Со временем у нас снижается эффективность работы митохондрий – «энергетических станций» клеток, что связывают с процессом старения и развитием возрастных заболеваний. Ученые из Гарвардского университета (США) исследовали, что происходит с этими важнейшими клеточными структурами при ограничении калорийности пищи – признанном способе увеличения продолжительности жизни
Митохондрии, как известно, производят молекулы АТФ – универсальный источник энергии для всех биохимических процессов организма, включая процессы развития, регуляцию обмена веществ и клеточного деления. Долгое время митохондрии представляли в виде дискретных органелл, однако в последнее время получила признание концепция митохондриальной динамики, согласно которой митохондрии могут сливаться или, напротив, делиться на части в зависимости от энергетических потребностей клетки.
Выяснилось, что в большинстве клеток митохондрии организованы в трехмерную, динамично меняющуюся сеть, параметры которой находятся под контролем АМРК (АМФ-активированной протеинкиназы) – ключевого регуляторного белка энергетического баланса. Нарушения митохондриальной динамики, «неправильный внешний вид» органелл, их чрезмерная фрагментация служат признаками старения и, как считается, способствуют развитию возрастных патологий, включая болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
Также известно, что вышеупомянутый белок AMPK играет немалую роль в продлении жизни при ограничении калорийности пищевого рациона. Активировать этот белок можно не только низкокалорийной диетой, но и непосредственно, например, c помощью метформина, лекарства от диабета 2-го типа. В последнем случае было доказано, что прием этого лекарства действительно приводит к увеличению продолжительности жизни лабораторных мышей.
Особенно удобной моделью для изучения старения являются свободно живущие черви-нематоды Caenorhabditis elegans, обычный срок жизни которых не превышает двух недель. Именно на этих мелких круглых червях ученые исследовали связь между продолжительностью жизни и характером изменения митохондриальных сетей.
Оказалось, что активация работы AMPK действительно способствовала увеличению продолжительности жизни животных путем поддержания устойчивого динамического равновесия в митохондриальных сетях, что сопровождалось усилением окисления жирных кислот. Речь идет именно о сбалансированности процессов перестройки митохондрий, потому что даже если искусственно поддерживать митохондрии в состоянии слияния, более характерном для здоровых, «молодых» клеток, то эффекта в продлении жизни добиться не удается. И здесь не помогает активация AMPK ни путем ограничения питания, ни с помощью генно-инженерных манипуляций.
Полученные результаты позволили лучше понять, что происходит в клетках при ограничении питания, и открыли новые возможности для поиска терапевтических стратегий по снижению риска развития возрастных патологий. В ближайших планах ученых – проложить свои исследования, но уже на млекопитающих. Потому что, что ни говори, а своя рубашка всегда ближе к телу.
Фото: University of Exeter https://www.flickr.com