В лаборатории Вальтера Лонго (университет Южной Калифорнии) сумели поставить рекорд по продлению жизни. Отключив часть генов у дрожжевых клеток и ограничив их питание, ученые смогли увеличить их продолжительность жизни в 10 раз. (На фотографии клетки пекарских дрожжей в 2000 кратном увеличении. Фото: microb-trev.livejournal.com)

Два года назад был поставлен рекорд по продлению жизни живого организма. С помощью низкокалорийной диеты и выключением работы определенных генов продолжительность жизни дрожжевых клеток была увеличена в 10 раз… Недавно была наглядно продемонстрирована польза диеты для важнейших клеток организма — нервной ткани и мышц. Опыты проводились на мышах… А еще несколько исследований подтвердили влияние ограничений в питании на продолжительность жизни клеток человеческого тела…

В 2008 году была опубликована работа Вальтера Лонго (Valter Longo), в которой описывался опыт по продлению жизни живого организма в 10 раз. Эксперимент проводился над дрожжевыми клетками. Успех был обеспечен сочетанием генетического конструирования и управлением питанием клеток.

У дрожжей были отключены гены SCH9 и RAS2, про которые было установлено, что они связаны с развитием рака. Причем они есть и у дрожжей, и у людей. Кроме этого, калорийность питания колонии дрожжей была также сильно ограничена. В результате вместо обычной 1 недели  клетки дрожжей просуществовали до 10 недель.

Объяснить это можно тем, что в обычном состоянии живые организмы стремятся к росту и развитию, что одновременно связано с возникновением генетических ошибок. Если же питание организма ограничено, а также отключены некоторые гены, то он начинает стремиться не к росту, а к сохранению своего текущего состояния.

Вальтер Лонго считает, что аналогичный подход должен сработать и для человека. Однако  для того, чтобы не было отрицательных последствий, все манипуляции с генами и питанием необходимо осуществлять только в зрелом возрасте, после окончания всех процессов роста и развития.

Фотография синапса (нервно-мышечного соединения) у молодой мыши. Синим цветом показан аксон. Зеленым — окончания двигательных нейронов, которые, соединяясь с рецепторами мышечных волокон (красный цвет), образуют общую структуру. Результат эксперимента показал, что у старых мышей, которые сидели на диете, структура синапсов оказалась схожей.

В другой работе, опубликованный недавно, пользу ограничения калорийности питания продемонстрировали на важнейших клетках организма — нервных клетках и мышечной ткани.

Ученые из Гаварда — Джефф Личтман (Jeff Lichtman) и Джошуа Санес (Joshua Sanes) — изучили влияние голодания на нервно-мышечное соединение (синапс), располагающийся между двигательным нейроном и мышцей. Открытие стало возможным благодаря мышам, прошедшим генно-инженерную модификацию, в результате которой интересующие биологов клетки стали светиться под микроскопом.

Сначала учёные убедились, что у молодых грызунов окончания двигательных нейронов, которые посылают химические сигналы, и постсинаптические рецепторы мышечных волокон образуют согласованную структуру. У пожилых же особей в возрасте около двух лет (что эквивалентно 70-80 годам для человека) — эта гармония нарушается, что хорошо видно на фотографии ниже. По словам исследователей, у таких зверьков ненормальными оказалось большинство соединений нейронов с мышечными волокнами.

Структура синапса у старых мышей (возраст 2 года = 70 годам человека), содержащихся в обычных условиях. Видно, что рецепторы разделены на участки, часть из которых не «подключены» к нервам. Аксон местами растянут, местами атрофирован.

Это различие отчасти проливает свет на проблему потери мышечной массы и кондиции мышц в старческом возрасте (саркопения) и у людей. Очевидно, негативные эффекты тут во многом зависят от состояния синапсов моторных нейронов.

Но вот что явилось настоящим сюрпризом, так это удивительно молодой вид нервно-мышечных соединений у старых мышей, которые большую часть жизни испытывали ограничение в калориях, при сохранении сбалансированного состава пищи по разным питательным веществам. В этом и состояла главная часть опыта Личтмана и его коллег. Детали исследования можно найти в статье на PNAS и в заметках в HARVARDgazette и HarvardScience.

Дополнительным результатом серии опытов учёных из Гарварда оказалось очередное подтверждение пользы физических упражнений. На этот раз – для всё тех же нервных соединений. Старые мыши, занимавшиеся физкультурой месяц кряду, продемонстрировали если не столь же молодые синапсы, как особи, сидевшие всю жизнь на диете, то во всяком случае намного более здоровые, чем пожилые зверьки из обычной контрольной группы.

Старые мыши, в течение месяца подвергавшиеся физическим нагрузкам, показали улучшение нервно-мышечных соединений. Вверху: две фотографии синапсов обычной старой мыши. Внизу: фото синапсов мышей того же возраста — мыши, которая бегала в колесе и мыши на диете.

Вместе с тем осталось неясным, что при старении начинает сдавать первым, а что – как следствие. То ли ухудшающееся состояние мышц отражается на синапсах и нейронах, то ли дающий слабину нейрон "тянет" за собой "в старость" мышечные клетки. С этим вопросом неразрывно связан и ещё один: при продлении юности за счёт диеты и благодаря упражнениям работает один и тот же внутриклеточный механизм или разные? Это должно стать предметом будущих исследований.