Материал был опубликован первоисточником 20.12.2013
Исследователи медицинской школы Гарвардского университета, Национального института старения США и университета Нового Южного Уэльса (Сидней, Австралия), работающие под руководством профессора Дэвида Синклера (David Sinclair), нашли ранее неизвестную причину старения млекопитающих. Более того, они продемонстрировали, как можно устранить эту причину и повернуть процесс старения вспять.
Суть изученного механизма заключается в том, что процессы старения организма ускоряются при нарушении взаимодействия между ядром и митохондриями, осуществляемого посредством каскада молекулярных механизмов. В то же время, эксперименты на стареющих мышах показали, что это взаимодействие можно восстановить с помощью соединения, синтезируемого организмом человека.
Митохондрии часто называют «электростанциями» клетки, так как они генерируют химическую энергию, необходимую для выполнения ее биологических функций. Функционирование этих органелл, имеющих собственную мембрану и небольшой собственный геном, давно признано ключевым биологическим фактором процесса старения. Происходящее по мере старения угасание функций митохондрий приводит к постепенному развитию возрастных болезней, таких как болезнь Альцгеймера и сахарный диабет.
В целом специалисты скептически относятся к идее о возможности обращения процессов старения вспять, так как, согласно общепринятой гипотезе, возрастные болезни являются результатом появления в митохондриальной ДНК мутаций, которые невозможно восстановить.
Группа Дэвида Синклера уже много лет занимается изучением фундаментальных аспектов старения, которое традиционно определяется как постепенное угасание функций организма со временем. Основным объектом их исследований является группа генов, кодирующих белки сиртуины. В более ранних работах они показали, что один из этих генов, SIRT1, активируется под действием ресвератрола – природного соединения, содержащегося в винограде, красном вине и некоторых видах орехов.
Одна из сотрудниц лаборатории Синклера, Ана Гомес (Ana Gomes), занималась изучением мышей с удаленным геном SIRT1. Как и ожидалось, эти животные демонстрировали признаки преждевременного старения, в том числе нарушение функционирования митохондрий. Однако, к удивлению исследователей, оказалось, что в их клетках было нормальное количество большинства митохондриальных белков, кодируемых ядерной ДНК. Снижены были только уровни белков, кодируемых митохондриальной ДНК. Это наблюдение шло вразрез с имеющимися в литературе данными.
Поиски причин, лежащих в основе выявленного феномена, вывело ученых на сложный каскад механизмов, начинающийся с соединения никотинамид-аденин-динуклеотид (НАД), и заканчивающийся молекулой, переносящей информацию и координирующей взаимодействие между ядерным и митохондриальным геномами. Поддержание правильного баланса в этом взаимодействии является залогом здоровья клетки. Белку SIRT1 в этом сигнальном каскаде принадлежит роль посредника или своего рода охранника, предотвращающего вмешательство в процесс молекулы, известной как фактор, индуцируемый гипоксией-1 (hypoxia-inducible factor 1, HIF-1).
По неясным на сегодняшний день причинам, с возрастом количество НАД в организме снижается. В условиях недостатка НАД SIRT1 утрачивает способность блокировать активность HIF-1. Концентрация HIF-1 повышается, что вносит дисбаланс в межгеномное взаимодействие. Со временем это приводит к снижению способности клетки производить энергию, что на организменном уровне вызывает появление признаков старения и ассоциированных с ним заболеваний.
Дальнейшие эксперименты показали, что введение эндогенного соединения, являющегося предшественником НАД, восстанавливает нарушенный механизм, что влечет за собой восстановление межегеномного взаимодействия и митохондриальной функции. При своевременном вмешательстве – до накопления большого количества мутаций митохондриальной ДНК – это позволяет устранить некоторые последствия процесса старения.
Анализ мышечной ткани двухлетних мышей, которым в течение недели вводили предшественник НАД, продемонстрировал соответствие таких параметров, как резистентность к инсулину, воспалительный статус и атрофия мышечной ткани, показателям, получаемым при анализе тканей шестимесячных животных. В пересчете на человеческий возраст это соответствует возвращению мышц 60-летнего человека к состоянию 20-летнего, по крайней мере, в отношении перечисленных параметров.
Особенно интересен тот факт, что в нарушение взаимодействия между ядром и митохондриями вовлечена молекула HIF-1, которая обычно активизируется в условиях кислородного голодания. В нормальных условиях HIF-1 находится в неактивном состоянии. Однако известно, что это соединение активно в злокачественных клетках и несколько групп исследователей занимаются изучением его роли в формировании опухолей.
В настоящее время авторы изучают долгосрочные эффекты введения предшественника НАД мышам, а также влияния этого соединения на состояния организма животных в целом. Они также рассматривают возможность его использования для лечения митохондриальных болезней и более распространенных заболеваний, таких как сахарный диабет 1 и 2 типа. В долгосрочной перспективе Синклер планирует проверить, может ли это соединение обеспечить мышам более долгую и здоровую жизнь.
А теперь – ложка дёгтя из другого источника, с портала news.com.au (University of NSW research finds compound that can reverse ageing). Эндогенный предшественник НАД – это никотинамида мононуклеотид (nicotinamide mononucleotide, NMN), который исследователи вводили мышам ежедневно из расчёта 500 мг на килограмм веса. Мышиного. В каталоге фирмы Sigma-Aldrich эти 500 мг стОят 1315 евро. Правда, сейчас его нет в наличии, но если поискать, найдёте. Возможно, и дешевле: в австралийских новостях называют совсем смешную цену, $1000 за целый грамм. Так что можете не дожидаться окончания клинических исследований (если до них в связи с вышеуказанными финансовыми трудностями вообще дойдёт дело) и попробовать заняться самолечением. Только сначала прикиньте свой вес и толщину вашего банковского счёта. С учётом того, что длительность эффекта недельного курса пока неизвестна и, возможно, повторять его придётся раз в месяц.
Статья Ana P. Gomes et al. Declining NAD Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging опубликована в журнале Cell.
Источник: Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Harvard Medical School: A New—and Reversible—Cause of Aging.
20.12.2013
