Чому голод змушує вас жити довше Телеполіс
Вчені з Массачусетського технологічного інституту виявили простий генетичний механізм, який пояснює продовжуючий ефект низькокалорійної дієти, що вже було продемонстровано в експериментах на тваринах
Біологи з Массачусетського технологічного університету вперше змогли продемонструвати, чому низькокалорійна дієта уповільнює процес старіння. Якщо безпосередньо вплинути на цей механізм, можливо, колись можна буде розробити таблетки для людей. Однак поки що експерименти показали, що дріжджові клітини, щури та миші живуть довше, якщо вони менше їдять.
Щури та миші можуть продовжити своє життя до 40 відсотків, якщо посадити їх на дієту, яка містить на 70 відсотків калорій менше, ніж зазвичай, але з необхідними поживними речовинами та вітамінами. Це, здається, допомагає утримати вікові захворювання і бути в цілому здоровими, тільки вони, мабуть, менш родючі. Експеримент зі зниженою калорійністю дієти проводився з макаками-резусами в Національному інституті старіння з 1987 р., Але це ще не показало суттєвого впливу на тривалість життя, адже мавпи зазвичай живуть близько 25 років. Але дотепер у групі дієти було менше смертей, ніж у групі порівняння нормальної їжі.
Принаймні в дріжджових клітинах, кофактор ферменту та гена, здається, відповідальний за відкладення програми старіння, як повідомляє Леонард Гуаренте та його команда в останньому випуску Science. Ген - це SIR2 (безшумний регулятор інформації), який вивільняє більше білка SIR2 з меншим споживанням калорій, що призводить до вимкнення послідовностей генів, але це також важливо для відновлення генів. Всього відомо чотири локуси SIR - регулятори "мовчазної інформації" - які діють як "глушники", тобто пригнічують експресію певних генних послідовностей. Якщо, з іншого боку, ген SIR2 вимкнути в дріжджових клітинах, наслідки низькокалорійної дієти, що продовжують життя, вже неможливо визначити.
У дріжджових клітинах вік визначається кількістю поділів клітини до смерті. Зазвичай клітина дріжджів може ділитися 20 разів. В експериментах з гуарантою дріжджові клітини жили на 30-40 відсотків довше, коли отримували лише чверть глюкози, яку вони зазвичай приймали. І вони також жили довше, коли в їх геном був вбудований інший ген SIR2. Гуаренте впевнений, що ген SIR2, гомологи якого є у багатьох організмах, а також у людини, завжди працює так само, як у дріжджових клітинах. Це означало б, що вам потрібно лише цілеспрямовано впливати на метаболізм клітини, щоб отримати довше життя, що також можна зробити безпосередньо, без об’їзду за допомогою дієти зі зниженою калорійністю, якщо ви точно знаєте механізм.
Для того, щоб мати можливість переробляти їжу, певні кофактори повинні бути присутніми в ферментах клітини. Важливим кофактором є молекула NAD (нікотинамід аденіндинуклеотид), яка генерується за участю гена NPT1 і яка шляхом окислення захоплює високоенергетичні електрони, що утворюються при розщепленні глюкози. Якщо споживається мало їжі або взагалі відсутня їжа, молекула більше не потрібна для переробки і доступна білку SIR2 (SIR2p), який лише тоді може придушити експресію генів і, таким чином, продовжити життя. Поки струм глюкози проникає в клітину, він також старіє, оскільки тоді для SIR2p відсутні молекули NAD.
Наприклад, інактивуючи генетичні послідовності, ген SIR2, здається, зупиняє процес, який зазвичай відбувається у старих клітинах. Там іноді активуються гени, які повинні мовчати. Їх вираження призводить до проблем, які через накопичення можуть призвести до смерті. Наприклад, у старих дріжджових клітинах, як зауважив Гуаренте, крихітні фрагменти хромосоми іноді ламаються, коли утворюються нові білки, які потім накопичуються в клітині і в підсумку призводять до її загибелі. Ген SIR2 також запобігає цьому явищу, інактивуючи генні послідовності, оскільки він добре та щільно упаковує гени, роблячи їх менш легкими для взаємодії з навколишнім середовищем.
Guarente жодним чином не виключає того факту, що не один, а багато генів, як правило, можуть бути відповідальними за старіння. Але він підозрює, що все ще існує цей єдиний механізм запобігання старінню, оскільки він має еволюційний сенс: як найкраща стратегія для організму відкласти розмноження, коли є дефіцит їжі, і чекати, поки умови життя знову не покращаться. Якщо організми з таким геном, як SIR2, можуть відкласти старіння, коли їжі бракує, можливо, це було сприятливим шляхом природного відбору.
Якби це було так, і якби люди також мали цей простий механізм, який базувався лише на одному гені, тоді були б відкриті двері для розробки ліків, які діють на цей механізм. Наприклад, клітини організму завжди можуть бути забезпечені достатньою кількістю NAD, щоб SIR2p міг стати активним. Але молекула занадто велика, щоб проникнути через мембрану в клітини: "Якби ви могли виробляти лікарський засіб, - сподівається Гуаранте, - який має такий самий вплив на SIR2, як NAD, тоді ви можете собі уявити, що ви можете забезпечити міцне здоров'я і, можливо, навіть довше життя ". Нещодавно дослідники продемонстрували, що введення певних активних речовин може продовжити життя (таблетка для продовження життя). Вони змогли продовжити тривалість життя нематоди C. elegans до 50 відсотків порівняно з необробленими глистами за допомогою наркотиків. Препарати, що складаються із штучних ферментів, що зв’язують кисневі радикали, також змогли продовжити тривалість життя мутантних черв’яків, у яких були пошкоджені мітохондрії, що призвело до збільшення генерації кисневих радикалів і, отже, передчасного старіння. (Флоріан Ретцер)