Предыдущие части здесь.

За последние пару десятков лет учёным удалось открыть несколько сигнальных маршрутов в организмах животных и регуляторов, отвечающих за продление жизни. К их числу относятся инсулиновый и инсулиноподобный факторы роста 1 (IGF-1), мишень рапамицина млекопитающих (mTOR, mammalian target of rapamycin) и сиртуины. Сиртуин 1 (Sitruin 1), — протеин, который кодируется у человека геном SIRT1. Исследований по этому протеину, гену, и его активации сегодня хватит, чтобы заполнить грузовик, и это, конечно, все равно недостаточно.

Нас интересует лишь один аспект работы этого комплекса – продление жизни. Сиртуины были найдены за работой по адаптации метаболизма к изменениям в диете и поддержке гомеостаза у млекопитающих. Так, например, активация гена, кодирующего эти протеины, была обнаружена в условиях ограниченного питания. Упрощённое объяснение – когда организм находится в условиях ограниченного питания, организм посредством этого комплекса пытается регулировать и отчасти консервировать свою деятельность, что приводит к положительным изменениям, в частности к продлению жизни и омоложению. К слову, впервые концепцию ограничения питания как метод достижения хорошего здоровья и долгой жизни сформулировал Экикен Каибара, японский философ, в 1713 году. Он скончался на следующий год в возрасте 84 лет, что по меркам 18 века было очень неплохо.

Вот почему многие надежды у людей связаны с диетой с ограниченным содержанием калорий. Вот почему ещё большие надежды связывались с методами и компонентами, которые могли бы мимикрировать такую диету в организме – например, деятельность резвератрола, молекулы, действие которого в организме приводит к активации/деактивации части тех же генов, что и при диете с ограничением калорий.

Что будет, если мимикрировать эффект диеты напрямую, путём производства сиртуина в организме? В сентябрьском номере журнала Cell Metabolism, профессор Шин-ичиро Имаи с коллегами опубликовали работу (Satoh et al., 2013), которая и ответила на этот вопрос.

Диета с ограниченным питанием существенно увеличивает уровень протеина Sirt1 и вызывает нейронную активацию в дорсомедиальном и латеральном гипоталамическом ядре (dorsomedial and lateral hypothalamic nuclei), чего не происходит у мыши с дефицитом Sirt1. Возникла гипотеза, что именно эти изменения в гипоталамусе защищают связанное со старением снижение митохондрических функций в скелетных мускулах, изменения в физической активности, температуре тела, потреблении кислорода и качестве сна.
Для изучения работы сиртуина была создана мышь со сверхэксперессией гена SIRT1 в большинстве тканей организма и мышь-BRASTO (brain-specific Sit1-overexpressing) – где увеличенное производство сиртуина происходит только в головном мозге.

Мышь со сверхэкспрессией SIRT1 во всем теле не показала какого-либо существенного продления жизни. А вот BRASTO оправдала надежды. Профессор Имаи со своей командой показали, что у 20-ти месячной крысы (эквивалент 70 летнего человека) показатели здоровья и активности были аналогичным 5-ти месячному возрасту (20 летнего человека). В среднем продолжительность жизни увеличилась на 16% для самочек и 9% для самцов. Если перенести это на людей, то это равнозначно 14 дополнительным годам для женщин и лет 7 для мужчин. Иначе говоря, для женщин это означало бы продление жизни до 100 лет, для мужчин – до 80 с половиной.

Причём мыши могли есть сколько угодно, безо всякого ограничения, в любое время. BRASTO мышки лучше и крепче спали. Смерть от рака для них откладывалась, в сравнении с контрольной группой. Имаи заметил, что изменения говорят не о замедлении процесса старения, а об его откладывании; скорость старения при этом не изменялась.

Выше: Модель роли гипоталамического Sirt1 в регулировании старения и продления жизни у млекопитающих. В гипоталамусе, а именно, в дорсомедиальном и латеральном гипоталамическом ядре, Sirt1 повышает экспрессию Ox2r (рецептор орексина второго типа) и нейронную активацию. Увеличенная нейронная активация в гипоталамусе стимулирует отдел симпатической нервной системы и поддерживает митохондрические функции скелетной мускулатуры, а также тонизирует физическую активность, температуру тела и потребление кислорода. Одновременно сохраняется «молодое» качество сна в процессе старения. Все это поддерживает физиологические характеристики, присущие молодости и приводит к продлению жизни.

Это, несомненно, интересное открытие, которое послужит отправной точкой для многих исследований. Практически, для человека, сейчас это не означает почти ничего: нельзя заново родиться с повышенной экспрессией какого-то гена в гипофизе. Изменить экспрессию этого гена с помощью химических или физических методов тоже возможности пока нет. Но меня заинтересовала возможность такой специфической активации гипоталамуса посредством исключительно психологических методов, и возникла пара идей, которые я собираюсь проверить. Преимущество таких методов – в том, что можно не ограничиваться одним феноменом – на сиртуинах свет клином не сошелся. Одна из идей касается нейронной обратной связи – возможности с помощью ЭЭГ (и не только) «увлечь» мозг идеей омоложения и продления жизни. Конечно, у меня нет возможности отслеживать активацию протеинов в гипоталамусе, но, как видно, есть множество других переменных второго порядка. Да вот прям сейчас и приступлю…

Satoh, A., Brace, Cynthia S., Rensing, N., Cliften, P., Wozniak, David F., Herzog, Erik D., . . . Imai, S.-i. (2013). Sirt1 Extends Life Span and Delays Aging in Mice through the Regulation of Nk2 Homeobox 1 in the DMH and LH. Cell metabolism, 18(3), 416-430.

Картинка в начале статьи — сиртуин (Visual Science)

Предыдущие части: первая, вторая, третья, четвертая. Позитивные изменения в организме, вызванные диетой с ограничением калорий (ДОК) объясняются разными причинами. Две гипотезы сегодня занимают внимание исследователей в большей мере: 1) гипотеза гормезиса (о которой я писал), и 2) гипотеза снижения оксидативного стресса.

Оксидативный стресс – увеличенное производства свободных радикалов кислорода (reactive oxygen species, ROS) и уменьшение антиоксидантной защиты. Судя по исследованиям, которые есть на сегодняшний день, гипотеза эта как подтверждается, так и опровергается. Иными словами, польза от потребления антиоксидантов, чем занимается большое количество людей в мире, пока еще не подтверждена.

В состав Ветхого завета входит книга пророка Даниила, который, по сюжету, был знатный иудей, стремительно сделавший карьеру при дворе Навуходоносора, царя Вавилонии в 605-562 гг. до н. э., правильно интерпретировав его сон. Лишь за это он стал главным губернатором Вавилонской провинции. Так вот, Даниил как минимум два раза практиковал особый пост. Причины отказа от еды, предлагаемой царем, были идеологические и стратегические, а позже, вероятно, и способом добиваться видений. Упоминания — в стихах 1:8-14  – сроком 10 дней,  а  в стихах 10:2-3 — три седьмицы (ссылка на текст). Сегодня принято проводить Даниилов пост (Daniel fast) именно 21 день. Это весьма оригинальный пост, отличающийся тем, что нет никаких ограничений потребления фруктов, овощей, круп, семян и растительного масла. Никакого мяса, и других продуктов животного происхождения, что делает его схожим с вегетарианской диетой. Еще есть строгий запрет на готовую к употреблению еду, подсластители, консерванты, усилители вкуса, кофеин и алкоголь. Словно в 600 году до нашей эры Даниил уже задумывался, не перестать ли ему пить кофе с круасаном по утрам.

Одна группа ученых увлекалась исследованиями влияния этой диеты на биологические показатели человека. В одном (Bloomer et al., 2011), 43 человека приняли участие (13 мужчин и 30 женщин), среднего возраста в 35 лет. До начала диеты у всех замерили многообразные показатели, дали участникам инструкции и рецепты блюд и отправили с богом. На следующий день после окончания поста повторили все замеры. Вот что выяснилось:

• Следование диете оказалось очень посильным, и никто не сломался. 98,7% людей были довольны – отсутствие ограничений даже в ограниченном списке продуктов, несомненно, большой плюс.
• Вес уменьшился в среднем на 2,8 кг, объем тали и бедер – на 1,5 см. На 40% уменьшение веса произошло за счет снижения жировых отложений.
• Снизился уровень MDA (malondialdehyde), одного из маркеров оксидативного стресса, на 15%.
• Увеличился уровень NOx, еще одного маркера, на 44%. Это существенный рост, который должен улучшить работу сердечнососудистой системы, за счет увеличения биодоступности окиси азота.

В прошлогоднем исследовании той же команды (Trepanowski et al., 2012) дополнительно выяснилось, что такой пост приводит к:

• Снижению уровня плохого холестерина и росту хорошего.
• Снижению уровня сахара в крови.
• Снижение систолического давления.

Что можно сказать, что 21 день диеты, с одной стороны, слишком мало для существенных изменений, с другой стороны – улучшения все же есть, тем более, что люди, которые участвовали в исследованиях, были, в целом, в хорошей физической форме. Лучшие результаты могли бы показать те, у кого действительно плохо со здоровьем.

Кстати, во втором исследовании проверяли, как потребление масла криля повлияет на биохимические показатели. Участники потребляли ежедневно 600 мг Омега-3, 320 мг EPA, 180 мг EPA, но никакого эффекта в сравнении с контрольной группой выявлено не было. Не понимаю, чего они жадничали? Принимали бы 3 грамма Омега-3 хотя бы, а так не поймешь.

Что интересно, в первом исследовании участвовали вегетарианцы, и  у всех шести человек было зарегистрировано 10% снижение MDA, и 79% увеличение NOx. Это означает, что дело не в мясе. Ученые предположили, что это связано с отказа от консервантов и вкусовых добавок, но мне кажется это странным. Вероятно, именно снижение калорий вообще сыграло определяющую роль: в первом эксперименте – на 21%, во втором — на 14%. Несмотря на то, что есть разрешенной пищи можно сколько угодно, весьма трудно при такой диете набирать калории даже вегетарианцам.

Неизвестно, как часто Даниил практиковал свой пост. Книга Tanakh утверждает, что он прожил 100 лет – может быть, это влечет людей практиковать модифицированную версию Даниилова поста? Как видите, эти исследования не подтверждают в чистом виде оксидативную гипотезу, а скорее, подкрепляют гипотезу гормезиса. Никто из участников эксперимента видений не добился, и сны интерпретировать не научился, и, похоже, ничего сверхценного, чего нельзя добиться простым снижением потребления калорий, в таком посте нет.

Bloomer, R., Kabir, M., Trepanowski, J., Canale, R., & Farney, T. (2011). A 21 day Daniel Fast improves selected biomarkers of antioxidant status and oxidative stress in men and women. Nutrition & Metabolism, 8(1), 17.

Trepanowski, J., Kabir, M., Alleman, R., Jr., & Bloomer, R. (2012). A 21-day Daniel fast with or without krill oil supplementation improves anthropometric parameters and the cardiometabolic profile in men and women. Nutrition & Metabolism, 9(1), 1-7.

В начале статьи – картина Стемлера «Даниил отказывается от царской еды».

Диета с ограничением калорий (ДОК), когда человек ест без ухудшения качества питания, но со снижением количества калорий на 5-40% от нормы, увеличивает продолжительность жизни и способствует излечению многих хронических заболеваний (диабет, артрит и т.п.) у широкого класса животных. Предыдущие части цикла: первая, вторая, третья.

Было обнаружено, что диета, богатая насыщенными жирами, способствует образованию бета-амилоидов, одних из маркеров болезни Альцгеймера. Эпидемиологические исследования показали, что ожирение и диабет увеличивают риск болезни Альцгеймера в четыре раза. Напротив, ограничение потребления углеводов может уменьшить этот риск (Seneff, Wainwright, & Mascitelli, 2011).

Гипотеза гормезиса говорит, что токсические вещества или стрессоры, которые в больших количествах наносят вред, в небольших количествах создают позитивный эффект.  Например, алкоголь в больших количествах ведет к массовым проблемам, а в небольших — весьма полезен для сердца и мозга.

Относительно старения гипотеза гормезиса объясняет, что ДОК является умеренным стрессом для организма и заставляет организм работать в сверхоптимальном режиме, тем самым повышая выживаемость организма. Например, было показано, что ДОК снижает заболеваемость болезнью Альцгеймера у обезьян и грызунов. Механизм этого феномена до конца не известен, но предположительно, компенсируя недостаток калорий, организм начинает перерабатывать «клеточный мусор», очищаясь и оптимизируя функции многих систем.

А что если не ограничение калорий само по себе, а другие факторы играют позитивную роль в ДОК? Например, голод, как предположили ученые. ДОК с 30% снижением калорий, у человека создает постоянно чувство голода. Это одна из причин, почему так мало людей могут удерживаться в таком режиме. Чувство голода, хотя бы отчасти, производится грелином, пептидом, который вырабатывается в желудке. (О грелине я писал ранее в заметке My milkshake is better than yours!).

Группа исследователей решила проверить эту гипотезу (Dhurandhar et al., 2013), используя 36 мышей, с генетическими мутациями, ведущими к болезни Альцгеймера у людей. Мышек разделили на три группы: контрольная и группа с синтетическим грелином, которые могли есть без ограничений, и группа с ДОК (20% меньше нормы).

Через четыре месяца режима питания ученые протестировали когнитивные способности мышей в лабиринтах (в том числе, в водном лабиринте, где мышке надо найти и выбраться на скрытую под непрозрачной водой платформу – как показано на картинке в начале статьи), замерили физиологические параметры, уровень бета-амилоидов, и цитокинов.

Вес и объем жира в теле у мышей с ДОК практически не уменьшился, а остальные группы немножко поправились.
Что выяснилось:

• Лучшие результаты когнитивных тестов, в сравнении с контрольной группой, показали мыши в группах с синтетическим грелином (на 26%) и на диете с ограничением калорий (на 23%).
• В сравнении с контрольной группой, у двух экспериментальных групп было отмечено снижение уровня бета-амилоидов в зубчатой извилине (dentate gyrus), регионе мозга, контролирующим процессы памяти.
• Бета-амилоидные бляшки у мышей из контрольной группы были окружены активированными глиальными клетками, а в других группах –активация этих клеток была заметно снижена. Активность глиальных клеток на процесс болезни Альцгеймера пока до конца не понятен: с одной стороны, они могут убирать бета-амилодиды, с другой – в этом процессе могут повреждаться соседние нейроны.

Таким образом, горметический эффект голода, похоже, сам по себе, вне зависимости от количества калорий, запускает механизм, аналогичный диете с ограничением калорий. Еще предстоит много узнать – какими путями голод активирует множество изменений в метаболизме, каков удельный вес голода в положительных эффектах диеты с ограничением калорий, и возможно ли с помощью регуляции грелина построить терапию лечения болезни Альцгеймера.

Мне это исследование показалось любопытным, прежде всего тем, что ученым удалось получить сильный эффект, манипулируя голодом, причем объективно ложным. Обманув мозг, удалось запустить механизм, сравнимый с самым мощным известным на сегодняшний день методом продления жизни и излечения организма. Сам обман интересен – вся сенсорная система мышки (запахи, вид, текстура и объем пищи) говорит ей, что голода нет и еды сколько угодно. А грелин настойчиво докладывает мозгу, что надо поесть, и мозг запускает процесс выживания в условиях голода. Почему мозг уделяет столько внимания сообщениям грелина и игнорирует данные сенсорных систем? Хотя, можно ли так утверждать, неизвестно: грелин – сравнительно недавно открытый гормон и еще весьма загадочная штука.

Seneff, S., Wainwright, G., & Mascitelli, L. (2011). Nutrition and Alzheimer’s disease: the detrimental role of a high carbohydrate diet. European Journal of Internal Medicine, 22: 134–140. doi: 10.1016/j.ejim.2010.12.017.

Dhurandhar, E. J., Allison, D. B., van Groen, T., & Kadish, I. (2013). Hunger in the absence of caloric restriction improves cognition and attenuates Alzheimer’s disease pathology in a mouse model. [doi:10.1371/journal.pone.0060437]. PLoS ONE, 8(4), e60437. Полный текст.

Часть первая, часть вторая. Есть много проблем с долгожителями. Хунза, гималайские долгожители, не имеют документальных подтверждений своих заявлений о сотнях лет жизни. Кавказские и болгарские долгожители, так вдохновившие Мечникова в свое время, что все производители йогурта и кефира обязаны им своим маркетинговым успехом, наряду с отсутствием документальных подтверждений, еще и имели вполне очевидную выгоду приписывать себе лишние года. На Кавказе возраст автоматически приравнивается к уважению, ну, а кроме того, в царские времена, присвоение себе документов старшего родственника позволяло уклоняться от воинского призыва. У долгожителей Окинавы с подтверждением возраста – тоже плохо, а у евреев ашкенази из Нью-Йорка с документами обстоит гораздо лучше.

16 деревенек на востоке Сардинии, в регионе Олиастра, могут похвастаться как документами, так и рекордами долгой жизни. Пять человек из 40 самых старых людей на планете – отсюда родом, как и самый старый мужчина на планете – Антонио Тодде, умерший в 112 лет. Регион имеет самую высокую концентрацию долгожителей, которым сто и более лет: 23 человека на 100,000 населения. Там проживают 370 человек возрастом за сотню лет.

Одна из семей, живущих в деревне Пердасдефогу (Perdasdefogu), фотографию которой вы видите в начале статьи, была включена в книгу рекордов Гиннеса в июне этого года как семья с самым большим суммарным возрастом – все девять братьев и сестер живы и их общий возраст составляет 818 лет. Самой младшей 78 лет (Natanson, 2012).

На сегодняшний день понятно: совокупность многих факторов играет тут роль: питание, социальное общение и генетический фактор.

Это феномен активно изучают. Одно из исследований, проект AKEA, проводился с 2002 по 2004 год и финансировался Евросоюзом. AKEA – сокращение традиционного приветствия на Сардинии А kent’annos, что означает Живи до ста лет! Сегодня каждый второй европеец имеет отличные шансы дожить до ста лет, причем женщины преобладают, но мужчины, когда доживают, в целом, более здоровы в таком зрелом возрасте. Исследование в Сардинии ставило своей целью понять, почему такое происходит, с тем, чтобы распространить какие-то находки на остальное население Европы, если возможно.

С генетической точки зрения, отличия есть – так сложилось, что эти деревни были частично изолированы от внешнего мира и создались определенные изменения на генетическом уровне. Этот вопрос изучается в настоящее время довольно тщательно.

Сардиния традиционно имеет очень простую кухню, и в отличие от других итальянцев, они едят гораздо меньше пасты, богатой углеводами. Блюда очень просты, а цельная еда и незатейливые рецепты вполне могут обеспечивать некоторое ограничение калорий. Старейшины, или как они сами себя называют anziani, ведут довольно активный образ жизни.

Познакомившись с материалами, я подумал, что надо учитывать и такой психологический феномен, который имеет реальное и измеримое значение: с тобой на протяжении дня, изо дня в день, из года в год здороваются и говорят тебе: A kent ‘annos! Живи до ста лет!

Фото Loi/AFP/Getty Images.

Natanson, P. (2012). Secrets to oldest living family’s longevity: Genetics, quality of life and diet play role in Sardinian family’s long life. ABC News. Aug 22, 2012. Ссылка.

Начало здесь. На днях были опубликованы результаты другого эпического исследования, длившегося 23 года, проведенного Национальным Институтом по Изучению Старения (National Institute on Aging (NIA). Исследование (Mattison et al., 2012) также использовало макак-резусов, ограничение калорий в питании на 30% от нормы, и наблюдения за множеством параметров. Главный вывод таков: ограничение калорий не увеличивает продолжительность жизни обезьян. Напомню, что Висконсинское исследование прогнозирует рост продолжительности жизни на 30% (многие из обезьян еще живы).

Посмотрите на фото в начале статьи – обезьяна в экспериментальной группе NIA худее, но жить дольше она от этого не станет (Austad, 2012).

Сейчас ученые сравнивают многочисленные данные по этим исследованиям, пытаясь понять столь контрастные расхождения в результатах. И различий между исследованиями, в самом деле, достаточно. Так, например, все обезьяны в эксперименте NIA получали сбалансированное питание, даже те, кто был в контрольной группе. Висконсинские макаки в контрольной группе могли есть сколько угодно, ограничений не было.  В Висконсинской диете 28,5% калорий были от сукрозы (сахара), в то время как NIA – всего 3,9%. Кроме того, последняя диета включала рыбий жир и антиоксиданты, а Висконсинская – ничего такого (Austad, 2012). Выглядит так, что Висконсинские обезьяны на ограничении калорий просто ели меньше плохой еды, и их сравнение с контрольной группой было контрастным из-за того, что те были больны различными заболеваниями, последствиями обжорства. Иными словами, продление жизни в Висконсинском эксперименте происходило от того, что контрольные животные много ели и умирали раньше, чем, если бы они просто нормально питались.

Эту разницу объяснил один из разработчиков эксперимента NIA, Дон Инграм: «Когда мы начинали исследования, догма состояла в том, что калория – она и есть калория. Я думаю, сейчас становится ясно, что тип калорий, который ели обезьяны, производит ощутимую разницу». Инграм считает, что будущее – за тщательной композицией калорий, составления сбалансированной диеты, которая, по его мнению, и может принести продление жизни. (Maxmen, 2012).

Есть и генетические различия – обезьяны в этих исследованиях происходят из разных регионов мира (Austad, 2012).

Среды многочисленных выводов исследования NIA есть и такой: практика ограничений калорий в питании во взрослом возрасте приводит к улучшению здоровья, а в молодости – вообще не имеет значительного эффекта.

В общем, даже на первый взгляд, эти исследования открыли еще больше неизвестного. Так, например, в чем эти исследования схожи: ограничение калорий приводило к улучшению здоровья животных в целом. Но и тут не все так просто. Продолжение следует…

Austad, S. N. (2012). Ageing: Mixed results for dieting monkeys. [10.1038/nature11484]. Nature, Published online 29 August 2012.

Mattison, J. A., Roth, G. S., Beasley, T. M., Tilmont, E. M., Handy, A. M., Herbert, R. L., Longo, D. L., Allison, D. B., Young, J. E., Bryant, M., Barnard, D., Ward, W. F., Qi, W., Ingram, D. K., & de Cabo, R. (2012). Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study. [10.1038/nature11432]. Nature, advance online publication. Published online 29 August 2012.

Maxmen, A. (2012). Calorie restriction falters in the long run. Nature. 29 August 2012.

Как сказал сегодня Билл Сарди, о котором мы еще поговорим, члены общества по ограничению калорий в питании могут закатить вечеринку с десертами. Этот способ не увеличит продолжительности их жизни, как показало последнее исследование. Но почему, если предыдущие показали все прелести такого ограничения в питании?

Три года назад были опубликованы результаты 20-ти летнего исследования с приматами (Colman et al., 2009), и я помню его прекрасно. Прежде всего, что такое диета с ограничением калорий? Это способ питания с 10-40% меньшим количеством потребляемых калорий, полноценное, содержащее все необходимые элементы, протеины, жиры и витамины, но не голодание. На сегодняшний день были проведены массы экспериментов с различными животными. У дрожжей, червей и мух такая диета приводила к существенному росту продолжительности жизни, и понятно, что надежды на то, что то же самое может произойти с человеком, были и есть. Есть люди, которые придерживаются этого режима и сообщают поразительные вещи. Естественно, чтобы понять, продлевает ли это существенно жизнь человека, потребуются десятки лет. Были натуральные эксперименты и с людьми, которые принесли некоторые плоды, и о них мы поговорим позже.

Обезьяны наиболее близки к нам, и продолжительности их жизни вполне удовлетворительна для проведения исследования. И вот в 1989 году в Висконсинском национальном исследовательском центре по изучению приматов (Wisconsin National Primate Research Center, WNPRC) начались эксперименты с резус-макаками (Macaca mulatta), у которых продолжительность жизни в неволе равна около 27 лет, а максимальная – около 40 лет. В то или иное время участвовало 46 самцов и 30 самок, и было им от 7 до 14 лет ко времени начала. Экспериментальная группа начала сидеть на диете, сначала уменьшенной на 10% калорий от нормы, а затем постепенно, до уменьшения на 30% калорий. Исследователи старались учесть все, что можно. И вот что происходило с животными в экспериментальной группе:

• Уменьшение массы тела,
• Снижение потери мускульной массы, которая обычно происходит в ходе старения,
• Улучшение метаболических функций. Например, инсулиновая чувствительность работала как часы – ни у одной макаки в экспериментальной группе не образовался диабет. В тоже время, в контрольной группе все были либо диабетиками, либо в предиабетическом состоянии.
• Раковые образования – на 50% ниже, чем в контрольной.
• Снижение на 50% сердечнососудистых заболеваний,
• Снижение атрофии мозга, в частности, серого вещества,
• Даже внешний вид был гораздо моложе, чем у контрольных макак. Посмотрите на фото ниже, где A и B – где животные с обычным питанием, а C и D – с ограничением калорий. Макаки одно и того же возраста.

В целом, было показано, что переход на полноценное питание с ограничением калорий на 30% от нормы, во взрослом возрасте, приводит к существенным положительным изменениям в здоровье, и к продлению жизни. В целом, животные на ограниченной в калориях диете жили на 30% дольше. Но почему же недавнее аналогичное исследование пришло к другим результатам? Продолжение следует…

Colman, R. J., Anderson, R. M., Johnson, S. C., Kastman, E. K., Kosmatka, K. J., Beasley, T. M., Allison, D. B., Cruzen, C., Simmons, H. A., Kemnitz, J. W., & Weindruch, R. (2009). Caloric restriction delays disease onset and mortality in Rhesus monkeys. Science, 325(5937), 201-204.

Хромосомы человека (серого цвета) с теломерами (белого цвета)

Старение, среди прочих вещей, сопровождается накоплением повреждений в геноме. Манипулируя с геном, ученым удалось обратить старческую дегенерацию мозга у мыши, восстановив чувство обоняния и обратив вспять сексуальное бесплодие. Предыдущие эксперименты показали, что, например, ограничение калорий ведет к замедлению старения, однако в первый раз удалость реально обратить старость вспять (Naik, 2010).

Сначала ученые создали быстро стареющую мышь, у которой стали возникать старческие проблемы: яички стали производить меньше спермы, мозг перестал производить новые клетки и чувство обоняния, селезенка и желудочно-кишечный тракт атрофировались. Мышь получилась по возрасту эквивалентной 80-летнему человеку и, по сути, была уже на грани смерти.

Теломераза – энзим, участвующий в создании небольших блоков ДНК, которые приклеиваются к кончикам хромосом. Эти колпачки, известные как теломеры, работают в хромосомах так же, как оконечники на шнурках – не дают им разлохматиться и сойти на нет. За открытие теломеров и теломеразы три американских ученых, Элизабет Блакбёрн (Elizabeth Blackburn), Кэрол Грейдер (Carol Greider) и Джек Шостак (Jack Szostak) получили Нобелевскую премию в 2009.Теломерная теория старения – одна из многих, и не самая главная. В нормальном организме теломеры натурально становятся короче, с каждым делением, и когда делаются уж совсем короткими, останавливают деление клетки. У пожилых людей уровень теломеразы, участвующей в восстановлении теломеров, падает, и один из методов согласно этой теории – доставить в организм теломеразу и смотреть, может ли она восстановить размер теломеров.

Статистика показывает, что люди с более длинными теломерами в клетках крови живут дольше и меньше болеют. Те, кому за 60, и с короткими теломерами, как правило, имеют диабет, сердечнососудистые заболевания, и болезнь Альцгеймера.

Исследователи (Jaskelioff et al., 2011) разработали молекулу, основанную на эстрогене, которая активировала бы дремлющий ген теломеразы, известный как TERT. Это лекарство было внедрено в виде капсулы под кожу. Мышам из контрольной группы вшили капсулу с плацебо. Лекарство, но не плацебо, как и ожидалось, увеличило количество теломеразы в тканях, а это удлинило теломеры.

Пробудились “спящие” стволовые клетки, что привело к рождению новых нейронов и других клеток организма. Селезенка, яички и мозг увеличились в размерах. Через месяц после эксперимента возраст мыши был эквивалентен 40 летнему человеку. У таких мышей яички стали вырабатывать новую активную сперму, чувство обоняния вернулось. Мышь продолжала жить как обычно, как и ее сородичи, хотя и не жила дольше других.

Это исследование оправдывает поиски стратегий в омоложении теломерного механизма для лечения болезней, вызванных старением. Однако, не все так радужно, как обычно. Есть опасения, что этот метод лечения может вызвать раковые образования, потому что этот механизм активно используется некоторыми видами рака, позволяя своим клеткам делиться практически бесконечно. До 90% раковых заболеваний человека требуют определенного уровня теломеразы для развития. Есть метод диагностики, основанный на выявлении повышенной активности теломеразы в тканях, и, соответственно, одна из стратегий борьбы с раком как раз заключается в деактивации теломеразы.

Что с этим делать, пока не до конца ясно. Один из подходов – включать теломеразу на контролируемый короткий период времени. Это позволит лечить редкие генетические заболевания, например синдром Вернера (Прогерия), который связан с механизмом теломеров и приводят к преждевременному старению.

“Очевидно”, говорит ДеПино, один из команды исследователей, “следующий эксперимент должен проверить эту технику на здоровых мышах, чтобы посмотреть, может ли это замедлить старение, остановить его или даже обратить вспять” (Naik, 2010).

Мы еще поговорим о теломерах, и о том, что вы могли бы сделать прямо сегодня по этому поводу.

Naik, G. (2010). Aging ills reversed in mice. The Wall Street Journal.

Jaskelioff, M., Muller, F. L., Paik, J.-H., Thomas, E., Jiang, S., Adams, A. C., Sahin, E., Kost-Alimova, M., Protopopov, A., Cadinanos, J., Horner, J. W., Maratos-Flier, E., & DePinho, R. A. (2011). Telomerase reactivation reverses tissue degeneration in aged telomerase-deficient mice. Nature, 469(7328), 102-106.

Фото в начале статьи — из Википедии.