Говорят, рок-н-ролл спасает жизни: для большинства людей подобные заявления покажутся нескромным преувеличением, однако швейцарские учёные готовы с этим поспорить. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) нашли подтверждения тому, что музыка может оказаться действенным терапевтическим инструментом для пациентов с диабетом.
По данным ВОЗ, во всём мире насчитывается более полумиллиарда людей с диабетом, и их число неуклонно растёт. Диабетикам необходимо компенсировать своё состояние не только при помощи диеты или физической активности, но также за счёт инъекций инсулина. Подобные манипуляции могут причинять боль и неудобства в повседневной жизни. Потому учёные уже не первое десятилетие пребывают в поиске альтернативных методик нормализации уровня глюкозы в крови пациентов с диабетом. Например, в последние годы исследователи активно работают над созданием пероральной и ингаляционной форм инсулина, а также рассматривают варианты с временными имплантатами для местной подачи гормона. Однако на их фоне поистине нестандартным подходом к решению проблемы выступает исследование учёных из ETH Zurich.
Швейцарские исследователи извлекли из бактерий E. coli белок, который контролирует работу ионных каналов, ответственных за циркуляцию ионов кальция в клеточном материале бактерии. Затем они внедрили этот белок в человеческую бета-клетку, продуцирующую инсулин, тем самым оборудовав её новым ионным каналом. Последующие наблюдения за модифицированными бета-клетками показали, что они реагируют на звук открытием канала: когда положительно заряженные ионы кальция поступают в клетку, инсулин связывается с мембраной и постепенно высвобождается из клетки. Кто-то мог бы остановиться на базовых экспериментах с обычными генераторами тональных сигналов, однако швейцарские учёные пошли дальше.
Команда ETH Zurich установила, что ионные каналы эффектнее всего реагировали на звуки на уровне 60 дБ с частотой около 50 Гц. Исследователи также отметили, что для выделения клетками инсулина нужно было воспроизводить звук продолжительностью не менее 3 секунд с паузами не более 5 секунд. Для дальнейшего изучения методик звукового воздействия на клетки их пересадили мышам и посадили грызунов на динамики, а затем воспроизводили мелодии в различных жанрах и отслеживали любые изменения в деятельности клеток. По итогам испытания наиболее эффективной оказалась музыка с сильной басовой линией.
Так, самый бодрый ответ бета-клеток вызвала песня Queen «We Will Rock You»: за первые 5 минут беспрерывного прослушивания композиции мыши получили около 70% инсулина, а оставшиеся 30% высвободились в пределах 15 минут. В рамках эксперимента учёные включали песню на громкости около 85 дБ, что соответствует предпочитаемой громкости работы домашних стереосистем. На втором месте с незначительным отставанием оказалась заглавная тема «Мстителей». Мелодии с более слабой басовой линией, например, классическая или инструментальная гитарная музыка, оказывали на клетки значительно менее выраженное влияние.
Безусловно, пока слишком рано говорить о реальной музыкальной терапии для диабетиков, ведь для запуска ионных каналов необходимо, чтобы модифицированные клетки находились в непосредственной близости от источника звука, а музыка, воспроизведённая через наушники, не возымела желаемого эффекта. Однако учёные всё равно считают, что данное исследование служит качественным доказательством действенности подобной концепции. Интеграция клеток в организм не представляет опасности, ведь фоновый шум никак не влияет на работу ионных каналов, а значит в теории их можно заставить работать по требованию. Исследователи рассчитывают, что дальнейшее изучение звуковой терапии может оказаться полезным не только для диабетиков. В частности, модификация разных типов клеток позволит создавать биологические имплантаты для лечения широкого спектра заболеваний, требующих регулярного введения биологически активных веществ.