-то проще выдерживать зуботычины в дружелюбном пикабушном сообществе, хе-хе). На самом же деле Fluegegehaumer - это бывшая стриптизерша. Да, так тоже бывает. В период конца девяностых-начала двухтысячных многие потенциальные биологи, инженеры и педагоги торговали помидорами на рынке, диджеили или махали ногами на сцене, потому вовсе не удивительно, что по первому образованию я артист шоу-балета и программ варьете. Но я остепенилась (честно-честно!), теперь я чебурашка преподаватель биологии и научный журналист, а вместо стрингов и перьев давно ношу пиджак. В прошлом году отхватила первое место на всероссийском конкурсе научно-популярных работ "БиоМолТекст", чем ужасно горжусь https://biomolecula.ru/articles/tvoi-kosti-znaiut-chto-ty-pr... Эта награда мне также дорога, как ачивка "За лучший ковидный ликбез", которую вы для меня вытребовали на Пикабу в 2021.

Всем здрасьте, меня зовут Ксения. Надеюсь, для вас все равно останусь вашим бро (только с сиськами). Подтверждение личности: <!--noindex--><a href="https://pikabu.ru/story/patsan_skazal__patsan_sdelal_kniga_gotova_14176876?u=https%3A%2F%2Fvk.ru%2Fzloi_biolog&t=https%3A%2F%2Fvk.ru%2Fzloi_biolog&h=ce29786a234f4ce6349af733f8d7fb546d7f742e" title="https://vk.ru/zloi_biolog" target="_blank" rel="nofollow noopener">https://vk.ru/zloi_biolog</a><!--/noindex-->

Всем здрасьте, меня зовут Ксения. Надеюсь, для вас все равно останусь вашим бро (только с сиськами). Подтверждение личности: https://vk.ru/zloi_biolog

Теперь немного о самой книге. Конечно, она получилась неидеальная. Я бы оставила побольше фени и расп-дяйства, но за это мне в научном сообществе надавали по губам и послали мыть рот с мылом. Пришлось искать баланс: появилась более мягкая версия изложения, грубый юмор ушел в двусмысленные намеки, углы закруглились (но свой стиль я все же боль-мень отстояла).

По задумке книга изначально называлась "Килограммовая армия" (почему - описано на первых же страницах), однако в издательстве изменили название на более понятное "Армия иммунитета". Ладно, маркетологам виднее. Также был спор с издательством по поводу обложки (если интересно, расскажу эту историю в другой раз), даже запускали народное голосование. И по итогу вышло как в басне "Слон-живописец". Увидите обложку - сразу поймете почему) В общем, внешним видом детища я недовольна, но эти вопросы решаю не я, а целая команда. Тем не менее, несмотря на разногласия, я благодарна издательству "Питер" - они откликнулись буквально через две недели после подачи рукописи (для начинающего автора это просто небывалое везение!) и всего за полгода проделали большую работу по подготовке и выпуску книги в печать.

Ну а в общем - по содержанию и полезности - получилось норм. С помощью сравнений с нашим большим миром и шуточных иллюстраций удалось подробнейше разобрать устройство и работу всех типов иммунных клеток, а также их хитроумные взаимодействия друг с другом. Рассмотрены все основные враги организма (вирусы, бактерии, многоклеточные паразиты, опухолевые клетки). Изучено вооружение, тактики и стратегии боев, механизмы развития заболеваний. Бонусом описана роль иммунной системы в старении человека и даны общие рекомендации, как стареть медленнее и более здоровым (все подкреплено исследованиями). Несмотря на легкость и шуточность, книга весьма широко охватывает тему (от популяций и организмов, до клеточного до молекулярного уровня), залезает в генетику и даже в законы термодинамики, а по ходу объясняет обычные бытовые явления: какова защитная роль воспаления, почему синяк меняет цвет, что такое СОЭ в анализах, кто хранит рисунки татуировок. Короче, годное чтиво для тех, кто хочет как можно глубже понять свое устройство и не довольствуется поверхностными ответами.

В книге более 130 авторских иллюстраций

В книге более 130 авторских иллюстраций

В продаже печатная книга появится с 17 августа, однако сейчас доступен предзаказ со скидкой 10 %, так что, кто хочет приобрести экземпляр - милости прошу. На странице предзаказа можно узнать подробности, поплеваться на обложку, глянуть содержание и полистать отрывок. Ссылка ниже:

https://www.piter.com/collection/all/product/armiya-immunite...

Один из главных персонажей иммунной армии, гранулоцит эозинофил в буйных фантазиях автора

Один из главных персонажей иммунной армии, гранулоцит эозинофил в буйных фантазиях автора

Ну, кажется, на сегодня пока все. Пишите, буду рада, отвечу на все вопросы (если кому надо стриптизные фотки - вышлю бонусом при покупке 1000 экземпляров книги).

С уважением, ваш бро.

Показать полностью 4
493

Мутанты-отступники часть 5. Потеря совести⁠⁠

Серия Мутанты-отступники многоклеточного мира

В науке он носит скромное название: белок p53. Но неофициально его называют «Страж генома» или даже более поэтично: «Ангел-Хранитель». А ещё - "Совесть клетки". В его задачи входит следить за целостностью генома, а если что-то идёт не так – принимать меры. В распоряжении Хранителя - ключи к особым протоколам и маленький чемоданчик с красной кнопкой. Но, давайте по порядку.

В ядре каждой вашей клетки без остановки кипит работа. Одни гены включаются, другие выключаются; с активных генов снимаются копии-болванки и отправляются в цех по производству продукции. Суетятся тысячи бригад работников системы ремонта ДНК: важнейшие инструкции - геном - круглосуточно проверяется на ошибки; все обнаруженные несоответствия исправляются. Дело это чрезвычайно ответственное и жизненно важное, так как всего одна ошибка способна изменить «пока лечилась» на «покалечилась» , а самое страшное - может стать причиной появления мутантной клетки. По причине такой повышенной ответственности бригады работяг-ремонтников не предоставлены сами себе: у них есть контролирующий руководитель более высокого ранга. Тот самый белок р53, Хранитель Генома.

Полагают, что этот начальник был когда-то обычным сотрудником системы ремонта ДНК - это было ещё во времена появления первых беспозвоночных. Позднее р53 "повысился по службе" и обрёл особые полномочия, но по-прежнему сохранил свою изначальную функцию - способность лично участвовать в исправлении ошибок: похоже что начальник по-прежнему может закатать рукава и показать всем Кузькину мать (как надо работать и всё такое).

При благоприятных обстоятельствах небольшое количество Хранителей дежурит в цитоплазме каждой клетки в неактивном состоянии. Их могут пробудить и растормошить три причины. Первая: массовые сигналы о повреждениях генома клетки. Вторая: агрессивные внешние воздействия, которые могут привести к повреждениям генома (гипоксия, тепловой шок, радиация, нехватка стройматериалов и т.д.). Третье: повышенные маркеры стресса, говорящие о том, что в клетке что-то серьёзно пошло не так – она повреждена или «заболела».

Неактивность Хранителей – кажущаяся. На самом деле они не спят на рабочем месте, а постоянно мониторят информацию. Сведения доходят до Хранителей в виде разнообразных сигнальных веществ и молекул. Так как внутри клетки всё основано на биохимических реакциях, по продуктам этих реакций можно выяснить, какие в клетке и вокруг неё происходят процессы. Нужно отметить, что Хранители реагируют на тревожный сигнал не сразу: сначала взвешивают все «за» и «против», производя «анализ» всех поступающих данных. Также они учитывают «мнения» коллег и начальников из других отделов. Только когда все собранные тревожные сигналы начинают превышать определённый порог, Хранители массово активируются. Их концентрация резко возрастает и эта армия уполномоченных направляется туда, куда далеко не каждому сотруднику имеется доступ: прямо в ядро клетки. Чтобы там взять руководство на себя.

Арест или "красная кнопка".

Р53 не просто сотрудник и проверяющий, он – транскрипционный фактор.  Другими словами, этот белок имеет ключи активации к генам, запускающим особые протоколы. Хранители наделены полномочиями включить одни гены, одновременно угнетая другие, и тем самым они лихо перенаправляет процессы, идущие в клетке . Другими словами - меняют её поведение. Так что хранитель р53 – это вам не хухры-мухры, а начальство высшего уровня! В его подчинении, как полагают, от 500 до 1600 генов.

Включив одни необходимые гены и подавив другие, активированные Хранители запускают протокол, налагающий запрет на деление клетки. Это называется «арест клеточного цикла». Мера строгая, но более чем необходимая – клетке с ошибками в кукухе или проблемами со здоровьем ни в коем случае нельзя (иметь детей) допускать деление, так как ошибки могут закрепиться в клонах мутациями. А мутации, как вы помните, в многоклеточном организме смертельно опасны. Но, в пользу гуманности, нужно всё же отметить, что арест клеточного цикла - мера не постоянная, а временная: если клетка в течение определённого срока исправится (отремонтирует геном, восстановит своё нормальное состояние), то Хранители отзывают протокол, запрет снимается и клетка продолжает вести свою обычную жизнь и размножаться. А если клетка не справилась с ситуацией… Ангелочки достают свои "чемоданчики", в которых находятся протокол запуска процесса самоуничтожения. Да, тот самый апоптоз, о котором подробно было тут: Как умирают клетки (часть 2) И клетка решает самовыпилиться, чтобы не подвергать смертельной опасности остальных.

В катастрофических ситуациях, если повреждения в клетке массированные, нет времени на переключение генома и бла-бла-бла, Хранители, даже не посетив ядро, направляются в митохондрии - электростанции клетки. Произведя кое-какие манипуляции с оболочками митохондрий, они буквально "взрывают" клетку апоптозом через электростанцию (митохондриальный путь). В таком случае программа гибели клетки запускается сверхбыстро, в течение получаса.

Так Ангел Хранитель следит за тем, чтобы клетка не превратилась в мутанта и не дала мутантных клонов. И если геном - это «мозг» клетки, то Хранитель р53 – это действительно её «совесть». Ведь именно био-молекулярная машинка р53, исправно работающая по определённым алгоритмам в "мозгу" клетки, ставит организм превыше её собственного клеточного блага, выбирая аккуратную почётную смерть в случае необходимости. Жестоко, но без подобной жертвенности, не был бы возможен ни один многоклеточный организм. Вы были бы невозможны.

Ну, попечалились и хватит: кто-то догадливый кое-что уже понял. Несмотря на все свои полномочия, Хранитель – это всего лишь белок. Значит его инструкция, как и у всех остальных белков, прописана в геноме. Следовательно, в гене-инструкции по сборке Р53 тоже может произойти ошибка. Кто уже подумал об этом?

Мыши в нокауте и Падший Ангел

Свойства белка р53 изучали на нокаутных мышах. Нет, этих мышей не бьют по голове малюсенькими боксёрскими перчаточками - у них из ДНК вырезают (нокаутируют) определённый ген. Так вот, нокаутные по гену Р53 мыши рождались вполне нормальными и ничем не отличались от контрольной группы. До двух-трех месяцев. Потом у них начинали тут и там появляться различные опухоли и они, бедолаги, не доживали до 9 месяцев (при том, что срок жизни мыши обычно 2 года).

Ошибка в гене-инструкции может ослабить бдительность р53, а может превратить Ангела Хранителя в Падшего Ангела: он просто тупо забьёт на свои обязанности, став негодным.

Мутации в одной копии его гена (напомню, каждого гена у нас по две копии), очевидно, приводят к ослаблению контроля за геномом клетки, что повышает вероятность утраты второй копии. В результате клетка полностью теряет контроль за сохранностью наследственной информации и начинает эволюционировать по законам одноклеточных организмов в сторону максимальной автономии и эгоизма.

Изучение генома опухолевых клеток людей показывает, что более половины из них имеют мутации в обеих копиях гена Р53. То есть и мамина, и папина запись в таких случаях является либо испорченной, либо утерянной. В остальных случаях (когда не обнаружено мутаций в р53) находят мутации в тех белках, которые могут Хранителя Генома каким-то образом «заткнуть». Например, сделать так, чтобы к нему не доходила важная сигнальная информация (сбой в пути активации). Также на любой белок в клетке предусмотрена система подавления и даже уничтожения. В частности, уровень р53 в клетке строго регулируется несколькими различными путями. Есть, например, такой белок как mdm2 – он навешивает на р53 особый молекулярные ярлычки, делая ими пометку «негоден» (это называется убиквитинирование). Белки, обвешанные большим количеством таких меток захватывают молекулярные шредеры - протеасомы (и такая фигня в хозяйстве клетки тоже имеется). Протеасома раскручивает помеченную белковую молекулу до первичной структуры - цепочки из аминокислот, и пропускает эту цепочку сквозь себя, попутно «разрезая» на мелкие ошмётки. Так продуманно уничтожаются старые, сломанные и больше ненужные белки. Обрывки из шредера можно далее расщепить до отдельных аминокислот и повторно их использовать для сборки новых белковых молекул.

Если по какой-то причине (мутация, которая приводит к бесконтрольной активации) белок mdm2 станет производиться сверх всякой меры, он может стать причиной подавления совести клетки. А чё – удобно. Навешал на совесть ярлыков «негодно», спустил её в шредер - и живи себе спокойно, наплевав на всех остальных…

«Водители» и «пассажиры».

Далеко не каждая мутация приближает клетку к бессовестному эгоистическому существованию. Безобидные мутации, которые не ведут к злокачественным перерождениям, называются «пассажиры», а которые участвуют в канцерогенезе получили прозвище «водители». «Водителями» как вы уже догадались, становятся мутации в генах, ответственных за ремонт ДНК, в генах начальства, управляющего регуляцией клеточного деления (р53 один из них) и т.д. Так вот, по современным представлениям, таких пьяных «водителей» в «мозгах» клетки должно собраться от трех до семи (за редким исключением). Например, случились две последовательные мутации и клетка полностью утратила совесть. Это ещё не всё: у большинства клеток организма есть предел делений (предел Хейфлика) и размножение эгоиста всё равно в конце-концов остановится. Чтобы создать опасную опухоль, клетке нужно, помимо потери совести, стать бессмертной - обрести суперспособность стволовой клетки делиться бесконечное количество раз. Вот и получается, что закрепившихся мутаций нужно не менее трёх.

По наследству.

Хранитель Генома у каждого индивида имеет "свой характер". Например, у людей есть два генетических варианта р53: у первого варианта в семьдесят втором "слове" прописана аминокислота аргинин, а у второго на этом месте - аминокислота пролин. Первый вариант начальника будет более бдительным и ответственным, чем второй. И это, конечно, хорошо. Но из-за того, что он будет чаще выносить летальный приговор, организм чаще будет обновляться и быстрее истратит свои резервы. Изучение людей с данными полиморфизмами показало, что люди с первым вариантом р53 лучше сопротивляются появлению онкологий, но быстрее стареют. Люди со вторым вариантом показывают большую продолжительность жизни.

Это, конечно, далеко не все наследственные факторы. Самое важное тут: обе ли нормальные копии генов получил индивид от матери и отца. Если по наследству досталась одна сломанная копия - это не страшно, информация будет считываться по здоровому гену. Но при этом количество необходимых для появления опухолевой клетки мутаций сокращается - испортить ведь нужно не две копии, а всего одну. Это и есть та самая "плохая" наследственность. Она случается примерно у 7% людей.

Борьба за выживание

Потеря совести и возникновение эгоиста в сообществе альтруистов запускает конкуренцию и естественный отбор, который в нормальном организме искоренён. Естественный отбор приводит к тому, что из мутантного клона выживают самые приспособленные и неприхотливые варианты клеток: то есть из всех потомков эгоиста выживут наиболее злокачественные. А самое досадное, что каждая опухолевая клетка практически уникальна в своём пути развития - есть лишь какие-то очень общие закономерности, а в деталях генетических мутаций одна опухоль совершенно непохожа на другую. Именно потому нет одного лекарства от всех форм онкологий, именно потому сложно подобрать терапию в каждом конкретном случае.

Тут можно уже закруглять всю серию. Думаю, в общих чертах вы уже разобрались в принципах и механизмах канцерогенеза. Хотя, можно еще рассказать о том, как клетка может заполучить бессмертие, как иммунные защитники распознают мутантов (и почему не распознают). Но половина желающих разобраться уже куда-то пропала, а те, кто стойко выдержал, как мне кажется, уже подустал от этой темы:) Потому планирую ещё одну, заключительную серию с практическим применением знаний: там будет о том, каким образом можно уменьшить мутагенную нагрузку на организм в реалиях обычной жизни, не скатываясь при этом в ипохондрию. А также поделюсь свеженьким исследованием, которое расскажет, почему опухолевые клетки не любят физкультуру.

(Рисунки мои, пишу книгу, тренируюсь на вас, радуюсь обратной связи)

Показать полностью 4
399

Человек изнутри: боевые нейтрофилы и престарелый эритроцит⁠⁠

Удалось заснять на видео иммунных бойцов: а если точнее, активированных нейтрофилов, которые грозно рыщут среди эритроцитов в поисках кому бы навалять. Если врагов на горизонте не вынюхано, то нейтрофилы, как и все остальные лейкоциты крови, циркулируют в кровотоке, прикинувшись безобидным шариком для пинг-понга. А если появляются сигналы воспаления от других боевиков или следы жизнедеятельности врага, то они активируются: принимают устрашающую амёбообразную форму, мигрируют в место наибольшего скопления сигналов и начинают шастать в поисках нарушителей. Дергающиеся в припадке палочкообразные пиндюльки - это те самые бактерии-нарушители, из-за которых нейтрофилы так раздухарились. В норме их в крови нет (ну почти, сейчас на эту тему ведутся ярые научные дискуссии). Но этот образец был специально взят из места локального бактериального воспаления (по-русски - прыща). Кстати, на 49 секунде видно, как нейтрофил сожрал бактерию - она влетает в его "желудок" со свистом пули.

Видео ускорено в 6 раз, увеличение примерно в 1000 раз. Видны нити фибрина, которые способствуют сворачиванию крови и образованию тромба.

Примерно на 1,3 минуты в правой стороне экрана затесался стареющий эритроцит - эхиноцит (клетка, похожая на пупырчатого ёжика). Эритроциты - "безмозглые" клетки. Ядро вместе с генами они "выплёвывают" на одной из стадий созревания и потому живут всего около двух-трёх месяцев: думать им нечем, инструкций по сборке необходимых предметов быта тоже нет, а это значит, что они не могут обновляться - банально чинить самих себя. Даже элементарную шпатлёвку для обтрепавшихся стен не в состоянии сделать, бедолаги. Их запасы антиоксидантов (молекул, которые защищают от окисления и порчи имущества ) со временем истощаются, мембрана (оболочка) теряет эластичность и способность принимать дисковидную форму, на ней появляются вздутия. Эритроцит превращается в пупырчатый шарик и в конце концов разваливается. Обычно таких потрёпанных на службе старичков обнаруживают и вылавливают макрофаги селезёнки или клетки Купфера (печень). Они их фагоцитируют (жрут, ага, чего тут скрывать) и грамотно утилизируют, пуская на вторсырьё - дело в том, что гемоглобин, который возят эритроциты - опасный груз, и лучше ему в кровоток не попадать. Например, он может закупорить нефроны почек и вызвать острую почечную недостаточность. Путем внутриклеточной утилизации (смотри: пожирания) ликвидируется 80-90 % старых эритроцитов. Но если даже эритроцит лопнет прямо в кровотоке, на этот случай также есть защита: циркулирующие в плазме специальные белки, которые связываются с гемоглобином или с освободившимся гемом. Образовавшиеся белковые комплексы быстро поглощаются паренхиматозными клетками печени. Главное, чтобы разрушающихся прямо в кровотоке эритроцитов не было слишком много.

На что способны вооруженные по самую цитоплазму нейтрофилы у меня тут: Пожиратель и его смертельная ловушка (солдаты иммунной защиты)

А очередной пост серии про механизмы канцерогенеза готовится. Скоро: про хранителя генома и совесть клетки.

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества