В чём секрет быстроты и силы схватывания супер-клея? История открытия и внедрения в повседневность. Как пригодился в медицине? И как может пригодится для решения проблемы многоразового использования пластика?
Правда ли, что неандертальцы были чернокожими? Почему их изображают белокожими? Почему не стоит верить музейным реконструкциям?
Об этом и многом другом рассказывает Станислав Дробышевский, антрополог, кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
На водоочистных сооружениях России применяют различные химические реагенты и фильтрующие компоненты, такие как уголь и песок. В процессе эксплуатации станций накапливается отработанный осадок, который традиционно хранится на полигонах. Годовой объем даже от одного города может превышать 3 000 тонн. Сегодня научное сообщество ищет решения для его эффективной утилизации, в том числе с помощью извлечения из техногенного сырья ценных компонентов для промышленного использования. Ученые Пермского Политеха исследовали перспективность реализации водоочистных отходов в строительной отрасли, а именно в производстве керамических кирпичей. Выявленные свойства осадков и параметры их переработки обеспечат получение качественного продукта и расширят возможности применения многотоннажных отходов.
Статья с результатами опубликована в сборнике «Инновации в строительстве. Технологии КНАУФ», 2024 год. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Сейчас активно исследуют прогрессивные методы утилизации водоочистного осадка, когда из техногенного сырья извлекают компоненты, полезные для химического, металлургического и других производств. Однако наибольшее распространение его использование получило в сфере строительства при получении вяжущих веществ, пористых заполнителей и керамических материалов.
Такие отходы могут применяться в качестве модификатора для производства кирпичей. При этом предлагаемые в настоящее время методы его получения и введения в керамический состав имеют свои недостатки, например, итоговый продукт не всегда соответствует требуемой прочности и морозостойкости. Также использовать сырье в исходном состоянии трудно из-за его значительной влажности – более 45-60%. Для качественной переработки в новый материал необходимо добавлять различные технологии уплотнения, кондиционирования и механического обезвоживания.
Ученые Пермского Политеха изучили особенности применения угольного отхода и осадка, образованных от крупного водопроводного очистного сооружения, и выявили оптимальные параметры их введения и обжига в составе керамической массы.
Из-за обработки воды химическими реагентами образуется осадок, состоящий из растворимого в воде сернокислого алюминия, малого количества сульфата железа и других соединений. Он представляет собой тонкозернистую смесь, а его элементный состав схож с глинистым сырьем, что позволяет рассматривать его в качестве модификатора глиняной массы для производства керамических изделий. Угольный отход – это похожая на песок черного цвета рассыпчатая сухая смесь, в состав которой входит преимущественно углерод и сульфат натрия.
– Чтобы оценить, как оба вида отхода станции водоподготовки влияют на свойства глинистого сырья, мы подготовили составы, у которых определяли одни из важнейших показателей: плотность, пластичность и формовочную влажность. От них в дальнейшем зависит прочность, морозо- и трещиностойкость готового продукта. Также исследовали их наиболее оптимальное содержание в составе керамической массы: осадка в количестве 10, 20 и 30%, угольного отхода – 10,15 и 20%, а температуру обжига – 950, 1000 и 1050°С, – рассказывает Виталий Шаманов, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение», и.о. декана строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук.
Политехники отмечают, что по сравнению с бездобавочным составом у керамической массы с содержанием 20% осадка на 71% увеличивается показатель пластичности, что указывает на большую функциональность изучаемого отхода в промышленности.
– Результаты экспериментов показали, что введение в состав угольного отхода свыше 20% и осадка свыше 30% нерационально из-за значительного ухудшения формовочных свойств. Введение же отходов 14,2 % и 15% соответственно при температуре обжига в 1050°С позволяет получить изделия с нужными показателями плотности и уровнем водопоглощения, – объясняет Виталий Шаманов.
Исследование ученых Пермского Политеха показало, что совместное введение отходов водоочистных сооружений в состав глиняной массы позволит комплексно улучшить физические свойства керамических кирпичей. Реализация полученных результатов при переработке осадков повысит перспективность их вторичного использования в строительной отрасли.
Итак, вы решили отдохнуть и провести пару дней вдали от цивилизации на необитаемом острове. Пляж, пальмы, прозрачная вода, свежие фрукты — полная перезагрузка. Все это обязательно надо… сфотографировать! Однако у телефона осталось 5% зарядки, и розетки поблизости нет. Как подзарядить гаджет?
Простейшая батарейка — это гальванический элемент. Его легко смастерить, погрузив в электролит электроды — два фрагмента разных металлов. Начнется химическая реакция, в результате которой на одном фрагменте металла станут накапливаться отрицательные заряды, на другом — положительные: возникнет напряжение.
В диких условиях электролитом послужат растворы кислот и солей, которые есть во фруктах. Чтобы превратить фрукт в источник тока, нужно воткнуть в него два предмета из разных металлов. Например, фольгу от шоколадки и монетку или проволоку и гвоздь. Лучше всего использовать цинк и медь: первый металл, более активный, будет «минусом», второй — «плюсом».
Батарейка, собранная из нескольких лимонов. Фото iStock
Фруктовая батарейка выдаст очень маленькое напряжение — 0,5–1 вольт. Для зарядки гаджетов обычно нужно 5 вольт. Значит, понадобится несколько последовательно соединенных лимонов или апельсинов. Воткните электроды попарно в каждый плод и соедините их проволокой: «минус» одного фрукта к «плюсу» другого.
Отличить более активный металл от менее активного можно по косвенным признакам: при замыкании цепи на более активном («минусе») в электролит будут выделяться пузырьки.
Теперь возьмите USB-кабель (он у вас с собой, правда?) и аккуратно разберите конец, к которому подсоединяется электровилка. Нужно оставить пару контактов для тока: красный «плюс» и черный «минус». Прикрутите их к выходам «фруктовой батареи» — и наблюдайте за зарядкой! Если заряд не прибавляется, возможно, вы перепутали полярность. Тогда попробуйте поменять контакты местами: при таком низком напряжении эксперименты с полярностью смартфону не навредят.
Найти электролит на острове несложно: если вы съели все фрукты, подойдет морская вода. Это коктейль из минералов и ионов, позволяющих проводить электричество.
Благодаря химическому составу морская вода — хороший электролит
Чтобы собрать водную батарейку, нужно налить электролит в емкость (например, половинку кокоса или ракушку) и разместить в ней электроды так, чтобы они не соприкасались. В остальном все так же, как с фруктами: объедините последовательно несколько ячеек и подключите смартфон.
Батарейку можно соорудить из дерева. Принцип тот же: если взять железный гвоздь и поглубже вбить его в ствол, а рядом в почву поместить медную трубку, между ними вспыхнет слабая искра энергии. Дерево в этой схеме выступает электролитом: по стволу из земли поднимается жидкость, насыщенная солями, которые способствуют переносу зарядов.
В дереве в роли жидкости, проводящей ток, выступает сок, который циркулирует по стволу
Для превращения в батарейку лучше выбрать лиственное дерево: исследования показали, что химический состав хвойных пород сокращает разность потенциалов, из-за чего напряжение в самодельной сети снизится. Уменьшится напряжение и в том случае, если вбить в ствол все электроды.
Если нужен более мощный источник тока и у вас под рукой случайно оказался набор юного электрика, соорудите небольшую ветроэлектростанцию. Для нее потребуются лопасти (например, из дерева), медная проволока и магниты.
Главный секрет ветрового генератора — электромагнитная индукция: при движении магнита вокруг проводника возникает электродвижущая сила, которая создает ток в цепи. Ветер вращает лопасти, закрепленные на оси. К оси крепится диск с магнитами. Рядом находится неподвижная катушка из медной проволоки. Чем быстрее вращение и чем больше витков проволоки в катушке, тем выше напряжение и мощность.
После запуска самодельной электростанции придется превратить переменный ток в постоянный, иначе зарядить смартфон не получится. Для этого пригодятся трансформатор, диоды, конденсатор и инженерная смекалка. Главное — подойти к задаче творчески и помнить, что наука работает даже на необитаемом острове.
Микроструктура исследуемых сталей в районе впадины резьбы
Для добычи нефти из скважин больших глубин используют штанговые глубинные насосы, которые в процессе эксплуатации подвергаются высоким нагрузкам. Особенно это сказывается на одной из важнейших частей устройства – насосном штоке. Это цельный металлический пруток, который толкает плунжер, создавая необходимое для перекачки нефти давление. Работа оборудования в суровых условиях приводит к появлению коррозии на резьбе детали, из-за чего его материал в дальнейшем разрушается. Для стабильной работы насосов необходимы методы, предотвращающие быстрое изнашивание таких элементов. Ученые Пермского Политеха предложили способ локального упрочнения насосных штоков с помощью технологии индукционной термической обработки. Применение разработанных рекомендаций на практике обеспечит надежность и долговечность скважинного оборудования в агрессивных условиях, свойственных горнодобывающей отрасли.
Статья с результатами опубликована в журнале «Черные металлы», 2024 год. Работа выполнена при поддержке АО «ЭЛКАМ-нефтемаш».
В большинстве случаев разрушение насосного штока нефтедобывающего оборудования происходит из-за появления коррозии во впадинах резьбы. А внешняя нагрузка и возникающие напряжения в детали усугубляют этот процесс. Традиционные методы повышения долговечности, в том числе добавление благородных элементов в металл или химическая очистка от вредных примесей, часто экономически нецелесообразны, особенно для изделий с невысокой рентабельностью. Поэтому для улучшения качества штоков востребовано именно локальное упрочнение, которое сочетает в себе простоту и финансовую выгоду.
Ученые Пермского Политеха предлагают использовать технологию индукционной термической обработки. Это процесс, при котором металл нагревается под действием мощного электромагнитного поля, в ходе чего его структура меняется и становится более прочной.
Сама технология в последнее время все активнее применяется на предприятиях для высокотемпературной обработки металлов. Она отличается быстрым нагревом, низкими затратами и потреблением электроэнергии, высокой производительностью, а также простотой применения, мобильностью оборудования и даже современной высокой экологичностью.
Политехники разработали и апробировали режим локального упрочнения насосного штока индукционной термической обработкой в виде нагрева металла и последующего охлаждения. Для эксперимента использовали заготовки из распространенных в нефтяном машиностроении марок стали 40Х и 38ХГМ.
Индукционным нагревателем образцы закаляли с температуры 850°С и опускали на 600°С или 400°С. Для каждого применяемого режима рассчитывали вероятность разрушения при их нагружении. После обработки испытывали их прочность, создавая переменную нагрузку на внешнюю поверхность на специальном испытательном стенде собственной разработки. Также исследовали микроструктуру и микротвердость полученного материала.
Результаты эксперимента показали, что индукционная термическая обработка значительно повышает усталостную прочность образцов, то есть их стойкость к внешним циклическим нагрузкам. Лучшим режимом оказалась закалка с 850°С и последующий нагрев для отпуска на 400˚С.
– Мы также рассчитали экономический эффект от внедрения приведенных в исследовании результатов и рекомендаций на предприятия. Он формируется за счет существенного снижения затрат на материал. Только для штоков, рассмотренных нами, суммарное снижение производственной себестоимости можно ожидать на уровне 2,2 млн в год, что способно повысить рентабельность штанговых глубинных насосов на 7,66%, – поделился Станислав Мольцен, аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, директор по качеству АО «ЭЛКАМ-нефтемаш».
Ученые Пермского Политеха доказали, что технология индукционной термической обработки способна улучшить механические свойства резьбовых деталей нефтяного насосного оборудования. Рекомендованные режимы повысят прочность насосных штоков и обеспечат их надежное использование в глубинной нефтедобыче.
Это не пересказ плохого детектива. В Нидерландах, в городе Ассен, ограблен музей Дренте, где проходила выставка «Дакия – земля золота и серебра». Дакия – древнее государство, существовавшее в Восточной Европе до того, как эти земли были захвачены римлянами. Экспонаты для выставки предоставил Национальный исторический музей Румынии, это более 600 артефактов, включая золотые и серебряные изделия.
Жемчужиной экспозиции был золотой шлем Коцофенашти, обнаруженный почти 100 лет назад в румынской деревне Пояна Коцофенешти. Его возраст оценивается в 2500 лет. Вес шлема около 1 кг, и изготовлен он с удивительным мастерством. Поверхность изделия покрыта замысловатыми узорами, в передней части изображена пара глаз. Такой стиль был характерен для гето-дакийских мастеров.
Ночью, 25 января, в 3:45, полиция получила сообщение о взрыве, прогремевшем в музее. Взрыв повредил здание музея и близлежащие объекты, но никто не пострадал. По прибытии полицейские обнаружили, что бронированная входная дверь вскрыта. Камеры видеонаблюдения запечатлели трёх грабителей в капюшонах, вошедших в музей и взломавших витрины с артефактами.
Помимо шлема, злоумышленники прихватили три дакийских золотых браслета возрастом около 2000 лет.
Спустя 30 минут около автомагистрали в 7 км от музея был обнаружен сгоревший серый автомобиль. Выяснилось, что машина угнана в соседнем городе Алкмар. Вероятно, грабители уехали на ней с места преступления, затем пересели в другое транспортное средство, а машину на всякий случай сожгли.
До закрытия выставки оставалось несколько дней...
В пресс-релизе генеральный директор музея Дренте Гарри Тупан назвал инцидент «черным днем» для его учреждения. За всю 170-летнию историю музея ничего подобного не случалось. А представляете, в каком шоке сотрудники румынского музея в Бухаресте?
Сейчас на поиски грабителей брошены силы полиции нескольких стран, задействован Интерпол. Пишут, что уже получено более 50 наводок. Есть надежда, что украденное смогут найти до того, как случится непоправимое. Продать подобные вещи на черном рынке довольно сложно. Но если у грабителей хватит ума переплавить изделия – тогда пиши пропало.
P.S. Нравятся наши познавательные посты? Поддержите нас любым донатом тут, на Пикабу - будем рады и 10, и 20 рублям.
Как несли науку в массы в раннем СССР? Какие темы освещались прежде всего? Как доносили научные факты до неграмотных крестьян? Как и где народные массы могли просвещаться?
Рассказывает Валерия Слискова, историк советской науки, младший научный сотрудник РГГУ, заведующая научным архивом Института этнологии и антропологии имени Н.Н. Миклухо-Маклая РАН.
Мне всегда казалось, что безглютеновая диета — просто какая-то новая мода. В детстве и даже в студенческие годы я никогда о глютене не слышал, хоть я и биолог по образованию. А сейчас в любой магазин зайди — а там целые отделы с безглютеновыми продуктами. Причем на некоторых продуктах наклейка «Без глютена» выглядит странно, ведь в них глютена быть и не должно. Например, ее налепили даже на гречку, хотя именно в гречке глютена нет и никогда не было.
Смотрите видео без VPN и рекламы здесь ↗
Что это? Модная, но бессмысленная диета? Мне стало интересно разобраться в этом вопросе. И вот жестокая ирония. Как раз в период, когда я готовился сделать такое видео, мой врач заподозрил у меня целиакию — один из тех редких случаев, когда глютен однозначно вреден. По рекомендации врача я сдал два теста из трех, с помощью которых это подозрение можно проверить. Увы, диагноз они подтвердили. Последний тест — инвазивный, его я пока сделать не успел. Но я дорожу своим здоровьем — и поэтому уже несколько месяцев не ем глютен. И что я могу сказать? Какая же это гадость этот ваш безглютен! Смотрю я теперь на булочки — и слезы наворачиваются.
При этом всю свою жизнь я не подозревал, что хлеб как-то плохо на меня влияет. И вы тоже можете об этом не подозревать. Ранние симптомы целиакии могут быть очень неспецифичными — хроническая усталость, нарушения работы ЖКТ, боли в животе. Эту болезнь легко перепутать с синдромом раздраженного кишечника, болезнью Крона, хроническим панкреатитом и прочими нарушениями. Или вообще не заметить.
Поэтому нередко диагноз ставят только в 40–50 лет, когда на фоне длительного повреждения тонкого кишечника начинаются проблемы посерьезней — вроде анемии и нейропатии.
Есть даже диагноз — глютеновая атаксия. Она наступает в среднем в 53 года. Здесь уже нарушается координация, возникает неустойчивость в походке, появляются проблемы с мелкой моторикой. А еще при прогрессирующей целиакии повышается риск Т-клеточной лимфомы, ассоциированной с энтеропатией, и некоторых видов карцином. Впрочем, абсолютный риск не очень велик, ведь речь идет о заболеваниях, которые сами по себе довольно редко встречаются. Мне повезло, что я могу избежать всех этих проблем за счет безглютеновой диеты. И, конечно, я очень надеюсь на ложный диагноз — но, увы, тесты, которые я сдавал, довольно надежные.
Но если у части людей глютен может вызывать такие серьезные проблемы, то, может, и правда глютен — зло, и отказаться от него стоило бы всем? Что об этом говорит наука? Давайте разбираться.
Что такое глютен
Итак, что это вообще такое?
Вот картинка — из чего сделана пшеница. В ней очень много крахмала, то есть углеводов. Еще в ней есть волокна, жиры...
Но нас интересуют 10% белка. Глютен составляет 75% от этих 10%. Это запасной строительный материал для прорастающего зернышка. Если точнее, глютен — это два семейства белков, глиадины и глютенины… Это важно, но об этом позже.
Глютен еще называют клейковиной, он действительно эластичный и клейкий. Поэтому глютен помогает стабилизировать форму хлеба в печи. Вот слепили мы штуку из теста, поместили в духовку, она запекается, поднимается, в итоге получается красивый и хрустящий батон. Все благодаря глютену! Он коагулирует, то есть свертывается, соединяется сам с собой и позволяет пузырькам газа внутри теста растянуть булку. Так хлеб становится пышным и высоким, а также приятно вязким при жевании.
А вообще глютен есть не только в пшенице. Его содержат, например, рожь и ячмень. Также глютен используют как стабилизатор во множестве продуктов — от мороженого и кетчупа до колбасных изделий. На некоторых безглютеновых продуктах иногда пишут «может содержать следы глютена», так как возможны загрязнения на производстве. Для людей с более тяжелой формой целиакии или с аллергией на глютен это важно.
Короче, в каком-то смысле глютеновые культуры — это суперсила человечества. Пшеница, рожь и ячмень — одни из самых важных сельскохозяйственных злаков. А ведь именно благодаря оседлому сельскому хозяйству люди смогли создать цивилизацию.
Целиакия и ее друзья
В южном парке есть замечательная серия «Безглютеновая Эбола», в которой пародируют некоторые страхи насчет глютена. Дескать, поешь его, и пипка отлетит и взорвется. Там же показывают особых просвещенных людей, которые без каких-либо медицинских показаний от глютена отказались и теперь пропагандируют диету всему миру.
На самом деле для некоторых людей глютен и правда смертельно опасен. Во-первых, существует острая аллергия на глютен — как один из видов аллергии на пшеницу. От употребления даже крошечной дозы глютена может произойти анафилактический шок — та самая острая аллергическая реакция, которую показывают в кино. К счастью, это большая редкость. И если бы у вас такая аллергия была, вы бы об этом знали.
Во-вторых, есть целиакия. Это хорошо известное аутоиммунное заболевание, которое встречается у 1–2% населения. Целиакия не так опасна, как аллергия, особенно если ее не запускать. Кстати, обратите внимание: целиакия и аллергия на пшеницу — совершенно разные вещи, у них разные механизмы, и тесты на них проводят по-разному.
И есть третий вариант, самый загадочный. Его так и называют — «нецелиакийная чувствительность к глютену». У человека много лет могут быть симптомы, схожие с целиакией, но по тестам ее не обнаруживают. Часто эти случаи преподносят как доказательство того, что глютен нельзя есть вообще никому, но к этому много вопросов.
Как ставят диагноз?
Тесты на целиакию обычно назначает гастроэнтеролог. Есть несколько разных тестов, и вместе они дают более надежный результат. Расскажу, какие проходил я.
Первый тест выявляет, есть ли в крови антитела к тканевой трансглутаминазе. Тканевая трансглутаминаза — это фермент, который можно обнаружить в самых разных клетках и тканях нашего организма, в том числе в кишечнике. Тканевая трансглутаминаза модифицирует глиадины в составе глютена. Она изменяет их структуру таким образом, что они становятся мишенями для клеток иммунной системы. У людей, предрасположенных к целиакии, это приводит к воспалению и повреждениям тонкого кишечника. При этом антитела начинают вырабатываться и на саму тканевую трансглютаминазу. Их легко обнаружить в анализе крови. Кстати, сейчас проводят клинические исследования лекарств, подавляющих активность этого фермента, — с обнадеживающими предварительными результатами.
Другой тест — на наличие в крови антител к эндомизию. Эндомизий — это соединительная ткань, окружающая мышечные волокна, в том числе в гладкой мускулатуре кишечника. К нему тоже вырабатываются антитела при целиакии. Если что, эти антитела самим мышечным клеткам прямых повреждений не наносят. Гладкая мускулатура кишечника может страдать, но уже вторично из-за воспаления.
Третий тест на целиакию — это биопсия, позволяющая оценить текущую степень повреждений тонкого кишечника. Вот ее я пока не делал. Но, надо сказать, первый тест — на антитела к тканевой трансглутаминазе — имеет специфичность более 90%. А второй — на антитела к эндомизию — более 97%. То есть эти тесты довольно редко объявляют здоровых людей больными.
Ответы скептикам
И все-таки в жизни обязательно найдется скептик, который устроит человеку с целиакией допрос с пристрастием: «А раньше почему люди жили и не жаловались?»
Очень просто: жили и терпели. Целиакия понижает качество жизни, но если и убивает, то в старости. А еще целиакия может развиться в любом возрасте. Но серьезные последствия проявляются обычно не сразу.
Еще скептики говорят: «Как ты раньше-то не замечал, что у тебя такая ужасная непереносимость?» Да очень просто. Глютен везде. Поэтому случайно не поесть его пару месяцев, чтобы заметить разницу, практически невозможно. При этом иногда целиакия проходит почти бессимптомно на протяжении очень длительного времени.
Скепсис — дело хорошее. Но поврежденный тонкий кишечник хуже усваивает питательные вещества, что в долгосрочной перспективе приводит к куче проблем со здоровьем. Поэтому очень важно как можно раньше диагностировать целиакию и вовремя исключить глютен. Тогда повреждения кишечника восстанавливаются.
Безглютеновое безумие
И все же эта тема в последнее время вышла далеко за пределы целиакии и аллергии. От глютена отказываются все больше людей без какого-либо диагноза. Особую популярность безглютеновая диета обрела среди спортсменов.
Людей с целиакией в мире примерно 1–2%. А людей, которым по любым причинам нужно избегать глютена, — 5–10% от населения. Но когда ученые опросили тысячу спортсменов, в том числе олимпийских и мировых чемпионов, у которых не было диагноза «целиакия», оказалось, что целых 40% сидели на полностью или частично безглютеновой диете. И больше половины из этого числа сами себе ее назначили, не советуясь с врачами. При этом большинство были уверены, что такая диета повышает их выносливость на длинных дистанциях, да и в целом улучшает здоровье, хотя реальных данных, подтверждающих это, нет.
Что же привело к такому массовому помешательству? Полагаю, что существенную роль в этом сыграла книга-бестселлер, после которой о глютене стали говорить практически все, а не только редкие больные целиакией и их врачи. Книга эта называется «Пшеничное пузо», а написал ее кардиолог Уильям Дэвис в 2011 году.
Заповеди Дэвиса
В своей книге Дэвис обвинил пшеницу во всех бедах человечества. И даже объяснил, почему после тысячелетий мира с этим злаком нам пора объявить ему войну. Во-первых, по Дэвису, глютен — это наркотик, а от булочек в ЖКТ вырабатываются опиоиды — вроде героина. Во-вторых, Дэвис считает, что современная пшеница — это «Франкензлак», жуткий плод селекции, неведомый нашим предкам. Именно эта измененная пшеница убивает и вызывает кучу разных болезней, например, диабет обоих типов. А вот раньше пшеница была настоящей, духовной, но вам такая не светит.
В-третьих, пишет Дэвис, именно от пшеницы человечество стало толстым. Дескать, до 1950-х годов толстых почти не было. Причем спортом люди занимались мало и не толстели. Кто виноват? Конечно, пшеница. А единственный способ обратно похудеть — это просто отказаться от пшеницы. Заодно и от болезней избавитесь. К счастью, на все эти претензии есть убедительные возражения.
«Глютен — наркотик»
Дэвис рассуждает так. В тонкой кишке глютен распадается на пептиды, и некоторые из них напоминают собственные опиоиды организма, эндорфины. Если что, эндорфины и правда действуют на те же опиоидные рецепторы, что и некоторые известные наркотики, хоть и не с таким эффектом. Такие внешние эндорфины называют экзорфинами.
А теперь следите за логикой. Сытный обед сам по себе вызывает ощущение удовольствия. Мозг вырабатывает эндорфины и награждает вас за то, что вы добыли еды. Но если сама еда тоже будет содержать аналоги эндорфинов, то кайф станет слишком большим. Мы станем есть всё больше и больше. Подсядем на булочки во славу Большой Пекармы.
Что не так с этим утверждением? Во-первых, если в кишечнике есть пептиды, похожие на опиоиды, это не значит, что они действуют на мозг. У нас нет убедительных свидетельств того, что пептиды, состоящие более чем из трех аминокислот, как-то проникают через стенку кишечника в физиологически значимых концентрациях (выводы об этом можно найти в современных научных обзорах — см. список литературы). Но даже если пептиды и пройдут, то будут быстро уничтожены специальными ферментами в кровеносных сосудах. В общем, похоже, они даже до печени не доберутся, не то что до мозга.
И это проверяли! Мышам вкалывали глютеновые экзорфины прямо в мозг — и видели ожидаемый болеутоляющий эффект. Но когда мышей кормили экзорфинами, даже в гигантских, запредельных дозах, такого эффекта не возникало.
Во-вторых, есть свидетельства, что внешние опиоиды даже замедляют пищеварение и снижают аппетит — к слову, так действуют обычные опиоиды. Потребители морфина и героина мало едят и страдают от очень вялого пищеварения и запоров. Были и такие исследования: людей сажали на диеты с высоким содержанием белков и даже специально добавляли туда пептиды, похожие на опиоиды. В результате аппетит у этих людей снижался. Никакого эффекта прожорливости. И еще есть работы о том, что экзорфины работают в синергии вместе с гормонами насыщения типа GLP-1 (если что, я делал отдельный пост про лекарство от ожирения «Оземпик»).
В-третьих, ученые, мягко говоря, сомневаются, что потребление особенно вкусной еды действует на мозг как наркотик. Например, они ставили такой эксперимент: половине людей дали вкусную пиццу, а другой половине — невкусную спортивную питательную жижу, но такую же калорийную. Субъективно люди получили больше удовольствия от пиццы. Но почему-то у тех, кому досталась жижа, в мозге выделилось даже больше эндогенных опиоидов. Видимо, чтобы компенсировать страдания от невкусной еды? Короче, даже если бы глютеновые опиоиды из кишок доходили до самого мозга, не факт, что они приносили бы нам радость.
Ну и последнее. Допустим, булочки и правда вызывают наркотическое привыкание. Но экзорфины бывают не только от глютена. Например, из молочного белка казеина получаются казоморфины. Значит, вся молочка — от кефира до творога и сыра — тоже вызывает зависимость? Правду говорил нам профессор Жданов, что кефир — это наркотик! А мы не слушали.
Короче, подводя итог: хлеб — не наркотик.
«Плоды селекции опасны»
Должен признать, что следующая претензия Дэвиса к пшенице довольно оригинальна: «Современную пшеницу никто не проверял на безопасность!» То есть не проводили двойных слепых рандомизированных клинических исследований сначала на животных, потом на людях — с контрольной группой. Которая, видимо, должна была есть какую-то старую пшеницу? Причем Дэвис пишет, что даже в 1950-х годах наши бабушки и дедушки еще ели нормальный хлеб. А сейчас 99% полей засеяны карликовой пшеницей. И это смертельный «Франкензлак», у которого якобы при скрещивании появляются новые белки.
Действительно, мы знаем, что иногда селекция порождает неполезные или даже ядовитые сорта. Например, в 60-х годах вывели сорт картошки «Ленапе», а в 80-х — Magnum Bonum. В обоих сортах обнаружили повышенное содержание ядовитого вещества соланина и отозвали их с рынка. Но если следовать логике Дэвиса, то опасным может оказаться вообще любой овощ, фрукт или животное. Мутации возникают при селекции всегда. Это неизбежно. И пшеница тут ничем не выделяется. Никто не проверял в двойных слепых рандомизированных клинических исследованиях безопасность домашних огурцов от бабы Нюры, выращенных на даче. Так что аргумент Дэвиса «вы не доказали отсутствие вреда» не работает.
Допустим, пшеница — это действительно жуткий ядовитый «Франкензлак». Тогда мы бы увидели значительные статистические эффекты. Люди, поедающие много пшеницы, имели бы более высокую смертность или проблемы со здоровьем. Но это как раз ученые проверяли неоднократно и на больших выборках. Так, однажды они взяли 160 тысяч человек без целиакии в Великобритании и следили за ними 11 лет. За все время умерло примерно 6,5 тысяч человек. Ученые смотрели именно на потребление глютена, и никакого влияния на смертность оно не оказало. Ни от рака, ни от других причин.
В другом исследовании наблюдали за 100 тысячами человек без целиакии на протяжении 26 лет и оценивали риск инфаркта. И глютен его не повысил. При этом авторы пишут: «Длительное употребление глютена в рационе не было связано с риском ишемической болезни сердца. Однако отказ от глютена может привести к снижению потребления полезных цельнозерновых продуктов, что может повлиять на риск сердечно-сосудистых заболеваний. Не следует поощрять пропаганду безглютеновой диеты среди людей, не страдающих целиакией». И действительно, злаки входят во все существующие рекомендуемые диеты, которые разработали разные Минздравы по всему миру. Каких-то исключений для пшеницы в них нет.
«От глютена толстеют»
Также Дэвис считает, что якобы «Франкензлак» и конкретно глютен виноваты в современной эпидемии ожирения. Ожирение — это реальная проблема. Но вызвано оно прежде всего сидячим и малоподвижным образом жизни, проходящем на диване, в офисе и за рулем. Но, может, и пшеница внесла свой вклад?
Давайте посмотрим на данные по странам. Так, в Мексике почти не едят пшеницу, но она в числе лидеров по ожирению. Похожая история с Бразилией. США по любви к пшенице где-то посередине, а вот по ожирению — на втором месте. А где больше всего едят пшеницы? В Казахстане — и там ожирение есть всего у 11% людей.
Исследования на выборках в сотни тысяч человек не показали никакой связи между потреблением глютена и индексом массы тела — или между потреблением глютена и процентом жира в теле. Другими словами, большое количество глютена может есть и любитель сладких пирожных, и фанат ЗОЖа — любитель полезных цельнозерновых злаков.
Дэвис рассказывает о своих пациентах, которые отказались от пшеницы и сбросили до 25 килограммов. Но современные диетологи уже достаточно давно сходятся на том, что к похудению приводит прежде всего сокращение калорий. И, конечно, сокращать их можно разными способами.
Вообще диеты от Дэвиса — это какой-то отдельный жанр самоуверенной ерунды. Ведь он предлагает отказаться не только от глютена, но и от углеводов. Дэвис даже советует ни в коем случае не заходить в отдел с безглютеновой едой, ведь там сплошные углеводные заменители. Не заменяйте глютеновую «Франкенпшеницу» на другие углеводы, говорит он — нужно вообще исключить их из рациона и питаться яйцами, оливковым маслом и спаржей. То есть Дэвис предлагает экстремальную низкоуглеводную кетодиету. Но сверхнизкоуглеводные диеты — это, скорее, вредно. Многочисленные исследования показывают, что самые низкие показатели смертности у тех мужчин и женщин, у которых углеводы составляют примерно 50% потребляемых калорий. Я подробно разбирал это в посте про биохакинг и диеты.
Но вернемся к самому глютену и его влиянию на ожирение. Вот еще одно слепое исследование.
В нем участвовали 40 женщин с лишним весом, без целиакии. Все они сели на строгую безглютеновую диету, но каждый день половина получала безглютеновый маффин, а другая половина — обычный глютеновый. То есть они как бы ежедневно нарушали диету, но не знали об этом. И никакой разницы между двумя группами ученые не обнаружили. Ни в скорости похудения, ни в обмене веществ, ни в количестве съеденного. Пшеничный «наркотик» не сработал. Да, выборка небольшая, но у сторонников вреда глютена и такого нет.
А вот пример забавной подтасовки данных со стороны критикой Большой Пекармы. Вот пишут в одной статье, мол, смотрите, 25 людей сбросили вес после исключения глютена. Значит, от глютена толстеют! Но при этом умалчивают, что еще 90 участников этого же эксперимента набрали вес в аналогичной ситуации. И это важный момент. Очень сложно поддерживать здоровый рацион, когда так много всего есть нельзя. По опыту знаю: безглютеновый хлеб так себе на вкус, а безглютеновые печенья часто отвратительны. Лично меня пока спасает одна лишь рисовая лапша. И спасибо азиатам, что придумали суп Фо Бо.
В общем, если вас заботит именно здоровое питание и у вас нет непереносимости — глютен исключать не только бессмысленно, но и может оказаться вредной затеей.
«От глютена возникают аутоиммунные заболевания» и прочее
Дэвис говорит, что глютен у всех людей вызывает аутоиммунные заболевания, причем не только у больных целиакией. Якобы от булок и диабет первого типа возникает. Только есть проблема — мы отличаем людей с целиакией по тому, есть ли у них аутоиммунная реакция. А если бы это воспаление было у всех, кто ест пшеницу, то было бы сложно поставить диагноз «целиакия». Или его бы ставили вообще всем.
Еще Дэвис считает, что, отказавшись от глютена, вы перестаете есть фитаты, которые мешают усваивать минералы — железо, цинк, кальций и магний. Но фитаты содержатся примерно во всех овощах. Причем в пшенице фитатов в десятки раз меньше, чем в бразильских орехах. А в картошке, кокосе и рисе их примерно столько же.
А еще, говорит Дэвис, вместе с глютеном вы получаете амилопектин А, быстрый углевод, то есть сахар в вашей крови повышается — и в итоге возникает диабет. Следовательно, все, кто ест хлеб, получат диабет II типа. Правда, здесь опять возникает проблема. Амилопектина А полно в рисе и картофеле, это просто составная часть крахмала.
Говорит Дэвис и про связь глютена с расстройствами аутистического спектра — конечно же, такой связи на самом деле нет. Мы разбирали это в посте про аутизм.
Ну и еще один факт напоследок. Помните спортсменов-олимпийцев, которые садятся на безглютеновую диету, чтобы повысить выносливость? Ученые провели двойной слепой эксперимент на группе спортсменов-велосипедистов. Половина сидела на настоящей безглютеновой диете, а половине каждый день подсовывали протеиновые батончики с добавленным глютеном. Потом велосипедисты крутили педали в лаборатории. И никакой разницы — ни в результатах, ни в самочувствии — не оказалось. Правда, сидели участники эксперимента на диете не очень долго. Но у противников глютена и таких данных нет.
Получается, если у человека нет целиакии и аллергии на глютен, но он говорит, что безглютеновая диета ему помогла, — это просто эффект плацебо? Не всегда. Похоже, есть одно исключение, когда отказ от глютена реально помогает. Правда, сам глютен тут ни при чем.
Загадка NCGS
Есть такое сокращение — FODMAP.
Это группа разных коротких углеводов. Их объединяет то, что они плохо всасываются. Желудок их не переваривает, тонкий кишечник тоже не особо справляется, и в итоге они попадают в толстую кишку, где и ферментируются. То есть их едят бактерии и пукают, прямо как завещал профессор Жданов. Из-за этого у человека могут возникать газы, вздутие живота, неудобство и боль. Особенно если уже есть проблемы с кишечником. И так совпало, что некоторые продукты, содержащие глютен, также содержат эти самые FODMAPы, вызывающие дискомфорт. То есть улучшение самочувствия после отказа, скажем, от булки не означает, что дело было в глютене.
Группа ученых провела исследование и привела ряд аргументов, что те самые загадочные случаи «нецелиакийной чувствительности к глютену» — это на самом деле проблемы с FODMAP. Но при этом эти же ученые подчеркивают, что и диету с низким содержанием FODMAP тоже не нужно себе прописывать самостоятельно. Сами по себе эти углеводы не вредны, у большинства людей с ними нет проблем. А вот если вы откажетесь от всех продуктов с этими FODMAP, опять может получиться несбалансированная диета. Если что, некоторые FODMAPы в ощутимом количестве содержатся не только в пшенице, ячмене и ржи, но и в луке, горохе, бобах, фисташках, во многих фруктах и даже в капусте.
Есть и еще одна проблема. Я говорил, что глютен придает выпечке ее консистенцию и вкус. А безглютеновые аналоги на вкус не очень. Поэтому, чтобы сделать их более сносными, туда приходится что-то добавлять: больше соли, сахара, вкусовых добавок, больше этапов обработки. Конечно, для человека с целиакией это не так важно, эта еда для него — спасение. А вот есть такое без медицинских показаний — пустая трата денег без какой-либо пользы для здоровья.
Натурально, вкусно, gluten-free
Ок, а как решить проблему? В своих лекциях и книгах я неоднократно объяснял, что люди напрасно боятся генной инженерии, ГМО. Сам я выпускник факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, поэтому никогда не понимал этих страхов. Все живые организмы — мутанты. Но если раньше я топил за генную инженерию из принципа, то теперь прямо чувствую свой личный интерес. Генная инженерия может помочь в создании качественных знаков, безопасных для людей с целиакией или аллергией на глютен. Если, конечно, всякие регуляторы не будут мешать ученым.
В начале я упоминал, что глютен состоит из ДВУХ семейств белков — это глиадины и глютенины. Так вот, аутоиммунную реакцию в основном вызывают глиадины. И ученые с помощью метода «РНК-интерференции» смогли подавить у пшеницы активность глиадинов. Причем аж на 97%.
Глютен очень важен для зернышка: это его белковый резерв для роста. Когда мы подавляем производство глиадинов, растение восполняет недостаток за счет глютенинов. В итоге мы получаем зерно, в котором нормальное содержание глютена, но глиадинов там в тридцать раз меньше. Люди с целиакией, возможно, смогут есть такой хлеб, хоть и по чуть-чуть. Люди с аллергией на глютен… простите, вам не так повезло, но, возможно, технологию удастся доработать.
Причем так удачно совпало, что именно глютенины, а не глиадины, в первую очередь делают выпечку пышной и упругой. Авторы даже протестировали муку из ГМО-пшеницы — и получили хлебопекарное качество от среднего до отличного. Интересно, что сделать такое чудо с помощью простой селекции практически невозможно. В ДНК пшеницы слишком много копий генов, которые отвечают за выработку глиадинов. А вот с помощью генной инженерии можно все. Уильям Дэвис, кстати, противник ГМО, и объявил генных инженеров злодеями, но в результате именно они, возможно, смогут избавить человечество от страшного (для некоторых) глютена.
Где мои булки?
При этом мы вполне можем никогда и не увидеть безглютеновой пшеницы — спасибо борцам за «натуральность» еды. Противники ГМО все время говорят, что нужно «соблюдать принцип предосторожности»: мало ли что у вас там получится. При этом люди с целиакией страдают прямо сейчас, их миллионы в одной только Европе. Но из-за строгих законов ЕС там нерентабельно разрабатывать гипоиммуногенную пшеницу. Поэтому европейцам ее, скорее всего, не видать. Не говоря уже о странах, где ГМО вообще запрещены, как в России.
А ведь эту вкусную пшеницу с замещенными глиадинами разработали целых 15 лет назад, еще в 2010 году. Где она? Где мои булки? Но кое-какие просветы все же есть! Одна компания смогла обойти запреты на ГМО. Им удалось с помощью обычной селекции создать не пшеницу, а ячмень с очень низким содержанием глютена — и из него можно варить пиво. Да, в пиве тоже может быть глютен. Рэнди Марш из Южного Парка очень бы этому удивился. Проблемного белка в таком продукте в 10 тысяч раз меньше, чем в обычном ячмене. Люди с целиакией могут насладиться безглютеновым пивком!
Гипоиммуногенную пшеницу сейчас продолжают совершенствовать. Уже начали подавлять глиадины с помощью молекулярных ножниц CRISPR-Cas9. Эта технология позволяет внести в геном сразу множество разных точечных редактур. Так, в одной из первых работ авторы внесли в геном пшеницы целых 35 генетических изменений. В результате ее иммуногенность для больных целиакией снизилась в 7 раз. А уже в 2023 году при помощи CRISPR-Cas9 удалось уменьшить иммуногенность пшеницы в 47 раз — при этом совершенно не ухудшив качество муки. Так что новости для людей с целиакией неплохие.
Вместо заключения
Для людей с непереносимостью глютена мир не очень-то хорошо приспособлен. Особенно если вы много работаете и не умеете готовить — как я. Даже церковь людей с целиакией дискриминирует. Человеку с непереносимостью глютена практически невозможно быть священником (не то чтобы я собирался им стать). Дело в том, что хлебец для причастия обязательно должен быть пшеничным. Безглютеновый, даже рисовый, — не богоугодно. В Италии, Австралии и США священники как-то пытаются обойти этот запрет с помощью сверхнизкоглютеновых хлебцев, но позиция Ватикана остается твердой, как непроросшее зерно. Так и представляю, как Бог смотрит на Землю и критически оценивает процент глютена и глиадинов в просфоре. Все-таки это его плоть. Как он будет без протеинов массу набирать?
Кстати говоря, Русская православная церковь оказалась чуть более терпимой. Прихожанам с целиакией разрешается причащаться только вином. Однако в 2023 году людям с этим заболеванием все же порекомендовали не становиться священниками. Мол, во время службы почти невозможно избежать контаминации вина просфорой, а значит, здоровье батюшки в опасности. Профнепригодность. И вот этот пример — хорошая иллюстрация того, как вокруг глютена переплелись всякие глупости и мифы, затмевающие совершенно реальную проблему, которая касается миллионов людей.
Да, глютен превратился в хайп и моду. Множество людей не едят глютен или не дают его детям. Но одновременно я вижу, что благодаря этой популяризации безглютеновые продукты стали доступны почти везде. А мало кому известная целиакия теперь у всех на слуху — и миллионы людей наконец-то получили правильный диагноз.
Кто знает… Может, за книгой Дэвиса и всей этой истерией вокруг глютена на самом деле стоит тайное общество целиаков? И именно так они смогли заставить производителей еды сделать безглютеновые продукты популярными и доступными. Как вам такая теория заговора?
Глютен большинству людей не вреден. Он не наркотик, он не вызывает сам по себе ожирения. Пшеница и рожь — не враги человечеству, но, увы, враги мне, как и всем людям с целиакией и аллергией на глютен. И о наличии целиакии человек может не знать годами. Поэтому, если вам кажется, что с вами что-то не так, не стесняйтесь проконсультироваться с врачом.
Мой европейский тур уже скоро! Билеты и подробности — здесь.
