Защо гладът ви кара да живеете по-дълго Телеполис
Учените от MIT откриха прост генетичен механизъм, който обяснява удължаващия живота ефект на нискокалорична диета, който вече е доказан при експерименти с животни
Биолозите от MIT успяха да докажат за първи път защо нискокалоричната диета забавя процеса на стареене. Ако този механизъм бъде пряко повлиян, може да бъде възможно един ден да се разработи хапче за хора. Досега обаче експериментите показват, че клетките на дрождите, плъховете и мишките живеят по-дълго, ако ядат по-малко.
Плъховете и мишките могат да удължат живота си до 40 процента, ако ги поставите на диета, която съдържа до 70 процента по-малко калории от обикновено, но с необходимите хранителни вещества и витамини. Това изглежда помага да се пазят свързаните с възрастта заболявания и да са иначе напълно здрави, само че те очевидно са по-малко плодородни. Експеримент с нискокалорична диета се провежда с маймуни резус в Националния институт по стареене от 1987 г., но това все още не е показало съществени ефекти върху продължителността на живота, в края на краищата маймуните обикновено живеят около 25 години. Досега обаче е имало по-малко смъртни случаи в диетичната група, отколкото в нормалната група за сравнение на храненето.
Поне в клетките на дрождите кофакторът на ензим и ген изглежда е отговорен за отлагането на програмата за стареене, както съобщават Леонард Гуаранте и неговият екип в последния брой на Science. Генът е SIR2 (регулатор на тиха информация), който освобождава повече SIR2 протеин с по-нисък прием на калории, което води до изключване на генните последователности, но което е важно и за възстановяването на гените. Като цяло са известни четири SIR локуса - регулатори на „мълчалива информация“ - които действат като „заглушители“, тоест потискат експресията на определени генни последователности. Ако, от друга страна, генът SIR2 е изключен в клетките на дрождите, удължаващият живот ефект от нискокалоричната диета вече не може да бъде определен.
В дрождените клетки възрастта се определя от броя пъти, когато клетката се разделя на нови клетки, преди да умре. Обикновено клетката на дрождите може да се раздели 20 пъти. В експериментите с гуаранта, дрождените клетки са живели с 30-40 процента по-дълго, когато са получили само една четвърт от приетата нормално глюкоза. И те също живееха по-дълго, когато в генома им беше вграден друг ген SIR2. Гуаранте е убеден, че генът SIR2, от който има хомолози в много организми, а също и при хората, винаги работи по начин, подобен на този в клетките на дрождите. Това би означавало, че човек трябва само да повлияе целенасочено на метаболизма на клетката, за да постигне по-дълъг живот, което може да се направи и директно без заобикаляне чрез диета с намалено съдържание на калории, ако човек знае точния механизъм.
За да може да се обработва храната, определени кофактори трябва да присъстват в ензимите в клетката. Важен кофактор е молекулата NAD (никотинамид аденин динуклеотид), която се генерира с участието на гена NPT1 и която чрез окисление улавя високоенергийни електрони, които се получават при разграждането на глюкозата. Ако се консумира малко или никаква храна, молекулата вече не е необходима за обработка и е достъпна за протеина SIR2 (SIR2p), който едва след това може да потисне експресията на гени и по този начин да удължи живота. Докато глюкозният ток прониква в клетката, той също остарява, тъй като тогава няма налични молекули NAD за SIR2p.
Например, чрез инактивиране на генетични последователности, изглежда, че генът SIR2 спира процеса, който обикновено се случва в по-старите клетки. Там понякога се активират гени, които трябва да запазят мълчание. Изразът им води до проблеми, които чрез натрупване могат да доведат до смърт. Например в по-старите дрождени клетки, както е наблюдавал Гуаренте, малки фрагменти от хромозомата понякога се разрушават, когато се образуват нови протеини, които след това се натрупват в клетката и в крайна сметка водят до нейната смърт. Изглежда, че генът SIR2 предотвратява това явление чрез инактивиране на генни последователности, тъй като опакова гените добре и плътно, правейки ги по-лесни за взаимодействие със заобикалящата ги среда.
Guarente по никакъв начин не изключва факта, че не само един, но и много гени обикновено могат да бъдат отговорни за стареенето. Но той подозира, че все още съществува този единствен механизъм за предотвратяване на стареенето, тъй като има еволюционен смисъл: като най-добрата стратегия за организма да отложи размножаването, когато храната е оскъдна и да изчака, докато условията на живот отново се подобрят. Ако организми с ген като SIR2 могат да отложат стареенето, когато храната е оскъдна, това може да е било благоприятно от естествения подбор.
Ако случаят беше такъв и ако хората също имаха този прост механизъм, който се основаваше само на един ген, тогава вратите щяха да бъдат отворени за разработване на лекарства, които действат по този механизъм. Например, телесните клетки винаги могат да бъдат снабдени с достатъчно NAD, за да може SIR2p да стане активен. Но молекулата е твърде голяма, за да може да проникне през мембраната в клетките: „Ако можете да произведете лекарство“, надява се Гаранте, „което има същия ефект върху SIR2 като NAD, тогава можете да си представите, можете да постигнете добро здраве и може би дори по-дълъг живот. " Изследователите наскоро демонстрираха, че въвеждането на определени активни вещества може да удължи живота (хапче за удължаване на живота). Те успяха да удължат продължителността на живота на аскаридите C. elegans с до 50 процента в сравнение с нелекуваните червеи с помощта на наркотици. Лекарствата, съставени от изкуствени ензими, които свързват кислородни радикали, също са успели да удължат продължителността на живота на мутантните червеи, които са имали увредени митохондрии, което води до повишено генериране на кислородни радикали и по този начин преждевременно стареене. (Флориан Рьотцер)