Холод активизирует клеточный механизм очистки, который расщепляет вредные белковые скопления, ответственные за различные заболевания, связанные со старением. В последние годы исследования на различных моделях организмов уже показали, что продолжительность жизни значительно увеличивается при понижении температуры тела. Однако во многих областях до сих пор неясно, как именно это работает. Исследовательская группа из Кельнского университета (University of Cologne) открыла один ответственный за это механизм. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Aging.
Материалы и методы исследования
Исследование проводилось в Центре передового опыта в области исследований старения CECAD Кельнского университета. Профессор Дэвид Вилчес (David Vilchez) и его рабочая группа использовали беспозвоночную модель организма, нематоду Caenorhabditis elegans, и культивировали человеческие клетки. Оба из них несли гены двух нейродегенеративных заболеваний, которые обычно возникают в пожилом возрасте: боковой амиотрофический склероз (БАС) и болезнь Гентингтона. Оба заболевания характеризуются накоплением вредных и повреждающих белковых отложений — так называемыми патологическими белковыми скоплениями. В обоих модельных организмах холод активно удалял белковые “глыбы”, тем самым предотвращая агрегацию белков, которая является патологической как при БАС, так и при болезни Гентингтона. Точнее, ученые исследовали влияние холода на активность протеасом — клеточного механизма, удаляющего из клеток поврежденные белки.
Результаты научной работы
Исследование показало, что активатор протеасомы PA28γ/PSME3 смягчает дефицит, вызванный старением как у нематод, так и у клеток человека. В обоих случаях удалось активировать протеасомную активность за счет умеренного снижения температуры.
«В совокупности эти результаты показывают, как в ходе эволюции холод сохранил свое влияние на регуляцию протеасом — с терапевтическими последствиями для старения и связанных со старением заболеваний», — комментирует профессор Вилчес.
Старение является основным фактором риска ряда нейродегенеративных заболеваний, связанных с агрегацией белков, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и БАС.
Вилчес добавил: «Мы считаем, что эти результаты могут быть применены к другим возрастным нейродегенеративным заболеваниям, а также к другим видам животных».
Активность протеасом также может быть увеличена за счет генетической сверхэкспрессии активатора. Таким образом, болезнетворные белки могут выводиться даже при нормальной температуре тела 37 градусов по Цельсию. Эти результаты могут обеспечить терапевтические мишени для старения и связанных с ним заболеваний.
Давно известно, что если экстремально низкие температуры могут быть вредны для организма, то умеренное снижение температуры тела может иметь очень положительный эффект. Например, более низкая температура тела продлевает жизнь хладнокровных животных, таких как черви, мухи или рыбы, температура тела которых колеблется в зависимости от температуры окружающей среды. Однако то же самое явление относится и к млекопитающим, которые поддерживают температуру своего тела в узком диапазоне независимо от того, насколько холодно или тепло в их окружающей среде. Например, нематода живет гораздо дольше, если ее перенести со стандартной температуры 20 градусов Цельсия в более холодную температуру 15 градусов Цельсия. А у мышей небольшое снижение температуры тела всего на 0,5 градуса значительно продлевает срок их жизни.
Даже у людей была обнаружена корреляция между температурой тела и продолжительностью жизни. Нормальная температура тела человека составляет от 36,5 до 37 градусов по Цельсию. В то время как резкое падение температуры тела ниже 35 градусов приводит к гипотермии, температура тела человека колеблется незначительно в течение дня и даже достигает 36 градусов во время сна. Интересно, что в предыдущем исследовании сообщалось, что температура человеческого тела неуклонно снижалась на 0,03 градуса Цельсия за десятилетие после промышленной революции, что предполагает возможную связь с прогрессивным увеличением продолжительности жизни человека за последние 160 лет.
Авторы другого исследования утверждают, что холода в тропиках увеличивают риск сердечного приступа.