Химические новости

Сообщения ОТОВСЮДУ

2011 год объявлен годом Химии!

63-я Ассамблея ООН приняла резолюцию о провозглашении 2011 года Годом Химии. Юнеско и IUPAC отвечают за подготовку данного события. Национальная и международная деятельность в 2011 года должна отражать важность химии и ее вклад в приращение знаний, улучшения здоровья, питания, экологической безопасности и экономического развития.
Источник: http://www.chemistry2011.org

ДЕСЯТКА ОТКРЫТИЙ 2009 ГОДА ПО ВЕРСИИ ЖУРНАЛА SCIENCE

На первое место - главное событие года - журнал поставил обнаружение скелета Арди. Открытие этой древней девушки занимает 7-е место из составленных Discovery Топ-10 открытий последнего десятилетия.
Второе место заняло открытие новых пульсаров, прежде всего пульсара на расстоянии 4600 световых лет от Земли, обнаруженного телескопом НАСА "Ферми". Наблюдения позволили установить, как именно пульсар, т.е. быстро вращающаяся высокомагнитная звезда, влияет на электромагнитный фон Вселенной.
Третье и четвертое места также достались астрофизикам. Это вода на Луне и ремонт телескопа "Хаббл". Обнаружение льда было сделано в результате уникального суицидного эксперимента - НАСА сбросило в кратер Кабеус последнюю ступень космической ракеты, а затем и доставленный этой ракетой зонд. Модуль рухнул в кратер, поднял облако пыли, в которой зонд зафиксировал присутствие льда, а затем также покончил самоубийством. Теперь мы знаем, что в обитаемую станцию на Луне не нужно завозить тонны воды, ее можно достать прямо из лунной почвы. Ремонт "Хаббла" вроде бы не совсем научное, но, конечно, важное достижение, показывающее возможности современной пилотируемой космонавтики.
Удивительно, но прошло сравнительно малозамеченным открытие монополя, поставленное редакцией журнала лишь на пятое место в топ-10. А ведь это тот самый монополь - частица с одним, а не двумя магнитными полюсами, который так давно предсказывали теоретики и искали экспериментаторы. Удивительная все-таки вещь - ведь со школы мы знаем, что на сколько частей магнитную подкову не режь, у кусочков всегда будет два полюса. А тут только один.
Шестое место. Впервые сфотографирована химическая реакция. С помощью рентгеновского лазера ученые из Стэнфордского университета впервые увидели, как молекулы сливаются друг с другом в экстазе химического взаимодействия.
На седьмое место поставлен метод коммерческого производства графеновых транзисторов. Графен - это недавно открытая новая форма существования углерода, очень перспективная для элементов микроэлектроники.
Генная терапия, с помощью которой можно продлить жизнь, поставлена на восьмое место. Экспериментальным животным (крысам) уже удалось продлить жизнь на 10%. В случае человека это означало бы лет семь-восемь, причем полноценной жизни. Никто бы не отказался.
Новым способам борьбы с засухой, являющейся последствием глобального потепления, посвящены исследования, которые редакция журнала поставила на девятое место.
А заканчивается список достижениями в области изучения и использования знаменитых стволовых клеток, а также синтеза новых противоопухолевых препаратов и создания новых методов борьбы с раком (десятое место). Более подробно про стволовые клетки мы пишем в разделе топ-10 десятилетия, там это четвертый пункт.

Необъяснимые факты

Научный журнал New Scientist опубликовал список загадочных явлений, которые до сих пор не может объяснить наука, а объяснить хотелось бы! Особенно явления, связанные непосредственно с человеком, с его телом и его болезнями.

Эффект плацебо

Пациенту ежедневно в течение, скажем, недели ведущий его врач в белом халате со стетоскопом на груди выдает таблетку "от давления". Давление послушно снижается или поднимается в зависимости от того, что требуется пациенту. Но на восьмой день врач приносит таблетку, состоящую из смеси мела и сахара, больной принимает ее и испытывает то же самое понижение или повышение давления. Хотя лекарства в таблетке нет. Это и называется эффектом плацебо. Явление настолько распространенное, что испытание любого нового лекарства включает в себя проверку на плацебо. Причем этот авторитетный для пациента врач в белом халате и сам не должен знать, дает он лекарство или пустышку. Это называется "двойным слепым методом". Понятно, что через неделю явного облегчения больной психологически как-то "уговорил" организм реагировать на пустышку так же, как и на лекарство. Но какой механизм этого психологического уговаривания? Как это можно уговорить давление крови? Если бы удалось решить эту проблему, то можно было бы отказаться от лекарств, всегда имеющих побочные последствия, а только "уговаривать" свой организм.

Феномен гомеопатии

Эффектом плацебо пытались объяснить и гомеопатию, которую "материальным" образом объяснить невозможно. Действительно, гомеопат лечит больных растворами лекарств в такой степени разбавления, что в растворе точно нет ни единой молекулы лекарства. Но доказано, что во многих случаях гомеопатическое лекарство помогает. А ведь здесь не было недели выдачи настоящего препарата! Так что "простым" плацебо ничего не объяснить. Есть теория о том, что молекулы воды выстраиваются вокруг молекул лекарства определенным образом и остаются в таком "лекарственном" виде и после удаления лекарства. Ими и лечит гомеопат, и называют это памятью воды. Теория, однако, не выдерживает никакой критики -- любые комплексы молекул воды распадаются за триллионные доли секунды. Но ведь лечит! И действию таких лекарств подвержены даже не люди, а отдельные клетки, не обладающие психологией. Хотелось бы узнать, в чем здесь дело, и отказаться от аллопатических лекарств.

Научный взгляд

Пётр Образцов

Пять (новогодних) пожеланий нашим академикам

Научные открытия предсказать нельзя. Можно было и раньше, конечно, сообщить общественности, что скоро мы будем летать, как птицы, и перемигиваться на расстоянии до тысячи километров, но было ли это предсказанием самолетов и видеотелефонов? Нет, конечно, даже и слов-то таких не было. Так что если даже сказать, что через сто лет человечество сможет путешествовать во времени и создавать видимость себя на работе, находясь в это время в бане с девочками/мальчиками, - значит, ничего не сказать. Ведь способа путешествия и создания видимости мы предсказать не можем - а если бы могли, это было бы не предсказание, а уже изобретение. Однако мы можем поставить перед учеными задачу - что хотелось бы придумать или открыть в будущем, 2010 году? Сейчас попробуем.
Во-первых, хотелось бы узнать все-таки: есть Бог или его нет? Неужели трудно провести какие-нибудь убедительные эксперименты по обнаружению хотя бы признаков Верховного существа или Верховных существ (в Индии их пара сотен)? Эту задачу следует поручить Физическому институту им. Лебедева РАН, все же экспериментальная база Патриархии и Ватикана далека от совершенства.
Во-вторых, пора найти снежного человека - йети, причем не обязательно в снегах Гималаев или в Пермском треугольнике. Почти наверняка йети спокойно ходят промеж нами, но не раскрывая своей йетиной сущности. Понятно, зачем они это делают - так легче спрятаться от настырных биологов и обстряпывать свои делишки: ну там всякое рейдерство, покупка лондонского Тауэра и выпуск акций рудников по добыче красной ртути и радиоактивного полония.
В-третьих, необходимо провести скрининг и найти в геноме человека гены коррупции, провести поголовную генетическую экспертизу и граждан с данными генами отстранить от занимаемой должности, если они ее, конечно, занимают. Ссылки некоторых менделистов-морганистов на то, что такие гены присутствуют у всех (мол, взятки не берет только взяткодатель) неубедительны. В нашей редакции, например, работают только безукоризненно генетически чистые сотрудники.
В-четвертых, надо все-таки что-то сделать с климатом. Согласитесь, что не слишком естественно в условиях глобального потепления испытывать декабрьские и январские холода. Путем всероссийского референдума установить наиболее комфортную температуру и утвердить ее в Госдуме. Региональные поползновения утеплить утвержденный климат пресекать неукоснительно.
И, наконец, в-пятых. Что же это делается, товарищи ученые? Где ваша ответственность перед многотысячными массами отечественных олигархов, бывших успешных фарцовщиков и комсомольских секретарей? Отечественная школа ихтиологии славится своими достижениями по разведению икроносных севрюг, белуг и осетров - и где она, зернистая? Или хотя бы паюсная? Неужели трудно заставить простого русского осетра метать икру побольше и почаще?
Что касается алюминиевых банок для укупорки, то эту проблему олигархи решат сами. Несмотря на кризис, алюминия у нас девать некуда.
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 24/12/2009

УЧЕНЫЕ СОЗДАЛИ ТРАНЗИСТОР ИЗ ОДНОЙ ОРГАНИЧЕСКОЙ МОЛЕКУЛЫ

Ученым удалось создать транзистор - элемент электрической цепи, являющийся основой всей современной вычислительной техники - состоящий из одной органической молекулы, что показывает принципиальную возможность создания таких сверхминиатюрных устройств с заданными параметрами на основании теоретических представлений о строении молекул.
Авторами разработки стала группа ученых из США и Южной Кореи под руководством Марка Рида (Mark Reed) из Йельского университета и Такхи Ли из Университета Кванджу (Takhee Lee). Их одномолекулярный транзистор представляет собой молекулу бензола, помещенную между двумя золотыми контактами, соединенную с ними специальными функциональными группами, содержащими атомы серы. Эта конструкция покоится на основании из алюминия, служащего управляющим электродом.
Ученые обнаружили, что, подавая электрическое напряжение на золотые контакты, они могут регистрировать течение электрического тока через молекулу, и, прилагая в то же самое время электрическое поле к молекуле с помощью алюминиевого электрода, оказываются в состоянии регулировать силу электрического тока через молекулу.
Такая работа устройства совершенно аналогична работе полевого транзистора, являющегося основным элементом в конструкции современных кремниевых микропроцессоров, которые повсеместно используются в компьютерах.
Несмотря на то, что подобные молекулярные полевые транзисторы демонстрировались учеными и ранее, авторам новой публикации, в отличие от своих коллег, удалось впервые показать изменения в энергетическом состоянии молекулы бензола при приложении к ней электрического поля, которые и приводят к изменению силы тока через устройство.
У ученых ушло около 10 лет на разработку технологии создания и изучения таких одномолекулярных транзисторов, так как это требует формирования золотых контактов, находящихся на расстоянии друг от друга всего в несколько нанометров, а также усовершенствования современных методов спектроскопического анализа для выявления изменений, происходящих с одиночной органической молекулой под воздействием электрического поля.
"Этот процесс напоминает вкатывание мяча в гору, где мяч отражает текущий через молекулу электрический ток, а высота холма отражает то или иное энергетическое состояние молекулы. Грубо говоря, мы научились управлять высотой этого холма на примере одной-единственной молекулы", - сказал Рид, словак которого приводит пресс-служба Йельского университета.
"Наша работа, тем не менее, не позволяет нам начать создавать молекулярные электрические схемы и микропроцессоры нового поколения - нас от этих возможностей отделяют еще десятки лет технического прогресса, однако нам удалось разрешить проблему, волновавшую ученых в течение десятилетия, и доказать, что одна-единственная молекула может функционировать как транзистор", - подытожил ученый. Об этом сообщает РИА "Новости" со ссылкой на журнал Nature.
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 24/12/2009

В КАЛИФОРНИЙСКОЙ "ДОЛИНЕ СМЕРТИ" ОБНАРУЖЕНЫ "ДОЛГОЖИТЕЛИ"

Ученые обнаружили археи возрастом около 30 тысяч лет. Все это время организмы провели внутри соляных кристаллов. Статья ученых появилась в журнале Geology.
В рамках исследования анализировались кристаллы соли из калифорнийской Долины Смерти. В этих кристаллах исследователи обнаружили мельчайшие вкрапления жидкости, из которой им удалось вырастить колонию одноклеточных архей (известных любителей экстремальных условий). Возраст жидкости составил примерно 30 тысяч лет.
Ученые полагают, что организмы выжили, питаясь останками водорослей, которые оказались запечатаны в соли вместе с ними. Исследователи подчеркивают, что археи не испытывали нужды в питательных веществах - расчеты показали, что пищи в кристаллах организмам хватило бы на 12 миллионов лет.
Новое открытие является далеко не первым открытием подобного рода. Ранее другая группа исследователей сообщала, что им удалось обнаружить в кристаллах соли микроорганизмы возрастом 250 миллионов лет. Позже эти результаты поставили под сомнение, так как изучавшиеся кристаллы соли могли в течение этого срока растаять и снова кристаллизоваться, захватив более "свежие" микроорганизмы.
В рамках нового исследования ученые проанализировали кристаллы, которые содержали археи, и пришли к выводу, что они образовались в гиперсоленых озерах. По словам ученых, на территории Долины Смерти подобных озер нет последние 10 тысяч лет. Таким образом, найденные организмы действительно провели десятки тысяч лет в соляных кристаллах.
Недавно группе исследователей из США и Великобритании удалось обнаружить микроорганизмы, уже 1,5-2 миллиона лет обитающие под толщей льда, с ранее неизвестной системой сульфатного дыхания. Об этом сообщает Lenta.ru со ссылкой на New Scientist.
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 23/12/2009

СУЩЕСТВУЮЩАЯ МОДЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВОПРОСОМ

Астрономы НАСА и Европейского космического агентства объявили, что обнаружили необъяснимое высокоэнергетическое излучение на краю Солнечной системы.
Данное открытие было сделано на основе данных, полученных космическим аппаратом НАСА "Ибекс"(IBEX - Interstellar Boundary Explorer), выведенным на орбиту в октябре 2008 года. На орбите спутник отслеживает входящие в межзвездную среду атомы, удаленную на миллиарды километров от нашей Солнечной системы, исследуя таким образом взаимодействие между солнечным ветром и окружающей его межзведной средой. На основе составленной по данным спутника "карты атомов", ученые могут судить о том, как именно Солнечная система взаимодействует с галактикой в целом.
Как пояснил ИТАР-ТАСС научный сотрудник проекта "Ибекс" Стивен Фьюзлер, "обнаруженное излучение заставляет переосмыслить уже известные факты о том, что происходит в межзвездной среде, только так можно понять, откуда оно берется". "Мы получили данные об излучении, которое не относится к известным нам объектам и не вписывается в существующие физические модели Солнечной системы", - сказал он.
По словам старшего научного сотрудника проекта Дэвида Маккомаса, "астрономы ожидали увидеть небольшие колебания межзвездного пространства, большая часть которого удалена от Солнечной системы примерно на 16 млрд. километров". "Однако космический аппарат показывает нам узкие диапазоны излучения, источник которого находится где-то на границах Солнечной системы и который в 3 раза сильней, чем мы ожидали", - добавил он.
Данное излучение происходит из зоны гелиосферы - области, где скорость солнечного ветра падает до значения ниже скорости звука. Гелиосфера - это граница доминирования солнечного излучения и начало преобладания галактического.
Ученые предположили, что межзвездные магнитные поля могут заходить за пределы гелиопаузы и воздействовать на внешние границы Солнечной системы, но по их признанию "сделанное открытие еще предстоит хорошо изучить". "Исследование данного феномена позволит нам лучше понимать влияние Солнца на окружающую среду", - считает Фьюзлер.
источник: Журнал "Наука и Жизнь"

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФАБРИКА ИЗ ДОБЕЛКОВОГО МИРА

Пётр СЕРГИЕВ доктор химических наук, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

В этом году Нобелевская премия по химии присуждена американцу Тому Стайцу из Йельского университета, британскому учёному Венкатраману Рамакришнану из лаборатории молекулярной биологии в Кембридже и профессору Института Вейцмана (Израиль) Аде Йонат. Эти исследователи определили структуру рибосомы.
Что такое рибосома и как она работает? Зачем нужно её изучать и, в частности, почему было так важно определить структуру этого громадного макромолекулярного комплекса? Как можно использовать полученные знания на практике? Постараемся ответить на эти вопросы.

НУКЛЕОТИДНЫЙ И АМИНОКИСЛОТНЫЙ "АЛФАВИТЫ"

Наверное, все слышали, что информация о том, как построить организм, хранится в ДНК - своеобразной "библиотеке" живой клетки. Белки - это главные молекулярные "работники" в клетке: они осуществляют превращение веществ и энергии, отвечают за движение клетки, образуют её "скелет", участвуют в передаче наследственной информации, выполняют множество других функций. Для своей жизнедеятельности в каждый момент времени клетка использует лишь небольшую часть генетической информации. "Текущие указания" копируются с отдельных участков ДНК в виде коротких "сообщений" - молекул мРНК (матричной РНК).
Рибосома - небольшое внутриклеточное образование неправильной формы, составленное из двух неравных "половинок". Она выполняет очень важную функцию: "читает" мРНК-сообщения, а затем по этим "сообщениям" синтезирует белковые молекулы. Такой процесс называется трансляцией. Задача, стоящая перед рибосомой, очень сложная. Ведь белки состоят не из нуклеотидов, а из принципиально других строительных блоков - аминокислот. Причём нуклеотидов всего четыре, а аминокислот - двадцать.
Как же информация, содержащаяся в четырёх нуклеотидах, превращается в аминокислотный код? Дело в том, что каждая аминокислота зашифрована тремя "буквами" - нуклеотидами. Из четырёх букв нуклеотидного алфавита можно составить 64 трёхбуквенных "слова" - кодона. Каждому кодону соответствует своя специфичная аминокислота. Поскольку кодонов (64) больше, чем аминокислот (20), некоторые аминокислоты кодируются несколькими кодонами. За расшифровку генетического кода Маршаллу Ниренбергу, Гобинду Коране и Роберту Холли была присуждена Нобелевская премия по медицине 1968 года.

ТРАНСЛЯЦИЯ В РИБОСОМЕ

По каким признакам рибосома узнаёт кодоны, как она "помнит", какому кодону какая аминокислота соответствует? Как это ни парадоксально, рибосома сама ничего не "знает" и не "помнит". В клетке имеются специальные небольшие молекулы РНК, называемые транспортными или тРНК, которые переносят "на себе" аминокислоты и распознают соответствующий этой аминокислоте кодон на молекуле мРНК. Каждая тРНК переносит только "свою" аминокислоту. Идея о том, что тРНК могут быть своеобразным "адаптером" между кодоном и аминокислотой, была предложена в пятидесятые годы американским учёным, будущим нобелевским лауреатом Френсисом Криком.
Трансляция генетической информации в рибосоме происходит так. Специальные ферменты прочной химической связью "пришивают" к молекуле тРНК соответствующую аминокислоту. При этом тРНК сворачивается в структуру, похожую на рогалик или на букву Г. На концах такого "рогалика" находятся аминокислота и так называемый антикодон. Антикодон распознаёт соответствующий кодон в мРНК, таким образом доставляя аминокислоту к месту "сборки" белковой молекулы.
По сути, тРНК служат клеточными "переводчиками" с нуклеотидного "языка" на аминокислотный. Работа рибосомы сводится к тому, чтобы подобрать молекулу тРНК, соответствующую той аминокислоте, которая необходима для построения белковой цепочки в данный момент. Этот процесс считывания информации называется декодированием. Его осуществляет меньшая из двух неравных субчастиц, из которых состоит рибосома. На большей субчастице происходит сшивание аминокислот в цепочку - новую белковую молекулу.

КАК УСТРОЕНА РИБОСОМА. НАЧАЛО ПУТИ

Как рибосома справляется с таким огромным числом взаимодействующих молекул и как устроен этот молекулярный "завод"? С химической точки зрения рибосома представляет собой смесь РНК и белков. Она состоит из трёх разновидностей молекул РНК, с рибосомными РНК связаны многочисленные рибосомные белки. У бактерий в состав малой субчастицы входит 21 уникальный белок, а большой - 33. Общая масса рибосомы измеряется мегадальтонами. В отличие от сравнимых по массе вирусных частиц рибосома не имеет никаких элементов симметрии, что чрезвычайно усложняет изучение её структуры.
Исследовать устройство рибосомы учёные начали давно. Поначалу для этого использовали метод электронной микроскопии, который в СССР успешно применяли член-корреспондент РАН Николай Андреевич Киселёв (заведующий лабораторией Института кристаллографии им. В. А. Шубникова РАН) и профессор Виктор Дмитриевич Васильев (Институт белка РАН). В настоящее время используется усовершенствованная методика, получившая название криоэлектронной микроскопии. С помощью этого метода в конце 90-х годов ХХ века две ведущие лаборатории - Марина Ван Хилла в Англии и Иохима Франка в США - преодолели рубеж разрешающей способности 20 ангстрем. Сейчас разрешение криоэлектронной микроскопии приближается к 5-7 ангстремам. Стало возможным "увидеть" спирали РНК и отдельные домены белков, но всё же этого недостаточно, чтобы понять детали строения рибосомы.
Одновременно проводились химические исследования структуры рибосомы. Так, в лаборатории академика Алексея Алексеевича Богданова, в группе профессора Ольги Анатольевны Донцовой (химический факультет МГУ), с помощью химических сшивок было точно определено окружение молекул мРНК в рибосоме. В Германии Ричард Бримакомб (Институт молекулярной генетики им. Макса Планка), сопоставляя результаты криоэлектронной микроскопии и химического сшивания, создал модель структуры рибосомы, как оказалось в дальнейшем, достаточно точную.
Эти работы, безусловно, были полезны для понимания структуры и функции рибосомы. Однако в конце 1990-х всё сообщество учёных, изучающих рибосомы, жило в предчувствии новой эры - эры, когда структура рибосомы будет определена с атомарным разрешением. Такую точность мог дать только рентгеноструктурный анализ. Этот метод успешно применялся для определения пространственных структур белков и небольших РНК, но для того, чтобы "замахнуться" на рибосому, уникальный по сложности объект, нужна была большая смелость. Такая смелость зародилась в сердцах учёных более двадцати лет назад в двух лабораториях - Ады Йонат и Александра Сергеевича Спирина.
В лаборатории Спирина Марат Юсупов получил кристаллы рибосомных субчастиц, пригодные для рентгеноструктурного анализа. Увы, в нашей стране у него не было шансов определить структуру рибосом - в первую очередь из-за отсутствия необходимого сверхдорогостоящего оборудования. Чтобы продолжить исследования, Юсупов вынужден был уехать в лабораторию Ноллера в США, где вместе с женой Гульнарой, так же как и нынешние нобелевские лауреаты, определил структуру рибосомы. Можно, конечно, в очередной раз порассуждать о том, могла ли структура рибосомы быть определена в России. Учитывая то, что происходило с нашей наукой в 1990-е годы, да и происходит в настоящее время, определить структуру рибосомы в России было просто невозможно. И виноват тут конечно же не Нобелевский комитет.

НОБЕЛЕВСКАЯ ГОНКА ЗА СТРУКТУРОЙ

За рубежом исследования структуры рибосомы продолжались. Долгое время усилия Ады Йонат вызывали сочувственные улыбки рибосомологов. Определение атомарной структуры рибосомы в конце 1980-х и даже в начале 1990-х казалось романтической мечтой. В это время Том Стайц и Венкатраман Рамакришнан были заняты определением пространственных структур более простых макромолекул. И вот во второй половине 1990-х стало ясно, что приборная, вычислительная и методическая база рентгеноструктурного анализа "доросла" до того уровня, когда определение атомарной структуры рибосомы оказалось реальностью. Именно тогда началась "великая гонка" за структурой рибосомы.
Эта гонка увенчалась ошеломляющим успехом. Сразу четыре научные группы почти одновременно опубликовали структуру рибосомных субчастиц. Группы Йонат (журнал "Cell", статья получена 23 июня 2000 года) и Рамакришнана (журнал "Nature", статья получена 14 июля 2000 года) опубликовали структуры малой субчастицы рибосомы термофильной бактерии Thermus thermophilus c разрешением около 3 ангстрем. Группа Стайца определила структуру большой субчастицы рибосомы галофильной археи Haloarcula marismotrui с разрешением 2,4 ангстрема (журнал "Science", статья получена 29 июня 2000 года), а группа Ноллера определила структуру всей рибосомы, то есть комплекса обеих субчастиц, мРНК и трёх тРНК с разрешением 5,5 ангстрема (журнал "Science", статья получена 21 февраля 2001 года). Всего лишь полугодовое отставание и проигрыш в разрешении стоили Ноллеру исключения из списка нобелевских лауреатов. Пожалуй, если кто и может жаловаться на несправедливость Нобелевского комитета, так это именно Харри Ноллер. Ведь кроме определения структуры на его счету десятки важнейших открытий в области работы рибосомы.

ЗАЧЕМ НУЖНО ЗНАТЬ СТРУКТУРУ РИБОСОМЫ

Что ж, структуру рибосомы было определить сложно. Другой вопрос - был ли в этом какой-либо смысл. Бесспорно, структура рибосомы не просто обогатила наше понимание взаимодействия РНК и белков, она подняла это понимание на принципиально новый уровень. Подтвердилось то, о чём учёные догадывались уже давно: в рибосоме не только структурную, но и все другие основные функции выполняет РНК. Почему это интересно? Это доказывает то, что рибосома пришла к нам из добелкового, так называемого РНК-мира.
Долгое время учёным было непонятно, в какой последовательности возникли механизмы передачи наследственной информации в живой клетке. ДНК не может копировать сама себя, для этого ей требуются белковые молекулы. В свою очередь, для синтеза белков требуется кодирующая их РНК, считываемая с ДНК также с помощью белков. В результате все три основные биомолекулы оказываются связанными между собой причинно-следственными связями.
Выходом из этого парадокса стала гипотеза РНК-мира, выдвигавшаяся именитыми учёными несколько раз и получившая первое экспериментальное подтверждение после открытия каталитических РНК американским химиком Томасом Чеком и канадцем Сидни Альтманом. За это открытие обоим была присуждена в 1989 году Нобелевская премия (см. Григорович С. // Наука и жизнь, 2004, № 2).
Идея РНК-мира заключается в том, что, до того как возникли белки и позднее ДНК, и каталитические функции, и функции хранения наследственной информации выполняли молекулы РНК. Сейчас благодаря открытию новых нобелевских лауреатов стало окончательно ясно, что рибосома пришла к нам из РНК-мира. Собственно, её возникновение и ознаменовало начало белкового мира, ведь рибосома - это построенная на основе РНК машина для производства белков.
Но это всё теория науки. А может ли расшифровка структуры рибосомы быть полезной людям сегодня? Оказывается, её практический эффект очень значителен. Дело в том, что рибосома - это мишень воздействия для большого числа антибиотиков. Сразу после опубликования структуры рибосомных субчастиц научные группы нынешних нобелевских лауреатов начали изучать структуры комплексов рибосомы с различными антибиотиками.
На основе этих работ стало возможным проектировать и создавать новые антибиотики, влияющие на работу рибосомы. Для этого в США создана компания "Rib-X", научными консультантами которой стали нобелевские лауреаты 2009 года Том Стайц и Венки Рамакришнан. Компания уже объявила о том, что два новых антибиотика вышли на последнюю стадию клинических испытаний.

***

Определение структуры рибосомы с атомарным разрешением - это безусловный прорыв в области фундаментальной науки, а также уникальная возможность конструировать и создавать новые лекарственные препараты. Можно ещё раз восхититься этим достижением нобелевских лауреатов и пожелать им дальнейших открытий.

РАБОТА РИБОСОМЫ: ОТ ТРАНСЛЯЦИИ ДО ТРАНСЛОКАЦИИ

Механизм трансляции довольно сложен. Вкратце, в процессе работы рибосомы тРНК проходит по щели между двумя рибосомными субчастицами, последовательно попадая в три тРНК-связывающих "кармана". В первом "кармане" (А-участок) связывается комплекс тРНК и аминокислоты (аминоацил-тРНК), во втором "кармане" (Р-участок) находится тРНК, пришедшая на рибосому при считывании предыдущего кодона (пептидил-тРНК). С этой тРНК связана не только "своя" аминокислота, но и вся белковая молекула, синтезированная на данный момент. Собственно процесс сшивки цепочки аминокислот заключается в переносе растущего пептида с этой тРНК на только что прибывшую в первый "карман" комплекса тРНК с аминокислотой. При этом вновь прибывшая тРНК присоединяет к себе весь синтезированный рибосомой белок. Та тРНК, которая несла белковую молекулу, становится "пустой".
После переноса белковой молекулы на новую тРНК необходимо передвинуть мРНК на один кодон. Вместе с этим образовавшийся комплекс тРНК со строящимся белком тоже должен переместиться из первого кармана во второй, освобождая место для тРНК со следующей аминокислотой. "Пустая" тРНК при этом переходит в третий "карман" (Е-участок). Этот сложнейший молекулярный процесс называется транслокацией. Механизм транслокации предложил патриарх отечественной рибосомологии академик Александр Сергеевич Спирин, основатель института белка РАН и директор с 1967 по 2001 год. Согласно модели Спирина, в процессе синтеза белка субчастицы рибосомы перемещаются относительно друг друга.
Позже эту догадку блестяще подтвердил другой патриарх рибосомологии американский учёный Харри Ноллер, директор центра молекулярной биологии РНК Университета Калифорнии. Наконец, движение рибосомных субчастиц относительно друг друга зафиксировал с помощью криоэлектронной микроскопии немецкий учёный, работающий в США (профессор Колумбийского университета), Иохим Франк. Несмотря на длительное изучение, процесс транслокации до сих пор скрывает много загадок, которые исследователям рибосомы предстоит решить в будущем.
Источник: "Наука и жизнь"

ЧАСТЬ ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ ОКАЗАЛАСЬ РОДОМ ИЗ КОСМОСА

Ученые установили, что часть земной атмосферы родом из космоса. Статья ученых опубликована в журнале Science, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.
Считается, что после того, как Земля сформировалась, атмосфера появилась в результате вулканической активности. При этом она преимущественно состояла из газов, которые присутствовали в протопланетном диске, окружавшем молодое Солнце. Позже к формированию атмосферы подключились живые организмы.
В рамках исследования ученых интересовало соотношение различных изотопов инертных газов ксенона и криптона в образцах древней атмосферы, которые сохранились в земной толще на большой глубине. Эти образцы были добыты из колодцев в штате Нью-Мексико. Полученные результаты сравнивались с данными аналогичных исследований газа в межпланетном пространстве, выполненных космическими аппаратами.
Оказалось, что эти соотношения отличаются. Данный факт, по мнению ученых, указывает на то, что в формировании атмосферы участвовали внешние источники. На роль таких источников ученые предлагают метеориты и кометы - соотношение изотопов ксенона и криптона в этих телах, образовавшихся примерно 4,5 миллиарда лет назад, совпадает с полученным исследователями.
Ученые считают, что часть атмосферы могла прибыть на Землю во время так называемой поздней тяжелой бомбардировки (Late Heavy Bombardment), которая произошла 3,9 миллиарда лет назад. Тогда, предположительно в результате изменений орбит планет Солнечной системы, многие небесные тела подверглись метеоритным дождям.
Совсем недавно ученым удалось решить еще один интересный вопрос, касающийся земной атмосферы. Речь идет о так называемом парадоксе тусклого Солнца. За последние 4,5 миллиарда лет светимость Солнца возросла примерно на четверть. Несмотря на распространенность парниковых газов на заре появления жизни, из-за слабости светила Земля должна была замерзнуть. Исследователи установили, что это не произошло из-за высокой плотности атмосферы в то время.
Источник: Lenta.ru 11.12.2009
Источник информации Новости науки и образования. Знаменательные даты

УСТАНОВЛЕН НОВЫЙ РЕКОРД ПО ПЛОТНОЙ УПАКОВКЕ ТЕТРАЭДРОВ

Математики установили новый рекорд плотности упаковки тетраэдров. Статья ученых вышла в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте Университета Кента, сотрудники которого принимали участие в работе.
Задача плотной упаковки - одна из старейших нерешенных математических задач. Простейшая ее формулировка следующая: фиксированный регион пространства необходимо заполнить как можно большим по объему количеством фигур. При этом отношение занимаемого фигурами объема к исходному и называется плотностью упаковки.
В рамках нового исследования ученые занимались упаковкой простейших многогранников тетраэдров. В результате математиками удалось добиться плотности 0,8503. Это значительное продвижение поскольку предыдущий рекорд, установленный в Принстонском университете также в 2009 году, составлял 0,782. При этом рекорд перед ним, установленный в 2006 году, составлял 0,778.
Для работы исследователи использовали компьютерное моделирование. Сначала они генерировали случайное расположение тетраэдров в большом объеме, после чего начинали его сжимать. При этом поведение тетраэдров рассчитывалось, как если бы они были твердыми телами. Проделав подобную операцию достаточное число раз, исследователи получили рекордную упаковку.
Ученые подчеркивают, что помимо рекорда им удалось установить замечательную вещь - их упаковка представляет собой квазикристалл. Квазикристаллом называют твердые тела, обладающие фиксированной решеткой с симметричными ячейками, однако не имеющие периодичной глобальной структуры. Подобные материалы, получаемые в лабораториях, отличаются необычными свойствами.
Источник: Lenta.ru 10.12.2009

ФИЗИКИ УВЕЛИЧИЛИ ИНТЕНСИВНОСТЬ ПУЧКОВ НА КОЛЛАЙДЕРЕ

Специалисты, работающие на Большом адронном коллайдере, довели интенсивность пучков ускорителя до рекордных отметок, сообщают в CERN. Речь идет о собственном рекорде коллайдера - на некоторых прежних экспериментах ученые получали пучки большей интенсивности.
В рамках плановых работ ученые сталкивали пучки на энергиях 450 гигаэлектронвольт. При этом интенсивность пучков была увеличена примерно на порядок по сравнению с предыдущими столкновениями. Количество протонов в пучке (эта величина характеризует интенсивность) достигло значения в 200 миллиардов протонов на один пучок.
Совсем недавно на ускорителе были проведены рекордные по энергии (речь уже идет о "глобальном" рекорде) столкновения протонных пучков. Тогда в БАК энергия столкновения достигла 2,36 тераэлектронвольта (по 1,18 тераэлектронвольта на пучок). Первые пучки с рекордной энергией были получены еще в ночь с 29 на 30 ноября 2009 года, и их столкновения должны были состояться 4 декабря. Однако эксперимент пришлось отложить из-за серии сбоев в работе ускорителя.
Коллайдер является самым мощным в мире ускорителем элементарных частиц. Ученые планируют использовать его для поиска бозона Хиггса, а также проверки различных физических теорий - суперсимметрии и существовании скрытых измерений. Стоимость проекта составляет, по разным данным, от 4 до 6 миллиардов долларов.
Источник: Lenta.ru

В ПОГОНЕ ЗА ТОЧНОСТЬЮ: ЕДИНЫЙ ЭТАЛОН ВРЕМЕНИ - ЧАСТОТЫ - ДЛИНЫ

Анатолий ГОЛУБЕВ доктор технических наук

Человек живёт во времени и пространстве, и уже в глубокой древности появилась необходимость измерять время и длину - характеристику пространства. Измерить - значит сравнить измеряемую величину с другой величиной того же рода, называемой единицей измерения. Эта единица должна быть чётко определённой и неизменной величиной - эталоном. Созданием эталонов занимается наука, именуемая метрологией. За эталон времени принята секунда, за эталон длины - метр. Но вот как их определить? Скажем, секунда - это промежуток времени, в течение которого… что? Метр - это расстояние, равное… чему? Эти вопросы отнюдь не просты. Посмотрим, как отвечает на них современная метрология.

ВРЕМЯ

Эталоны для измерения времени должны быть основаны на периодических процессах, период которых постоянен с большой точностью. Первоначально единственным известным процессом такого рода было вращение Земли вокруг своей оси, и единица времени - секунда - определялась как 1/86 400 часть периода этого вращения, то есть суток. Длительность же суток определялась из двух последовательных наблюдений прохождения какого-нибудь небесного светила через плоскость меридиана места наблюдения. Уже древние астрономы убедились в том, что длительность интервала между двумя прохождениями Солнца через плоскость меридиана не совпадает с длительностью интервала, определённого по наблюдениям любой из "неподвижных" звёзд: солнечные сутки оказались на 4 минуты больше звёздных. Это следствие движения Земли по орбите (вращение Земли вокруг оси и её орбитальное движение происходят в одном направлении). Пользоваться звёздным временем неудобно, так как вся наша жизнь связана со сменой дня и ночи, с солнечными сутками. Но определить их продолжительность с большой точностью весьма сложно: во-первых, Солнце слишком "велико"; во-вторых, солнечное излучение нагревает и деформирует точные приборы и, наконец, длительность солнечных суток изменяется в течение года вследствие изменения скорости движения Земли по орбите. Поэтому непосредственное определение периода вращения Земли выполняется по наблюдению звёзд, а для практических целей учитывают разницу между звёздными и солнечными сутками. Так возникло своеобразное положение, при котором мы пользуемся солнечным временем, определяя его по звёздам.
Так как истинные солнечные сутки не остаются одинаковыми в течение года, то в повседневной жизни за основную единицу времени принимают средние солнечные сутки, рассчитанные в предположении равномерного движения Земли по орбите. Время в таких сутках называют средним временем. Понятно, что его значение меняется с изменением географической долготы места: когда в Москве 12 часов дня, то, скажем, в Красноярске уже 16 часов, то есть возникает понятие местного времени. Местное среднее время на Гринвичском меридиане называют всемирным временем и обозначают UT (Universal Time). Это всемирное время положено в основу создания нескольких астрономических шкал времени.
Прежде всего заметим, что, хотя UT - среднее солнечное время, то есть определено из условия равномерного движения Земли по орбите, на его основе трудно создать равномерную шкалу по той причине, что положение любого меридиана, и в частности Гринвичского, подвержено изменениям из-за вращения Земли. Происходит это потому, что Земля - не абсолютно твёрдое тело: массы в ней непрерывно перераспределяются, вследствие чего полюса Земли незначительно (до 10^-15 м) меняют положение, вызывая смещение меридианов, их соединяющих.
График уравнения времени (1), который показывает разницу между средним земным временем и истинным солнечным. Его образует сумма двух синусоид с годичным периодом (2), обусловленным неравномерным движением Солнца по эклиптике, и с полугодичным (3), вызванным наклоном эклиптики к небесному экватору. Разница времён становится равной нулю примерно 15 апреля, 14 июля, точно 1 сентября и 24 декабря. Максимальное отклонение солнечного времени от земного приходится на 11 февраля (+14 минут) и 2 ноября (-16 минут). Эту разницу следует учитывать, в частности, при построении солнечных часов - ныне весьма популярного украшения приусадебных участков
Существует несколько модификаций шкал всемирного времени. Из наблюдений суточных движений звёзд получается всемирное время UT0, не образующее равномерной шкалы. Если учесть поправку за смещение мгновенного полюса относительно его среднего положения, получим более равномерную шкалу UT1. Если принять во внимание ещё и сезонные вариации угловой скорости вращения Земли, получим более равномерную шкалу UT2. Наконец, учёт действия приливных явлений даёт шкалу UT1R.
Неравномерность суточного вращения и орбитального движения Земли не позволяет создать строго равномерные шкалы времени. Поэтому была введена ещё одна шкала - эфемеридное время, названное позже динамическим временем. Под ним понимают аргумент в дифференциальных уравнениях движения тел Солнечной системы в гравитационном поле. Это равномерно текущее время используют при определении эфемерид (элементов кеплеровой орбиты) спутников.
Любое время измеряют при помощи часов. После того как Галилей создал теорию маятника, а Гюйгенс изобрёл вращающийся балансир, появились маятниковые часы. И вскоре лучшие из них позволили обнаружить систематическое замедление суточного вращения Земли, вызванное океаническими приливами.
Часовые пояса. Жить нашей большой стране и тем более всему миру по московскому или по гринвичскому времени было бы крайне неудобно. Поэтому для удобства земной шар разбит на часовые пояса местного времени с временны`м интервалом в один час. Местное время на Гринвичском меридиане принято за всемирное время - Universal Time (UT)
После изобретения кварцевых часов, в которых роль колебаний маятника играют упругие колебания кварцевых пластинок под действием электрического напряжения (пьезоэффект), было установлено, что и при учёте регулярного замедления длительность суток все же непостоянна - она может изменяться в обе стороны на тысячные и даже сотые доли секунды.
К середине XX века стало ясно, что точность лучших часов превзошла точность нашего природного эталона времени - суток. Возможности астрономических методов измерения времени оказались исчерпанными.
Принципиально новые и более точные методы измерения времени пришли из радиоспектроскопии и квантовой электроники.
Каждый атом или молекула избирательно поглощает или излучает не только свет, но и радиоволны определённой длины волны ?, или частоты f, которые характеризуются непревзойдённым постоянством. Это позволило создать квантовые стандарты частоты, а следовательно, и времени (вспомним, что частота - величина, обратная периоду, то есть времени одного колебания) и построить шкалу атомного времени AT, задаваемую конкретным атомным или молекулярным эталоном.
Шкала АТ практически совершенно равномерна. В ней единицей измерения служит атомная секунда - промежуток времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 (¹³³Cs). Другими словами, за атомную секунду совершается число периодов колебаний цезиевого генератора, равное его частоте, составляющей 9 192 631 770 Гц (~ 9,2 Ггц). Стабильность этой частоты очень высока (то есть относительная нестабильность δf/f, где δf - уход частоты, очень мала). Кроме цезиевого в качестве стандартов частоты используют также рубидиевый и водородный генераторы (последний наиболее стабилен).
Существует Международное атомное время ТАI (от французского названия Temps Atomic International). Оно устанавливается на основе показаний атомных часов в различных метрологических учреждениях в соответствии с приведённым выше определением атомной секунды.
Так как шкалы AT и UT не согласуются между собой, введена промежуточная шкала, называемая всемирным координированным временем UTС (Universal Time Coordinated). Это атомное время, которое корректируется на 1 с, когда его расхождение с UT1 превышает 0,5 с. Коррекция производится в последнюю секунду 30 июня или 31 декабря либо в обе даты.
Приведённое выше определение атомной секунды принято международными организациями в 1967 году, и в том же году на основе этого определения в СССР был создан новый Государственный эталон времени и частоты. Современный его вариант включает в себя цезиевый и водородный генераторы и обеспечивает хранение и воспроизведение секунды и герца с погрешностью, близкой к 1.10-14.

ДЛИНА

Обратимся теперь к единице длины - метру. Его история также довольно интересна. Впервые понятие метра появилось во Франции в период Великой французской революции. Учёные того времени решили заимствовать единицу измерения длины, так сказать, из сам?й природы, и в качестве неизменного прототипа длины специальная комиссия Французской академии наук предложила взять длину одной десятимиллионной доли четверти Парижского меридиана. Это расстояние и назвали метром (metre vrai et definitif - метр подлинный и окончательный). После этого были проведены измерения длины дуги Парижского меридиана между Дюнкерком и Барселоной, на основании которых, а также в соответствии с теоретическим определением изготовили образец метра в виде платиновой линейки - концевой меры шириной около 25 мм и толщиной 4 мм. Эта мера сдана в архив Французской республики, поэтому её в дальнейшем стали называть "архивным метром". Но далее оказалось, что вследствие всё возрастающей точности геодезических измерений значения метра и соответствующей части меридиана будут расходиться. Кроме того, длина меридианов, как уже отмечалось выше, не остаётся строго постоянной из-за смещения полюсов. И тогда решили больше не связывать значение меры длины с одной сорокамиллионной частью Парижского меридиана. Метр перестал быть "естественной" мерой.
За точное значение метра был принят так называемый международный прототип, выбранный следующим образом. Изготовили 31 эталон в форме стержней Х-образного сечения из платино-иридиевого сплава с двумя штрихами, расстояние между которыми равно размеру метра, и провели сравнение этих эталонов с "архивным метром". В пределах точности измерений эталон № 6 при 0 ^оС оказался равным длине "архивного метра", и в 1889 году на I Генеральной конференции по мерам и весам его приняли в качестве международного прототипа метра. Он хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севре (близ Парижа). Из оставшихся 30 эталонов 28 были распределены по жребию между странами, участвовавшими в конференции 1889 года, а два оставлены как "эталон-копия" и "эталон-свидетель". Россия получила два эталона метра: № 11 и № 28. Последний декретом Совнаркома в 1918 году был узаконен в качестве государственного эталона или прототипа метра для СССР. Он хранится (до сих пор) во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в Санкт-Петербурге и используется только для сравнения с ним вторичных эталонов или эталонов-копий.
Так как существующие эталоны хотя и очень мало, но всё же изменяются с течением времени и метр нельзя считать естественной мерой единицы длины, метрологи задались вопросом: нельзя ли всё-таки установить естественный эталон длины, "привязав" его к стабильным природным процессам или явлениям. И здесь, как и в случае с эталоном времени, решение пришло из спектроскопии и квантовой электроники. Поскольку, как уже отмечалось, частоты и длины волн атомов и молекул отличаются исключительным постоянством, это природные константы, и поэтому в принципе атом или молекула каждого (любого) вещества обладает свойствами эталона частоты и длины.
С развитием точных методов интерферометрических измерений появилась идея выразить метр в длинах световых волн, и в 1927 году VII Генеральная конференция по мерам и весам постановила: 1 метр равен 1 553 164,13 длины волны красной линии кадмия при определённых условиях (температуре, давлении и пр.) К 30-м годам ХХ века точность интерферометрических измерений превысила ширину штрихов на эталоне метра и его копиях. И в 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое определение метра: он стал равен 1 650 763,73 длины волны излучения в вакууме, соответствующей оранжевой линии спектра изотопа криптона с атомным весом 86 (⁸⁶Kr). Поскольку эта линия намного более узкая, чем у кадмия (чему, в частности, способствует то, что криптоновую лампу помещают в криостат с жидкой углекислотой), новое определение метра повысило точность эталона длины примерно в 100 раз.
Однако она в относительной мере была на четыре порядка ниже точности, достигнутой в эталонах времени. Это, в частности, ограничивало точность измерения скорости света. Действительно, она определялась путём измерения времени распространения света на базисе известной длины. Но если время можно было измерить с погрешностью порядка 10^-12 - 10^-13, то точность измерения длины базиса лимитировала точность криптонового эталона длины.
В том же 1960 году, когда за эталон длины приняли криптоновый стандарт, был создан принципиально новый источник излучения - лазер, и началось бурное развитие лазерной техники. Обнаружилось, что газовый лазер на смеси гелия и неона (Не-Nе) может генерировать чрезвычайно узкие спектральные линии (так называемые продольные моды, см. "Наука и жизнь" № 9, 2003 г.) - гораздо ?же, чем у криптонового стандарта. Однако част?ты этих линий могут "плавать", меняться неконтролируемым образом (например, вследствие изменения длины резонатора). Поэтому, чтобы получить источник света намного лучший, чем криптоновая лампа, необходимо стабилизировать частоту лазерного излучения. Такой стабилизации достигли использованием молекулярных линий поглощения некоторых газов, у которых частота одной из линий поглощения близка к частоте излучения лазера. Например, гелий-неоновый лазер может генерировать на трёх длинах волн: 0,63, 1,15 и 3,39 мкм; при этом линии с длиной волны 0,63 мкм весьма точно соответствует линия поглощения молекулы паров йода I₂, а линии с длиной волны 3,39 мкм - линия поглощения молекулы метана СН₄. Ячейку с поглощающим газом помещают внутрь резонатора лазера. Если изменять длину резонатора, настраивая лазерную частоту на центр спектральной линии поглощающего газа, в излучении лазера появляется резонансный пик с предельно узкой шириной спектра. Это состояние непрерывно поддерживает система автоподстройки длины резонатора. Лазеры на Не-Nе/¹²⁷I₂ и особенно Не-Ne/CH₄ обеспечивают генерацию очень узких линий излучения со стабильностью частоты того же порядка, что и в стандартах времени. Естественно, возникла мысль об использовании стабилизированных лазеров в качестве стандартов длины вместо криптонового эталона. Этому способствовало ещё одно обстоятельство.
В начале 1970-х годов в США, Англии и СССР были выполнены эксперименты по уточнению скорости света в вакууме с, основанные на независимом измерении частоты ν и длины волны λ высокостабильного лазера (произведение νλ равно с). Обработка результатов этих экспериментов дала значение с = 299 792 458 ± 1,2 м/с с относительной погрешностью 4х10^-9. До этих экспериментов она была равна 3х10^-7, то есть измерения скорости света с использованием стабилизированных лазеров повысили точность примерно на два порядка. Но дальнейшее уточнение значения с было невозможно, так как величина 4х10^-9 практически целиком обусловлена недостаточной точностью криптонового эталона длины, сравнением с которым вычислялась длина волны λ. Выход из этого положения оказался довольно неожиданным и оригинальным. Было решено: не будем стремиться уточнять с, а примем полученное значение 299 792 458 м/с за мировую константу. Поскольку скорость связывает расстояние и время, это позволило дать новое определение метра - через единицу времени. И в 1983 году на XVII Генеральной конференции по мерам и весам постановили: "Метр - это расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды".
Это определение полностью отменяет криптоновый эталон длины и вообще делает метр не зависящим ни от какого источника света. Но зато придаёт ему зависимость от размера секунды, а значит, и герца - единицы частоты. Так впервые была установлена связь между длиной, временем и частотой. Эта связь привела к идее о создании единого эталона времени - частоты - длины (ВЧД), основанного на соотношении λ = с/ν, где λ - длина волны излучения стабилизированного лазера, ν - его частота. Плодотворность этой идеи в том, что частоту можно измерить с погрешностью, обеспеченной современным эталоном частоты (скажем, 10^-13 и менее). А так как значение с фиксировано, то и значение ν будет определено с той же погрешностью, что по крайней мере на четыре порядка точнее, чем при использовании прежнего криптонового эталона длины.
Однако эталон частоты, задающий атомную секунду, - цезиевый генератор, частота которого f_эт = 9 192 631 770 Гц лежит в радиодиапазоне. И чтобы измерить частоту лазера ν сравнением с эталонной частотой, надо осуществить переход эталонной частоты в оптический диапазон, то есть умножить её до оптических значений. Однако эталонная частота имеет нецелочисленную величину и неудобна для преобразований. Поэтому обычно вместо цезиевого генератора используют более низкочастотный кварцевый генератор с удобным значением частоты, например 5 Мгц. Но такой генератор имеет гораздо меньшую стабильность частоты и сам по себе служить эталоном не может. Необходимо стабилизировать его частоту по цезиевому стандарту, придав ему такую же стабильность.
Это осуществляется при помощи схемы фазовой автоподстройки частоты. Низкая частота кварцевого генератора f_кв увеличивается радиотехническими средствами в некоторое число (n) раз и в смесителе вычитается из частоты цезиевого эталона f_эт. Подбором конкретных значений n и f_кв разностную частоту (f_эт - nfкв) можно сделать приблизительно равной частоте кварцевого генератора: (f_эт - nf_кв) = f_кв.
Сигнал разностной частоты (f_эт - nf_кв) после усиления поступает на один вход фазового детектора, а на другой его вход подаётся сигнал частоты fкв от кварцевого генератора. На выходе фазового детектора возникает напряжение, величина и знак которого зависят от отклонения разностной частоты от частоты f_кв. Это напряжение поступает на блок управления частотой кварцевого генератора, сдвигая её до тех пор, пока она не станет точно равной разностной частоте. Другими словами, любая расстройка частот (f_эт - nf_кв) и f_кв вызывает появление управляющего сигнала, сводящего эту расстройку к нулю, благодаря чему частота кварцевого генератора автоматически поддерживается неизменной и её стабильность оказывается практически равной стабильности цезиевого эталона. Теперь можно осуществлять передачу этой частоты в оптический диапазон.
Для этой цели используется радиооптический частотный мост (РОЧМ), в котором при помощи многозвенной цепочки различных СВЧ-генераторов и промежуточных лазеров субмиллиметрового и инфракрасного диапазонов выполняется последовательное умножение эталонной частоты 5 МГц до значений 10¹⁴ Гц. Так создаются эталоны частоты в оптическом диапазоне - оптические стандарты частоты. В качестве таких стандартов утверждены пять стабилизированных газовых лазеров.
Следовательно, эталон длины, воспроизводящий метр в его новом определении, реализуется при помощи атомного (цезиевого) эталона времени и частоты, дополненного РОЧМ. Этот комплекс и представляет собой единый эталон ВЧД. При этом характерно, что размеры всех единиц - единицы времени (секунды), частоты (герца) и длины (метра) - задаются всего двумя природными константами: резонансной частотой перехода в атоме цезия-133 и скоростью света в вакууме.
Следует упомянуть, что в последнее время найдена более перспективная возможность создания единого эталона ВЧД, связанная с разработкой фемтосекундных "оптических часов", способных служить также "оптическим метром" ("Наука и жизнь" № 9, 2003 г.). При этом отпадает необходимость в цепочке передачи благодаря генерированию высокостабильной "оптической гребёнки" в чрезвычайно широком диапазоне спектра. Такая гребёнка, воспринимаемая как белый свет, возникает при прохождении фемтосекундных импульсов от лазера на сапфире с титаном через оптическое волокно со специально созданной микроструктурой. Подробности о такого рода разработках можно найти в нобелевской лекции Дж. Холла, опубликованной на русском языке под названием "Определение и измерение оптических частот: перспективы оптических часов - и не только" (УФН, 2006, № 12).
Кроме того, была найдена возможность повышения точности цезиевого эталона времени. Ещё в 1997 году Международное бюро мер и весов подчеркнуло, что в определении атомной секунды фигурирует атом цезия, который покоится при температуре абсолютного нуля (по шкале Кельвина). В новейших модификациях цезиевых часов (которые называют фонтанными) это условие почти идеально достигается путём лазерного охлаждения атомов. С использованием такого метода в американском Национальном институте стандартов и технологии (NIST) были построены эталонные цезиевые часы, обеспечивающие относительную точность воспроизведения единицы времени - секунды - порядка 3х10-16 (уход часов составляет 1 секунду за 70 миллионов лет). Но ещё более перспективны стандарты частоты, основанные на переходах в ионах ртути, иттербия или стронция, излучающие не в микроволновом, а в оптическом диапазоне.
Точность отдельных лабораторных разработок таких оптических часов уже сейчас достигает 2х10-15, а в принципе они могут обеспечить точность воспроизведения единиц времени и частоты на уровне 10-17-10-18. К такой точности вплотную подошли японские исследователи. В экспериментальном образце стронциевых оптических часов, разработанном в Токийском университете группой Хидетоси Катори, ионы стронция находятся в оптической ловушке на перекрестье шести лазерных лучей, под воздействием которых они удерживаются в "энергетических ямах", почти не взаимодействуя и излучая свет исключительно стабильной частоты. Точность стронциевых часов в тысячу раз превосходит точность цезиевых, используемых сегодня в качестве эталона времени и частоты. Предполагают, что вскоре эталон будет заменён и применение таких сверхточных оптических часов позволит соответственно увеличить точность единого эталона времени - частоты - длины.
Источник: "Наука и жизнь"

НАДО ЛИ БОРОТЬСЯ С ПЛАНЕТАРНЫМ ПОТЕПЛЕНИЕМ ИЛИ САМО ПРОЙДЕТ?

Пётр ОБРАЗЦОВ

В Копенгагене проходит Конференция ООН по проблемам изменения климата. На 17-18 декабря намечено главное мероприятие - пятое совещание по Киотскому протоколу, на котором его участники собираются договориться о новых параметрах сокращения выброса парниковых газов и принять документ, который придет на смену этому протоколу. Срок действия Киотского протокола истекает в 2012 году, на который некоторые уже назначили конец света из-за окончания действия календаря майя и падения на Землю крупнейшего метеорита. Календарь не закончится, метеорит не упадет. А вот что будет с глобальным потеплением и надо ли с ним бороться?

Не в парнике ли мы живем?

История с этим потеплением началась в 70-е годы прошлого столетия, когда появились данные об увеличении средней температуры атмосферы у поверхности Земли. И хотя и раньше бывали колебания этой температуры вплоть до самых удивительных - в X веке Гренландия была покрыта лесами, а во времена Пушкина "...снег выпал только в январе", - на этот раз климатологи заметили, что график потепления примерно совпадает с графиком увеличения содержания углекислого газа (СО2) в атмосфере. Причем увеличение и температуры, и концентрации СО2 началось в середине XIX века, т.е. в те же годы, когда в Европе началась промышленная революция.
Развитие промышленности приводит прежде всего к резкому увеличению сжигания топлива - для получения электричества, для производства металлов, да и просто при работе двигателей внутреннего сгорания в автомобилях, которых уже в XX веке стало видимо-невидимо. А продуктами горения топлива являются вода и та самая углекислота. Так возникла теория о парниковом эффекте.
Логика была такой. Парниковый эффект, т.е. действительно существующее повышение температуры под стеклом или пленкой в замкнутом пространстве парника, объясняли следующим образом: стекло пропускает ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца, которое нагревает землю и воздух в теплице, обратно же тепло не выходит, поскольку стекло не пропускает ни теплый воздух, ни "теплое" инфракрасное (ИК) излучение. Поскольку СО₂ также является веществом, которое пропускает УФ-, но не ИК-излучение, то и было решено, что под "одеялом" из углекислого газа Земля постоянно нагревается. Это очень опасно, поскольку приведет к разным всемирным катастрофам, от таяния полярных льдов и наводнений до размораживания вечной мерзлоты и разрушения всей российской инфраструктуры на нашем Севере. Отсюда был сделан серьезный вывод - нужно немедленно снизить до минимума выбросы СО₂, т.е. сократить промышленное производство и перестать ездить на автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.
Нет, мы живем в атмосфере Солнца
Далеко не все ученые согласились с этим выводом. Тем более что еще до возникновения шумихи о глобальном потеплении парниковый эффект изучал американский экспериментатор Роберт Вуд. Он соорудил маленькую настольную тепличку с крышей из прозрачного монокристалла обычной поваренной соли, которая пропускает и УФ, и ИК - обратно. Согласно теории, в такой тепличке парникового эффекта быть не должно. Однако тепличка отлично работала, температура внутри нее исправно повышалась, т.е. парниковый эффект все же был. Вот только причина его была совсем другой - когда Вуд открыл маленькую дверку и тепличка начала свободно проветриваться, эффект исчез. Парниковый эффект возникает, сделал вывод ученый, когда нет воздухообмена с окружающей средой.
Таким образом, нет оснований считать, что повышение температуры в атмосфере Земли связано с углекислотой. Тем более что все "человеческие" выбросы углекислоты составляют всего несколько процентов от природных. Скорее всего, в парниковой теории перепутаны причина и следствие - больше всего СО2 находится в растворенном виде в воде морей и океанов. А при повышении температуры растворимость газов уменьшается, и эта углекислота выделяется в атмосферу. То есть не СО2 повышает температуру, а рост температуры увеличивает содержание СО2.
Но ведь глобальное потепление наблюдается невооруженным глазом? Вроде бы да. В Москве, во всяком случае, зимы стали намного теплее. И в чем причина? Скорее всего, в повышении активности Солнца, астрономы говорят, что мы живем в атмосфере Солнца. А ведь эта активность может и понизиться - и тогда, как полагают некоторые ученые, нас в середине столетия ждет малый ледниковый период.

Хакеры наносят удар

Однако сторонники парниковой теории сумели убедить общественность и правительства многих стран в справедливости своих представлений о климате. И был придуман Киотский протокол, к которому не сразу, но все же присоединилась и Россия. Правда, у нашей страны есть симпатичный экономический резон. Киотский протокол подразумевает, что каждая из стран должна выбрасывать четко установленное количество СО2 в год. Это квота. А если мы не выбираем свою квоту, т.е. выбрасываем меньше (а наша промышленность уже лет 20 находится в полуобморочном состоянии), то невыбранный остаток можно продать стране, которая выбрасывает СО2 больше своей квоты. Россия могла бы к 2015 году заработать на продаже квот аж $15 млрд. Оказывается, можно торговать и развалом промышленности! Правда, время идет, а денег этих что-то не видно.
Сейчас против парниковой теории выступает множество ученых и просто здравомыслящих граждан, однако "тепловики" уперлись. Существует даже точка зрения, что глобальное потепление - это заговор ученых и политиков, потерявших военный заказ в результате перестройки. Удачно подвернувшееся потепление было использовано для продолжения финансирования, например, атомной промышленности - вместо выделяющих СО2 тепловых станций будем строить безвредные АЭС.
Но вот совсем недавно произошло уже совсем досадное для парниковых климатологов событие: некие русские хакеры выложили в открытом доступе в интернете конфиденциальную переписку британских и американских климатологов, которые договариваются о способах сокрытия данных, свидетельствующих не просто о неверности парниковой теории, но даже и об отсутствии самого глобального потепления! Да, в Москве потеплело, но зато в Европе шел снег в мае, а в Северной Африке ударили морозы. Так что средние величины могут оказаться вовсе не такими страшными, как нас пугают.
Эта история уже получила название "климатгейта". Если все подтвердится, то Киотский протокол станет уже бессмыслицей.

Не все в порядке в Датском королевстве

Действие Киотского протокола заканчивается в 2012 году. Конференция в Копенгагене исходно была призвана разработать новый протокол, точнее - договор, обозначающий дальнейшие шаги к сокращению выброса парниковых газов. Особое внимание должно было быть уделено позициям США и Китая, которые являются основными "производителями" этих газов, но Киотский протокол не подписали. Не улучшил атмосферу конференции и "климатгейт". Так что, по всей видимости, Копенгагенская конференция приведет лишь к выработке мало к чему обязывающей декларации, которая станет скорее призывом типа "Давайте жить дружно!" и пожеланием не переходить улицу на красный свет, не стоять под стрелой и не заплывать за линию буйков.

Как менялся климат

Малый ледниковый и большой парниковый периоды
Средняя температура атмосферы Земли действительно изменяется с течением времени. Наиболее заметные изменения представлены в этой таблице:
1000-1300 гг. н.э. Средневековый климатический оптимум. Леса в Гренландии (что означает - "зеленая земля")
1500-1700 гг. Малый ледниковый период в Европе. Картина Яна ван Гойена "Конькобежцы" демонстрирует замерзшие каналы в Голландии, которые сейчас не замерзают. Гренландия целиком покрыта километровой толщей льда
1770 г. Максимум небольшого потепления в XVIII в.
1900 г. Последний год понижения температуры в XIX в.
1940 г. Идет потепление климата. В Гренландском море количество льдов уменьшилось вдвое
1979 г. Начало драматического потепления климата (по другим данным - ничего такого не происходит)
1997 г. Подписание Киотского протокола, ограничивающего выбросы "парниковых" газов
2009 г. Подписание нового, Копенгагенского договора о проблеме изменения климата Земли. Появление новых данных о возможной ошибке в измерении температуры атмосферы. "Климатгейт"
Стоимость вопроса: если "потеплисты" все-таки правы, то к середине нашего века на защиту прибрежных городов и поселений от наводнений, вызванных таянием ледниковых шапок Антарктиды и Гренландии, потребуется 1 триллион долларов. Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 11/12/2009

ДАЛЬНЕЙШАЯ СУДЬБА ВСЕЛЕННОЙ: ВАЖНЕЙШЕЕ НАУЧНОЕ ОТКРЫТИЕ ВЕКА

Герман ПЕТЕЛИН

В агентстве РИА Новости в рамках проекта "Наука без границ" прошла публичная лекция главного астрофизика Центра космических полетов Годдард в NASA нобелевского лауреата профессора Джона Мазера.

Свет из прошлого

Свою научную карьеру я начал на экспериментальной ферме при университете Нью-Джерси. Мой отец изучал коров, стараясь понять, как получать больше молока хорошего качества. А я читал книги и по ночам смотрел в небо. Так я увлекся астрономией и стал изучать историю Вселенной и то, как были созданы условия для жизни на Земле. Теперь попытаюсь объяснить широкой публике, как астрономы по-своему рассказывают историю. Прежде всего - астрономы имеют способность смотреть назад в прошлое. Свет путешествует с большой скоростью, но пространство не имеет ограничений. И мы, астрономы, можем смотреть на разные расстояния в зависимости от того, как далеко мы заглядываем. Солнце мы видим таким, каким оно было 500 секунд назад, звезды мы видим 4 года назад, а самое большое расстояние - 15 миллиардов лет. Поэтому мы, в отличие от других ученых, имеем возможность смотреть в прошлое. Да, археологи тоже смотрят в прошлое - на старые камни. Историки читают старые книги. Но астрономы имеют возможность смотреть на миллионы и миллиарды лет назад. И надо сказать, что многие объекты сильно удаляются от нас.

Без конца и края

Создатель теории относительности Альберт Эйнштейн первоначально не верил в расширение Вселенной. Он говорил - этого не может быть! Но в 1929 году Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, и Эйнштейну пришлось извиняться. Теперь мы знаем, что почти все галактики удаляются от нас со скоростью 1000 километров в секунду. Зная расстояние и скорость, мы можем измерить возраст Вселенной. Но мы не можем увидеть ни ее центра, ни ее края. Потому что живем в трехмерном пространстве и одном времени. А для того, чтобы посмотреть на Вселенную со стороны, нужно большее количество измерений, которое мы можем себе представить. Это звучит невероятно, но до момента Большого взрыва всю Вселенную можно было бы удержать в ладонях - ее размер не превышал десяти сантиметров. Потом с ней что-то произошло. Она стала настолько быстро расширяться, что даже свет не успевал за ней. И вот эта небольшая часть материи стала всей расширяющейся Вселенной, которую мы теперь наблюдаем.

Как зародилась жизнь

Солнце и Солнечная система образовались 4,6 млрд лет назад, это примерно составляет треть возраста Галактики. Мы можем об этом судить по микроскопическим частицам, которые получили с метеоритов. Затем небольшая планета, которую назвали Тиа, размером с Марс, врезалась в Землю, все на Земле расплавилось и такие элементы, как водород и другие, были выброшены в космос. Это произошло примерно через 90 млн лет после образования Солнечной системы. Потом Земля начала охлаждаться, и через 100 млн лет Юпитер и Сатурн поменялись местами, Земля подверглась бомбардировке много-численными кометами и метеорами, и водород и вода, видимо, именно тогда попали на Землю. Это было примерно 400-700 млн лет назад. А затем, как только условия стали наиболее благоприятными, температура снизилась, появилось достаточно воды и начала зарождаться жизнь. Первые человекообразные существа появились в Африке во время ледникового периода, когда Земля была сухой и большая ее часть находилась подо льдом. У меня нет времени рассказывать всю эту историю. Но я могу сделать прогноз, как будет развиваться Вселенная дальше.

Гибель Галактики

Где-то через миллиард лет Солнце может раскалиться до такой степени, что жизнь станет невозможной, а через 5 млрд лет Солнце увеличится настолько, что земная орбита может пересечься с Солнцем, и тогда Земля прекратит свое существование. Туманность Андромеды может столкнуться с Млечным путем. Это будет очень впечатляющее зрелище для астрономов. К сожалению, мы этого уже не увидим, но, может быть, какие-то другие астрономы на других планетах смогут наблюдать это захватывающее зрелище. Звезды выгорят, и наступит темнота. Но это теоретическое предположение. Есть и другие версии. Не исключена возможность того, что разбегание остановится и Вселенная опять соединится вместе, и это тоже будет общий космический коллапс. Впрочем, что случится наверняка, сказать трудно. Но перед астрономами стоит много и других загадок.

Темная материя

Первая загадка: почему существует материя и антиматерия? А раз так, то должны существовать и антигалактики. Второй вопрос: что такое темное вещество? Оно как раз отвечает за микроизменения в температурах излучения. И эта материя не взаимодействует с волнами. Мы смогли установить, что она имеет силу притяжения. Но ни одной частицы темного вещества еще не удалось получить в лаборатории. То же самое и с темной энергией. Мы знаем, что она существует, есть доказательства, но нет лабораторного подтверждения. По-прежнему актуален вопрос, был ли Эйнштейн прав в своей теории относительности? И может ли материя передвигаться со скоростью большей, чем скорость света. Но это скорее философский вопрос. Также философский вопрос - являемся ли мы единственными разумными существами во Вселенной. А если это так, то почему именно Земля стала местом обитания разумных существ и существуют ли другие такие места?

Будущие проекты

Возможно, к ответам на эти вопросы приблизит следующий проект, над которым я работаю. Называется он "Космический телескоп "Уэбб", запуск которого запланирован на 2014 год. В его конструкцию входят огромное зеркало диаметром 6,5 метра (диаметр зеркала "Хаббла" - 2,4 метра) и солнцезащитный щит размером с теннисный корт. Зеркало и щит из-за своих габаритов будут доставлены на ракету-носитель в сложенном виде, а затем раскроются после вывода телескопа в открытый космос. Основное различие между "Хабблом" и "Джеймсом Уэббом" заключается в диапазонах работы: приборы "Хаббла" собирают информацию в инфракрасных лучах, в видимом свете и в ультрафиолете, а "Джеймс Уэбб" будет работать преимущественно в инфракрасном диапазоне. Инфракрасные лучи способны проникать в пылевые облака и давать нам гораздо больше информации, чем мы имели раньше. Вполне возможно, что новые солнца формируются именно в таких пылевых облаках. Все это ведет к тому, что мы сможем наблюдать звезды, которые, на наш взгляд, обладают планетами вроде Земли.

Поиск жизни

Впрочем, есть и другие места, где можно искать признаки жизни. Многие считают, что жизнь существовала на Марсе и даже сейчас там сохранилась вода под поверхностью в форме льда. Есть еще места. Например Европа, спутник Юпитера, где находится океан, покрытый льдом. Конечно, это очень многообещающее и интересное место, где нужно искать признаки жизни. Как мы знаем, кислород на Земле является следствием жизни на Земле. Если мы найдем кислород в атмосфере других планет, то тогда, возможно, найдем и жизнь в том виде, какой ее знаем на Земле.

Другие Вселенные

Между тем, возможно, существуют и другие вселенные. Но мы никогда не сможем это доказать. Только математики могут рассуждать на эту тему за нас. Мы не знаем всех законов природы, законов науки, физики, и каждое новое открытие - это зачастую замена одних, ставших привычными, принципов на другие, новые. Я не знаю, с чем мы столкнемся в будущем, но, думаю, у нас впереди еще многие века и миллионы лет на научные прозрения и открытия.

Справка "РК"

Доктор Джон К. Мазер (John C. Mather) является главным астрофизиком Центра космических полетов Годдард в NASA (NASA Goddard Space Flight Center), расположенного в штате Мэриленд, а также адъюнкт-профессором по физике университета штата Мэриленд в Колледж Парке. Будучи участником постдокторальной программы Национального научно-исследовательского Института космических исследований Годдарда (Нью-Йорк Сити) он возглавлял проект разработки спутниковой программы по исследованию космического реликтового фона Cosmic Background Explorer (1974-1976), после чего вернулся в центр Годдарда для работы в качестве ученого-исследователя (1976-1988) и ученого по проектам (1988-1998), а также главного исследователя по работе на Дальнем инфракрасном абсолютном спектрофотометре (FIRAS) по программе Исследования космического реликтового фона (Cosmic Background Explorer (COBE)).
Он и его команда показали, что фоновая реликтовая микроволновая космическая радиация имеет спектр черных тел в диапазоне 50 миллионных долей, что позволило с необычайной точностью подтвердить теорию Большого взрыва. За эту работу доктор Мазер получил в 2006 году Нобелевскую премию по физике, разделив ее с Джорджем Смутом (George Smoot).
Источник: "Российский космос"
Источник информации: "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 7/12/2009

ФРУКТЫ, "ПОЗНАВШИЕ МУДРОСТЬ": ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА СУХОФРУКТОВ

Игорь КУЗНЕЦОВ

В каменный век, когда мужчины уходили на охоту, женщины занимались сбором трав, корней и плодов - всего того, что можно было употребить в пищу. К сожалению, собранное не могло храниться долго, но находчивые женщины заметили, что упавшие с деревьев плоды, высушенные под воздействием солнца, хоть и не имели такой сочности, как только что сорванные, но были более сладкими и хранились дольше. Так что момент, когда женщина, сорвав очередные плоды, разложила их на камни посушить на солнышке, можно назвать днем рождения не только нового вида женской деятельности, но и пищевой промышленности.
Шло время, и уже многие древние мореплаватели брали с собой в качестве провианта засоленное мясо и сушеные фрукты, хотя в те времена науке еще не было известно, что мясо давало животный белок, необходимый для физических нагрузок, а сухофрукты были кладезем витаминов, минеральных веществ и, главное, защищали от многих болезней. Судовой лекарь не только пользовал больных специальными травами и снадобьями, но и всегда увеличивал питание больных сухофруктами - было замечено, что организм активнее боролся с недугами и больные вдвое быстрее вставали на ноги.
В Древнем Китае самыми ценными подарками считались шелк, посуда и сухофрукты. Причем именно сушеные фрукты были обязательным подарком на свадьбу. Каждый из сухофруктов означал определенное пожелание будущим супругам: к примеру, сушеная груша символизировала пожелание быть неразлучными; подаренная курага означала пожелание успеха и роста благосостояния, так как абрикос имел желто-оранжевый цвет, а одежду этого цвета носили только представители знати (позднее - только император); сушеная вишня означала пожелание большей нежности отношений, весенний дух молодости, заботу о друг друге. Недаром один древний китайский философ сказал: "Сухофрукты - это фрукты, познавшие мудрость".

Современные сухофрукты

Настоящее утешение для сладкоежек, сухофрукты могут стать прекрасным заменителем кондитерских изделий, так как содержат большое количество углеводов (фруктозы, сахарозы, глюкозы), а калорий в них почти вдвое меньше, чем в сахаре. Фруктоза (фруктовый сахар), содержащаяся в сухофруктах, "упакована" в клетчатку, благодаря чему задерживается в организме лишь в ограниченном количестве, не позволяя кишечнику усваивать больше сахара и холестерина, чем нужно, и не повышая уровня инсулина в крови, как это делают обычные сладости. Так что, если выбирать между шоколадными конфетами и сухофруктами, второй вариант будет менее плачевным "для фигуры".
Помимо способности заменять сладкие лакомства у сухофруктов есть масса других, не менее ценных достоинств. И прежде всего - они абсолютно натуральный продукт, который не содержит красителей, эмульгаторов, стабилизаторов и искусственных добавок. Фактически это те же фрукты, только без воды.
Сегодня выбор сухофруктов просто огромен, сухофрукты - настоящий источник ценных микроэлементов и полезных веществ. В них содержится кальций (укрепит ногти и волосы, придаст свежий цвет лицу), магний (приведет в норму повышенное давление), калий (улучшит работу сердечно-сосудистой и нервной систем, выведет из организма лишнюю жидкость, уменьшит отеки), натрий и железо (поддержат уровень гемоглобина в крови, обеспечат кислородом все органы и ткани), клетчатка и пектин (нормализуют работу кишечника и желудка).
Горсть кураги и изюма удовлетворяют суточную потребность в калии, 50 г сушеной вишни - в витамине В₆ и магнии. А съедая в день по несколько штук чернослива, инжира или фиников, вы навсегда избавитесь от проблем с кишечником: содержащиеся в них пищевые волокна налаживают работу желудочно-кишечного тракта. Кстати, в черносливе найдутся и другие "помощники пищеварению" - органические кислоты. Они повышают кислотность в кишечнике и убивают вредные микроорганизмы.

Самые покупаемые

Яблоки и груши сушеные. Эти сухофрукты были известны еще на Руси. Сегодня они уже не так популярны (ибо появилось множество экзотических сухофруктов), а зря! Яблоки и груши по своим целебным свойствам нисколько не уступают финикам, инжиру, кураге. Но что особенно ценно, они содержат необходимый для работы мозга бор, которого мало в других сухофруктах. Яблоки сушеные хорошо хранятся, а зимой их употребляют для профилактики гриппа. Сушеная груша выводит из организма тяжелые металлы и токсины.
Бананы вяленые. Служат постоянной пищей для 400 млн жителей в развивающихся странах, а к нам прибывают в основном из Вьетнама. Эти бананы богаты натуральным сахаром, который при переваривании быстро попадает в кровь и дает заряд энергии. Поэтому их часто употребляют спортсмены.
Дыня вяленая (сушеная). Эта таджикская национальная сладость содержит клетчатку, белки, минеральные соли, витамин С, витамины группы В, каротин, большое количество железа, фолиевой и никотиновой кислот. Сушеная дыня тонизирует, обладает мочегонными, желчегонными, противовоспалительными и общеукрепляющими свойствами, очищает кожу и кишечник.
Чернослив. Содержит калий, натрий, кальций, магний, фосфор, железо, медь, хром, марганец, цинк, йод, фтор, кобальт, витамины A, B₁, В₂, РР, С. Он замечательный антидепрессант и является абсолютным чемпионом по содержанию антиоксидантов. Также выводит соли тяжелых металлов из организма, оздоравливает кожу и укрепляет сосуды. Чернослив получают из сушеных плодов сливы сортов Венгерка. Как ни странно звучит, лучший чернослив делают из сорта Венгерка итальянская, который прекрасно фаршируется грецкими орехами, мягким сыром. (И немного о выборе: если у чернослива кофейный оттенок, это означает, что его предварительно ошпарили кипятком, и витаминов в нем мало. Также не стоит покупать темно-серый "антрацитовый" чернослив - он явно обработан глицерином. Настоящий чернослив - только черный, а его вкус не должен горчить.)
Курага. Это сушеные абрикосы (они носят различные наименования: абрикосы с косточкой - урюк; абрикосы, разрезанные пополам и без косточки, - курага; целые абрикосы с выдавленной косточкой - кайса). Они содержит пектин, яблочную, лимонную и винную кислоты, аскорбиновую кислоту, витамины В₁, В₂, В₁₅, Р, РР, много каротина (провитамина А). Все знают, что курага богата калием, а всего 5 штучек кураги содержат дневную норму железа. В ней также есть витамин В₅, который способствует сжиганию жира в организме. Научно доказано, что регулярное употребление сушеных абрикосов уменьшает вероятность развития рака. Курага (в виде пюре) назначается детям при авитаминозе. (Выбирая курагу, присмотритесь к сероватым "особям" - есть шанс, что их просто не обрабатывали химикатами. Оранжевой она еще может быть, ведь в ней кладезь каротина, а вот ярко-яркооранжевой бывает только курага с "кладезем" химикалий.)
Финики. Королевский подарок природы, они содержат все витамины, кроме Е и биотина, но особенно много в них витамина В₅, который повышает жизненный тонус. В сушеных финиках содержатся калий, натрий, кальций, магний, фосфор, железо, медь, сера, марганец. С финиками вы получите 23 вида различных аминокислот, которых нет в других сухофруктах. Финики полезно употреблять при простудах - не только витаминная добавка, но и легкое жаропонижающее. Еще одно ценное свойство фиников: они восполняют потерю кальция в организме. Не покупайте слишком сморщенные финики (хотя они должны быть с морщинками) и те, на кожице которых выступили кристаллизованный сахар и плесень. Хранить финики можно целый год в емкости с плотно закрытой крышкой в холодильнике, а в морозилке - целых пять лет!
Инжир. В наши магазины попадает только химически обработанный (импортный) свежий инжир, ибо капризен. Поэтому лучше употреблять сушеный инжир - он содержит ферменты, стимулирующие функцию пищеварения, почек и печени, а железа в инжире больше, чем в яблоках, поэтому его рекомендуют больным, страдающим железодефицитной анемией. Инжир богат калием и клетчаткой, к тому же это единственный фрукт с высоким содержанием кальция. Выбирая сушеный инжир, следует помнить, что качественный плод имеет светло-желтоватый цвет воска, сами же фруктины одинаковы по размеру и достаточно мягкие. А вот если инжир имеет неприятный солено-кислый вкус, сухой и грубоватый на ощупь, его срок хранения уже истек.
Изюм. Всем знакомы эти высушенные ягоды винограда. Изюм бывает разных сортов: светлый, темный, синий, с косточками и без. Он отличается высокой калорийностью: 100 г содержат до 320 ккал. Более полезным считается изюм из красного винограда, нежели из зеленого. Изюм содержит большое количество бора, препятствующего развитию остеопороза, и марганца, необходимого щитовидной железе, а также калий, железо и магний, витамины В₁, В₂ и В₅. Изюм "с хвостиками" отличается тем, что не проходит механической обработки во время отделения плодоножки. Поэтому ягоды не мнутся и не теряют во внешнем виде. Высшие сорта изюма бывают только "с хвостиками". Серой обработаны 99% светлого изюма, продаваемого в магазинах и на рынках, для придания ему золотисто-желтого цвета. Высушенный натуральным образом изюм из светлых сортов винограда имеет светло-коричневый цвет! Изюм для компота лучше брать с косточками, именно в них больше всего антиоксидантов.
Цукаты (папайя, банановые чипсы, кокос) - это сушеные фрукты, пропитанные перед сушкой сиропом. Не путайте: цукаты относятся к десерту, а не к полезным сухофруктам. Они выварены в сахарном сиропе, высушены, да еще и покрашены неизвестно чем. Калорий в них предостаточно, но польза загублена на корню.

О чем должна рассказывать упаковка

Если вы думаете, что в красивой упаковке находятся сухофрукты и только они, вы ошибаетесь. Там и консерванты есть, и красители бывают. Бояться консервантов не надо, их уровень контролируется, их доза не превышает допускаемую норму. Но в любом случае читайте состав и делайте выводы.
Желательно (особенно если вы предназначаете сухофрукты детям) покупать упаковки с пометкой ГОСТ, а не ТУ. Как-то спокойнее. Сухофрукты и орехи не подлежат обязательной сертификации в системе ГОСТ, но при внимательном разглядывании упаковок в ближайшем супермаркете я выяснил, что "гостовских" сухофруктов немало.
Если в продукте обнаружен избыток влаги, значит, его не досушили. Это сказывается не только на консистенции сухофруктов (они становятся слишком мягкими), но и на сроке их хранения. Ведь известно, что влажная среда благоприятна для размножения вредных микроорганизмов. Недостаток влаги - тоже минус: плоды становятся слишком сухими, жесткими и частично теряют питательную ценность. Оптимальное содержание влаги установлено ГОСТом: массовая доля влаги кураги не должна превышать 20%, а чернослива - 25%.
Срок хранения сухофруктов в пакетиках достаточно велик: от 8 месяцев до 2 лет. Разумеется, чтобы настолько продлить жизнь продукту, производители используют консерванты: окунают плоды в сладкий сироп, содержащий сорбиновую кислоту (Е200) или ее соединение (Е202), окуривают сернистым газом (Е220). Согласно нормативам, содержание сорбиновой кислоты и ее соединений в продукте не должно превышать 1000 мг/кг, а диоксида серы - 2000 мг/кг.
Читайте надписи на упаковках!

Как хранить сухофрукты

Хранить развесные сухофрукты нужно в прохладном, темном и сухом месте при температуре ниже +10 °С. Высокая влажность и тепло - идеальные условия для размножения плесени, поэтому лучше не делать запасов "на годы". Если же вы заметите признаки плесени, не пытайтесь отмыть или счистить ее: плесень в сухофруктах и орехах может быть смертельно опасной! Заплесневевший продукт надо выбросить без всякого сожаления.
Оптимальный срок хранения сухофруктов - от 6 до 12 месяцев, в глазури - меньше, около 4 месяцев. Допускается также непродолжительное хранение сухофруктов при комнатной температуре.

Как выбирать сухофрукты

Не берите пересушенные или, наоборот, слишком мягкие плоды - это свидетельствует о нарушении условий изготовления и хранения сухофруктов.
Перед употреблением тщательно промывайте сухофрукты - избавитесь от грязи и химикатов. Кипяток разрушает витамины, поэтому для промывания используют теплую воду. Хороший способ - залить сухофрукты яблочным соком и оставить на ночь. Все это касается развесных сухофруктов, но если вы купили сухофрукты в упаковке и доверяете производителю, их можно не мыть. Однако некоторые производители честно указывают на упаковке: "рекомендуется вымыть перед употреблением".
Светлые фрукты в идеале должны быть темными после сушки. Курага без серы получается темного цвета, яркий цвет достигается с помощью марганцовки. Изюм не должен быть равномерно-желтым, мягким и масляным. Избегайте глянца: для придания блеска сухофрукты могут быть натерты маслом не лучшего качества. Идеальные сухофрукты имеют вид неприглядный: матовые, сморщенные, непрозрачные - сухие, одним словом.
Если сухофрукты обработаны неправильно, у них присутствует винный "горелый" привкус.
Выбирая сухофрукты на уличных прилавках, имейте в виду, что их мякоть впитывает в себя все вредные автомобильные выбросы. Не берите продукт "с обочины".
Источник: "Экология и жизнь"
Источник информации: "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 7/12/2009

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПАРОВ БЕНЗИНА ВЫЗЫВАЕТ АГРЕССИЮ

Воздействие паров бензина на крыс приводит к повреждению их мозга и нарушению концентраций нейромедиаторов в различных его отделах, что сопровождается повышенной агрессивностью поведения, и может быть справедливо и для людей, живущих в крупных городах или работающих на бензозаправках, полагает автор исследования, опубликованного в сегодняшнем выпуске BMC Physiology.
Автор публикации, Амаль Кинави из Каирского университета в Египте, в своих экспериментах подвергал три группы крыс воздействию паров бензина со свинцовыми присадками, чистого бензина и чистого воздуха в случае контрольной группы.
Ученый обнаружил заметные изменения в поведении крыс в первых двух группах - крысы, вдыхавшие пары бензина, чаще демонстрировали угрожающие и устрашающие позы в отношении собратьев и чаще вступали в противостояния, по сравнению с контрольной группой животных, дышавших чистым воздухом.
Кроме того, как отмечает РИА "Новости", сразу после проведения теста на агрессивность поведения ученый переходил к изучению непосредственно мозга животных, в результате чего сумел выявить существенные различия во всех трех группах. Так, крысы, дышавшие парами чистого бензина, к концу эксперимента обладали мозгом, сильно пострадавшим от воздействия свободных радикалов, по сравнению с крысами, вдыхавшими пары бензина со свинцовыми присадками или контрольной группой.
Кроме того, вдыхание обоих сортов топлива привело к заметному изменению концентраций молекул нейромедиаторов в таких отделах мозга крыс, как гипоталамус, гиппокамп и мозжечок. Именно эти нарушения, по мнению ученого, и отвечают за повышенную агрессивность поведения животных. "Миллионы людей ежедневно подвергаются воздействию паров бензина, во время заправки собственного автомобиля или подвергаясь воздействию автомобильных выхлопов. Такое воздействие может привести к повышенной агрессивности людей, в течение длительного времени проживающих в загазованных крупных городах", - прокомментировал свое исследование Кинави, слова которого приводит пресс-служба издательства BioMed Central, выпускающего журнал.
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 24/11/2009

ХИМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ЖЕНЩИНА СТАВИТ НА СЕБЕ

Петр ОБРАЗЦОВ

Женщины, пользующиеся косметикой ежедневно, покрывают кожу лица примерно 515 химическими соединениями, совместное действие которых может быть опасным для здоровья.
Разумеется, каждый из компонентов косметики должен тщательно проверяться на безопасность, однако совместное действие химических веществ в косметических средствах и парфюмерии исследовано далеко не всегда, а чаще вовсе не было исследовано. Это неудивительно, поскольку в состав, например, помады входит 33 химических вещества, а в состав туши для ресниц - около 30. Всего же регулярно использующая косметику дама наносит на свои кожные покровы и волосы в среднем до 515 различных соединений в день.
Шампуни: лаурилсульфат натрия - вызывает раздражение глаз. Карандаш для век: полиэтилентерефталат - бесплодие, гормональные нарушения, онкология. Помада: полиметилметакрилат - аллергия, онкология. Лак для ногтей: фталаты - проблемы с беременностью. Крем для загара: парабены - гормональные расстройства. Пудра: парабены - то же самое. Дезодоранты: изопропилмиристат - раздражение кожи, глаз и легких. Кондиционеры для волос: изофталаты - аллергия, изменения в структуре клеток.
Ведущий специалист по изучению косметики доктор Барбара Олиосо считает наиболее опасными веществами так называемые парабены, используемые в качестве консервантов кремов и другой косметики. По некоторым данным, эти вещества могут даже вызывать рак молочной железы, поскольку от 20 до 60% парабенов всасывается в кожу. При этом впитывание химических веществ через кожу гораздо опаснее, чем даже употребление их внутрь (известно, что регулярно красящая губы женщина к 50 годам съедает примерно 4-5 кг помады). Автор исследования Шарлотт Смит советует женщинам сократить употребление косметики. Но воспользуются ли они этим советом?
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 24/11/2009

УЧЕНЫЕ ВНОВЬ ЗАПУСТИЛИ КОЛЛАЙДЕР

21 ноября, 17:20 | Михаил ЛЕХТОСААРИ

Самый большой и самый известный физический прибор - Большой адронный коллайдер - возобновил свою работу после длительного перерыва. С наступлением 2010 г. ученые намерены приступить к серьезным научным экспериментам.
"Это великолепно - наблюдать, как пучок снова циркулирует в коллайдере. У нас еще есть работа, которую необходимо сделать до того, как начнется набор физических данных, но важный этап уже успешно пройден", - заявил генеральный директор Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) Рольф Хойер.
Вечером в пятницу был запущен первый пучок протонов - он прошел в обе стороны по 27-километровому кольцу ускорителя. А полноценный запуск коллайдера, ограниченный мощностью 450 млрд электроновольт, состоялся на девять часов раньше запланированного срока. Об этом сообщил представитель ЦЕРН Джеймс Джиллис.
Напомним, ускоритель частиц находится в горной местности, на границе между Швейцарией и Францией. Огромный прибор занимает туннель, расположенный на глубине 100 м под землей. Коллайдер способен воссоздать условия, аналогичные тем, что существовали в первые моменты после Большого Взрыва, породившего нашу Вселенную.
Постоянный адрес статьи:
http://www.utro.ru/articles/2009/11/21/854004.shtml

ВИТАМИНЫ: ПРЕДРАССУДКИ И РЕАЛЬНОСТЬ

В.Б. СПИРИЧЕВ доктор биологических наук, профессор

Похоже, быть здоровым становится так же престижно, как и быть богатым. Все больше людей озабочено проблемами здорового образа жизни. В новый раз на острие общественного интереса - "витаминная" тема. Что могут и чего не могут витамины? Об этом рассказывает руководитель лаборатории витаминов и минеральных веществ Института питания РАМН, Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Владимир Борисович СПИРИЧЕВ.
- Если собрать воедино все витамины, входящие в суточную потребность человека, то мы получим зернышко размером с конопляное. Трудно переоценить его роль в поддержании нашего здоровья. И при этом даже у многих врачей смутное представление, что такое витамины, какова роль этих удивительных биохимических соединений в организме и что от них можно ждать.
- Чем вызвана злободневность витаминной проблемы?
- Культура питания - одна из главных граней здорового образа жизни. Ее надо постигать, ей надо учиться. Неизбежно, само собой возникает проблема оптимального обеспечения организма витаминами.
Вспомним, что основное назначение пищи - восполнение затраченной энергии. В далекие времена, когда человек пахал сохою землю, сеял, охотился, "вкалывал" от зари до зари, его энергозатраты составляли 5 - 6 тысяч килокалорий. Социальный и научно-технический прогресс снизил этот показатель в два-три раза. Мы пожинаем плоды механизации, автоматизации, укороченного рабочего дня, растущей гиподинамии, бесконечного просиживания за компьютером.
Для того чтобы восполнить силы, уже не надо съедать бок барана, котелок картофеля или буханку ржаного хлеба. Но вот ведь… с меньшим количеством пищи мы не получаем то количество витаминов, к которому адаптирован наш организм. А ему вынь да положь 70 - 90 миллиграммов аскорбиновой кислоты, 1,5 - 2 миллиграмма B1, B2, B6…
Любопытно, что ежедневный рацион солдата старой русской армии включал до 1,5 килограммов черного хлеба с отрубями, кашу. Сахара не полагалось. Масло - только растительное, богатое витамином Е.
Характер современной пищи совершенно иной. В нашем меню преобладают рафинированные, высококалорийные продукты, переработанные, консервированные. Витаминов в них, как говорится, с гулькин нос. А ведь они призваны поддерживать обмен веществ, обеспечивать снабжение организма живым потоком катализаторов-ферментов, необходимых для сложнейших химических реакций.
Можно, конечно, радоваться, что жестокие авитаминозы прошлого и их спутники - цинга, бери-бери, пеллагра - ныне достаточно редки. Чаще встречается состояние гиповитаминоза - частичной витаминной недостаточности. С ним бороться вроде бы проще. Но это только на первый взгляд.
Бытует мнение: одно яблоко в день способно решить проблему дефицита основных витаминов. Если бы!.. На самом деле яблоки, зелень, овощи - всего лишь более или менее надежный источник аскорбиновой кислоты. К тому же многое зависит от сорта. Японские ученые установили: в яблоках, апельсинах, выращенных по интенсивной технологии, селекционированных на урожайность, при красивом внешнем виде содержание аскорбиновой кислоты и каротина в 10 раз ниже, чем в дикорастущих плодах!
Да, нам нужно больше овощей и фруктов. Ведь это не только витамины, но и пищевые волокна, без которых не работает кишечный тракт. Но они не снимают общей проблемы.
Источники витаминов той же группы В иные - мясо, печень, отрубной хлеб.
- Как бы Вы прокомментировали крылатое выражение академика В.А. Энгельгардта: "Витамины проявляют себя не своим присутствием, а своим отсутствием"?
- Очень точное определение. Витамины практически не синтезируются в организме. Они поступают с пищей или в виде таблеток, сиропов. Можно лишь удивляться "талантам" витаминов - в мизерных дозах излечивать недуги, вызванные их дефицитом. 50 миллилитров лимонного сока в день упреждают появление цинги. Один микрограмм В12 защищает от злокачественной анемии Аддисона - Бирмера и поражения спинного мозга. Менее 1,5 миллиграмма тиамина - витамина В1 - гарантируют от бери-бери…
Оно очень неверно, бытующее представление, что витамины являются для нас лишь некими активаторами, стимуляторами. Это самостоятельные, жизненно необходимые всем нам вещества, особенно для будущих мам, для детей. Есть они - все в порядке, если же их нет, жди беды. Казимир Функ, польский ученый, который сто лет назад ввел понятие "витамин", основой слова прозорливо взял "вита" - "жизнь". Глубокий и длительный дефицит витаминов грозит гибелью.
Из Средневековья дошли страшные рассказы о "лагерной болезни", уносившей тысячи воинов при осаде крепостей. Как и многие в прошлом мореплаватели, погибли от цинги первооткрыватели Севера Витус Беринг, Георгий Седов. В неурожайный 1849 год в России заболели цингой свыше 260 тысяч человек. Более 60 тысяч из них не выжили.
В китайской 30-томной энциклопедии еще 1400 лет назад описана коварная болезнь бери-бери. В ХIХ веке от нее ежегодно погибали до 50 тысяч японцев. В 1953 году эпидемия этой новоявленной чумы на Филиппинах унесла около 100 тысяч жизней. Причина? До нее докопались не сразу. Она, как оказалось, таилась в том, что основной пищей населения был полированный, очищенный от оболочки и тем самым лишенный витаминов рис.
К неожиданным выводам подталкивают порой раскопки археологов. Останки далеких предков свидетельствуют, что и в древности люди страдали от рахита, а значит, и от недостатка витамина D, от "куриной слепоты", связанной с недостатком витамина А, пеллагры, вызываемой нехваткой в организме витамина РР - никотиновой кислоты. Не зря мудрый Гиппократ советовал пациентам раз-два в неделю есть сырую печень в меду, словно бы догадываясь, что она богата витамином А…
Деятельность витаминов в организме можно уподобить металлообрабатывающей линии. Работа станков зависит от оснастки - сверл, резцов, фрез. Станки - те же ферменты. Организм готовит их себе сам. Оснастка - это витамины, которые наш организм делать "не умеет", должен получать извне - с пищей, в виде соответствующих добавок, препаратов. Вот мы порой недоумеваем: с чего бы это "вдруг", казалось бы, ничем не спровоцированное недомогание? А речь идет об элементарном сбое в обмене веществ, вызванном дефицитом витаминов.
- Нельзя ли противопоставить такому дефициту встречный поток, своеобразный прессинг витаминов?
- Что-что, а культуру питания каждый понимает по-своему. Вот и в представлениях о пользе и вреде витаминов хватает шараханий из одной крайности в другую.
…Конец зимы. Подступает вялость, простуды, обостряются хронические недуги. Все острее заявляет о себе гиповитаминоз. Какие действия следуют за этим?
Кое-кто почему-то уверен: недостаточность витаминов можно восполнить, используя их "лошадиные дозы". Многие, даже специалисты, забывают одно существенное обстоятельство: витамины, в отличие от других пищевых веществ, заготовить в организме впрок нельзя. Попытки добиться этого заведомо обречены, а зачастую и опасны для здоровья.
Впрочем, и здесь есть свои тонкости. Многократно увеличенное количество витаминов группы В, к примеру, в худшем случае вызовет аллергию. Токсикоза опасаться не стоит.
Иное дело, когда речь идет о жирорастворимых витаминах А и D. Они, как и их "коллеги", выполняют важную роль в организме. К примеру, одна из форм витамина А - ретиноевая кислота - регулирует образование соединительных тканей. Витамин D запускает синтез белков, осуществляющих всасывание, усвоение кальция. Их избыток может сыграть весьма негативную роль. С ними шутить опасно. Если 2-кратное и даже 10-кратное количество еще не страшно, то большее попросту недопустимо.
…На птицефабриках в корм для цыплят и птиц добавляют витамин D в виде масляного раствора. Немало случаев, когда местные работники, похитив такое "масло", использовали его для жарки, добавляли в супы, салаты. И получали отравление.
Известна роль того же витамина D в профилактике детского рахита. Но вот какая история произошла в гитлеровской Германии. Здесь решили, по предложению некоего доктора Харнапа, давать новорожденным сразу годовой запас витамина D.
Последовали массовые гиперавитаминозы. Дело в том, что этот витамин регулирует уровень кальция в крови, необходимого для костей, для мышечного сокращения, четкого пульса сердца. При его избытке кости начинают рассасываться. Врачи, не получив нужного эффекта, нередко увеличивали и дальше его дозу. В итоге кальций откладывался в аорте, вызывая ее стеноз. Германия пережила "эпидемию" нарушений в системе кровообращения.
Харнап, которого союзники высвободили из тюрьмы, объявил себя жертвой нацистов. Он заявил, что разовая порция в 600 тысяч международных единиц витамина D избавит от угрозы рахита детей ГДР. Его идея была подхвачена в СССР, других странах соцлагеря. За доверчивость пришлось заплатить дорогой ценой.
С некоторым запозданием медики осознали: детский рахит и D-гиперавитаминоз - сцилла и харибда, между которыми опытный педиатр должен провести ребенка.
По-своему коварен и витамин А. Охотники на оленей, добытчики тюленей, моржей, белого медведя на Севере знают: печень этих животных есть нельзя. Иначе можно пострадать от избытка витамина А.
- Но есть же случаи, когда витамины могут стать основой для профилактики, лечения недугов?
- Только в тех случаях, когда заболевание вызвано или осложнено недостатком того или иного витамина. Правда, известны врожденные, наследственные заболевания, к счастью, редкие, при которых нарушены механизмы усвоения того или иного витамина. Приходится прибегать, под строгим врачебным контролем, к большим дозам.
В 50-х годах в США разработали на основе различных витаминов формулу заменителей женского молока. Еще не зная дозировки, точной потребности в них, не ведая, сколько витаминов содержит само материнское молоко… Среди новорожденных прокатилась волна анемических и судорожных состояний. Сказался дефицит витамина В6. В конце концов удалось установить его норму. Но у отдельных малышей судороги сохранились. Исследования показали: это витаминозависимые дети. Для них потребовались увеличенные до 100 раз дозы.
- Подобно солнечным протуберанцам, появляются вспышки надежд на то, что витамины могут побороть чуть ли не все заболевания. Насколько они оправданны?
- Было бы преотлично, если бы витамины снижали риск тех же сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний. А именно об этом заявляли иные авторитеты, призывая к "мегавитаминной" терапии. Практика не подтвердила их оптимизма.
Широкий резонанс в свое время получило утверждение нобелевского лауреата Лайнуса Полинга: "залповый" прием витамина С способен упредить простуду, спасти от гриппа. Не подтвердились и данные ученого о способности сверхвысоких доз аскорбиновой кислоты продлить жизнь обреченным онкологическим больным. Исследования в серьезных клиниках разных стран развеяли подобные надежды. Более того. Появились данные, что сверхдозы витамина С нежелательны, если у человека обнаружены оксалатные камни в мочевыводящих путях.
В науке негативные результаты тоже очень ценны. Исследования продолжаются. Пока же можно считать аксиомой: витамины отлично проявляют себя, когда ощущается их недостаток, когда требуется восполнить их дефицит.
Я бы мог привести сотни подтверждений тому из многолетней практики коллектива лаборатории витаминов и минеральных веществ Института питания. Вспоминаю нашу недавнюю работу с энергетиками Псковской области. Поливитамины позволили заметно повысить физико-эмоциональный тонус персонала, быстроту реакции у операторов. Хорошие результаты получены в Первоуральске при включении поливитаминов в комплексное лечение женщин, страдающих остеопорозом и другими заболеваниями опорно-двигательного аппарата. И сколько таких примеров!..
- Ныне в моде различные, порой довольно изнуряющие диеты. Ваше отношение к ним как ученого-витаминолога?
- Скажу коротко. Каждый волен издеваться над собой. В любом случае при любых диетах важно обеспечивать организм витаминами, микроэлементами. Иначе вместе с долгожданным похуданием можно получить малокровие и кучу других проблем.
- Приходится слышать: "синтетические" витамины - не чета природным. Их, мол, стоит избегать. Так ли это?
- Недавно британские ученые заявили об опасности синтетических витаминов. Появились сообщения о мутагенных эффектах таблетированных витаминов С, А и Е.
Специалисты Медико-генетического научного центра, ГУ НИИ фармакологии и НИИ питания РАМН провели специальные исследования, в которых приняла участие большая группа добровольцев. ывод: упреки в адрес витаминов не имеют под собой оснований. При длительном приеме сложного витаминно-минерального комплекса не выявлено каких-либо нарушений хромосом лейкоцитов. Лишний раз подтверждено: витамины, выпускаемые медицинской промышленностью, не суррогаты, они полностью идентичны "природным" - и по химической структуре, и по биологической активности.
Иное дело - как относиться к агрессивной рекламе тех же биологически активных добавок - БАДов, в массе своей импортных? Несмотря на яркие упаковки нередко с заоблачной ценой такие продукты далеко не всегда содержат полный набор витаминов, которые обещают. Стоит убедиться, зарегистрированы ли они Минздравом РФ, повнимательнее познакомиться с их рецептурой, отраженной на этикетке.
- Какой же вывод?
- А вывод простой: витамины - не "активаторы", не "стимуляторы" биохимических процессов. Это абсолютно необходимые "детали" в сложных конвейерах обмена веществ. Детали, которые должны поступать извне - с пищей или в виде соответствующих добавок, поскольку наш организм не научен их синтезировать.
Нехватка витаминов неизбежно сказывается на нашем самочувствии, работоспособности, устойчивости к различным заболеваниям. Выход один - регулярно восполнять витаминно-минеральный дефицит. Не забывая: витамины помогают в тех случаях, когда реально сказывается их недостаток в организме. Не более того. Но и это немало!..
Что верно в отношении здорового человека, тем более правильно в отношении больного. Любой пациент, чем бы он ни был болен, - в первую очередь гиповитаминозный больной. И прежде чем его лечить, для того чтобы успешно лечить, необходимо восполнить недостаток витаминов в его организме. Ведь их нехватка в силах свести на нет самые изощренные достижения современной медицины.
Надо учитывать: если в США, Канаде, Англии, других странах Запада каждый второй житель регулярно использует обогащенные витаминами продукты или поливитаминные препараты, то у нас в стране - не более 10 - 20% населения. Дефицит обнаруживается у 50 - 70% россиян.
Беседу вел Михаил Глуховский.

Здоровому организму нужны все три группы витаминов.

Первая - B1, B2, B6, В12, ниацин (РР), нантотеновая и фолиевая кислоты, биотин, а также жирорастворимый витамин К. Они входят в состав активных центров тех или иных ферментов, выступая для них строительным материалом, обеспечивая процессы обмена веществ. Их называют еще коферментными.
Витамины второй группы образуют в организме ряд исключительно важных гормонов. Так, витамин D регулирует усвоение организмом кальция, витамин А в виде ретиноевой кислоты - рост и развитие тканей.
К третьей группе ученые относят витамины-антиоксиданты С (аскорбиновая кислота), Е, а также многочисленные каротиноиды - бета-каротин, ликопин и другие.
Такое разделение, конечно, во многом условно. На деле нередко происходит "совмещение профессий".
Пожалуй, стоит упомянуть и традиционное разделение витаминов на жиро и водорастворимые. К первым относят витамины А, D, Е и К, ко вторым - все остальные.
Источник: "Знание - Сила"
Источник информации "Известия" о новостях науки, техники и образования Выпуск от 8/11/2009

Новости сайта "Алхимик" >>>