Ученые МГУ открыли ещё одну причину биологического старения

Коллектив проекта академика Владимира Скулачева обнаружил в митохондриях животных клеток специальный механизм, препятствующий старению. Результаты экспериментов, демонстрирующих это открытие, опубликованы в престижном американском журнале Proceedings of National Academy of Sciences.

Фото: Rscf.ru

Об этом сообщает пресс-служба МГУ.

Митохондрии - это внутриклеточные органеллы, обеспечивающие клетку энергией. Одновременно митохондрии производят крайне ядовитые вещества - активные формы кислорода (АФК). С возрастом продукция АФК растет и этот факт давно связывается с процессом старения, поскольку АФК, производимые митохондриями, повреждают белки, липиды, вносят мутации в ДНК.

Масштабная работа, проведенная учеными МГУ в сотрудничестве с несколькими зарубежными и российскими лабораториями, показала, что в митохондриях клеток большинства тканей организма млекопитающих есть специальный механизм, препятствующий производству АФК. Механизм обеспечивает небольшое, контролируемое снижение электрического потенциала на мембране митохондрий, что, в свою очередь, снижает продукцию АФК.

Отмечается, что у стареющих животных (мышей) этот защитный механизм отключается с возрастом, начиная со второго года жизни. В то время как у долгоживущих (летучие мыши) и практически нестареющих (голые землекопы) млекопитающих, этот механизм продолжает работать и защищать митохондрии долгие годы.

Авторы работы предполагают, что отрытое ими явление представляет собой своеобразную программу анти-старения, функция которой - сдерживать процесс возраст-зависимого ослабления организма до определенного времени, после которого в полной мере запускается биологическое старение.

Проект академика Скулачева активно ведет разработку подходов, предотвращающих отключение этой защитной программы, что позволило бы существенно затормозить процесс старения.

По словам автора работы, заведующего лабораторией молекулярных механизмов старения МГУ имени М.В. Ломоносова Михаила Высоких, факт нарастания окислительного повреждения и увеличения продукции АФК в тканях с возрастом общеизвестен: "Часть ученых связывают его с чисто случайными, стохастическими повреждениями, но наша научная группа всегда придерживалась другой точки зрения. Согласно нашей гипотезе такое скоординированное во времени увеличение продукции АФК при старении должно быть каким-то образом запрограммированно в организме. Обнаруженный в нашей работе механизм соответствует нашему предсказанию - происходящее в "среднем" возрасте отключение защитной системы приводит именно к увеличению производства АФК митохондриями".

Топ-5 открытий в борьбе со старением

Как отмечают учёные, продлить людям здоровую, активную жизнь и даже повернуть старение вспять - одна из главных задач современности. Они уверяют: мы все ближе и ближе к исполнению этой мечты. Один из ведущих исследователей долголетия - старший научный сотрудник лаборатории системной биологии старения в Медицинской школе Гарварда и МГУ имени М.В. Ломоносова, кандидат биологических наук, автор и ведущий научно-популярного YouTube-канала "Real Scientists" (Реальные ученые) Александр Тышковский составил топ-5 достижений в борьбе со старением, сделанных за 2019 год.

Александр Тышковский. Фото: Kp.ru

1. Испытания таблетки от старости

Клинические исследования, о необходимости которых все время говорили ученые, стартовали. В конце осени 2019 года был объявлен запуск первых в истории человечества полноценных медицинских испытаний "таблетки от старости". Исследование проводит команда ученых под руководством директора Института исследований старения в медицинском колледже Альберта Эйнштейна (Нью-Йорк) Нира Барзилая. Кандидатом в геропротекторы (то есть лекарства против старения) выступает давно известный врачам антидиабетический препарат.

"Мы выбрали его для исследований по двум причинам. Во-первых, это лекарство давно применяется, и доказана его безопасность. Во-вторых, многочисленные данные показывают, что пациенты с диабетом, принимающие такой препарат, живут даже дольше, чем люди, не имеющие этого диагноза", - цитировала "Комсомольска правда" профессора Барзилая.

Чтобы достоверно подтвердить антивозрастной эффект, определить необходимые дозы для пациентов без диабета и другие важные условия, нужны те самые клинические исследования. Профессор Барзилай получил разрешение на их проведение у одного из самых строгих в мире контролирующих органов, FDA (Food and drug administration, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, США). Однако полноценные испытания по всем правилам требуют очень серьезных средств.

Фото: Global Look Press

По прогнозам Александра Тышковского, испытания займут около шести лет и задействуют около трёх тысяч пациентов: "На такие исследования требуются большие ресурсы - около 75 миллионов долларов. За последние четыре года Нир Барзилай смог собрать 35 млн. А в 2019 году в один день получил еще 40 млн - их выделил состоятельный человек, который пока пожелал остаться неизвестным. Кто знает, может, это был наш соотечественник. В любом случае, теперь средства собраны, и Нир Барзилай объявил старт первых в истории клинических испытаний лекарства против старения на людях. На мой взгляд, это одно из важнейших событий прошлого года. Ведь оно приближает день, когда подобные геропротекторы появятся на полках аптек и станут доступны каждому из нас".

2. Секрет долголетия - в активности мозга

"Изучен новый механизм увеличения продолжительности жизни, связанный с мозговой активностью. Оказалось: чем ниже общий уровень возбуждения нейронов в мозге, тем дольше живет организм. Нет-нет, умственная деятельность здесь не при чем. Более того, известно, что решение сложных интеллектуальных задач, изучение иностранных языков и даже просто чтение серьезных книг, требующих размышлений, улучшает память и связано со сниженным риском развития деменции", - рассказывает Тышковский.

Он добавляет: "Измерить активность мозга (общий уровень возбуждения нейронов в мозге) можно, в частности, с помощью электроэнцефалограммы. Исследования проводили и на модельных организмах (червях, мышах), и у людей-долгожителей. Выяснилось, что определенный белок - с говорящим названием REST, или "отдых" по-английски - снижает общий уровень возбуждения в мозге и в то же время активирует защитные системы организма, включая реакцию на стресс. У долгожителей активность этого белка оказалась выше, чем у остальных людей (соответственно, более активный REST сильнее подавляет возбуждение нейронов в мозге). Кроме того, снизив возбуждение нейронов у животных с помощью некоторых химических соединений, ученые смогли продлить им жизнь".

Фото: Global Look Press

"Узнав о таком механизме, мы получили ключ к поиску новой группы геропротекторов. Возможно, среди них окажутся седативные препараты, снижающие уровень возбуждения нейронов. Кроме того, это исследование может сыграть большую роль в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями. В исследовании на людях было показано, что снижение активности белка REST характерно для болезни Альцгеймера и развития деменции. А значит, соединения, увеличивающие активность этого белка, могли бы стать хорошими кандидатами на роль лекарств против таких заболеваний. На сегодняшний день это особенно актуально, ведь пока не существует ни одного одобренного лекарства от болезни Альцгеймера у человека", - заключил специалист.

3. Человек стареет трижды

По словам Тышковского, одна из самых горячих тем в геронтологии - это построение часов, которые могли бы максимально точно определить возраст человека или животного по каким-либо биологическим параметрам, биомаркерам: "Важным достижением прошлого года стала разработка таких часов, которые предсказывают возраст по составу белков в нашей крови. Кровь человека содержит тысячи видов белковых молекул. По уровню содержания некоторых из них, как оказалось, можно довольно точно вычислить возраст организма. Причем, речь идет именно о биологическом возрасте. В ходе эксперимента среди людей одного паспортного возраста лучшие результаты в когнитивных (интеллектуальных) и физических тестах показали именно обладатели более молодого белкового состава крови".

Кроме того, добавил учёный, в ходе исследования обнаружился любопытный факт. Оказалось, что есть три возраста, когда происходит наиболее существенное, заметное изменение состава крови человека. Это 34, 60 и 78 лет.

4. Биомаркеры продления жизни

Вместо того, чтобы определять биологический возраст организма, можно попытаться предсказать, сколько он еще проживет. Этому посвящена еще одна научная работа. Вопросу, с которым, затаив дыхание, в прежние времена люди приходили к гадалкам, уделили внимание серьезные исследователи. Команда ученых из Гарварда и МГУ с участием Александра Тышковского обнаружила биомаркеры продления жизни.

"Мы воздействовали на мышей с помощью основных известных на сегодня методов борьбы со старением: диет, генетических мутаций, лекарств. Оказалось, что вне зависимости от типа воздействия все они вызывают в организме определенные изменения. Более того, эти изменения показывают, насколько сильным будет эффект продления жизни у того или иного метода. Такими биомаркерами оказались некоторые гены. Их активность напрямую связана с тем, сколько еще проживет животное", - рассказал Тышковский.

Он продолжил: "Теперь, чтобы предсказать эффект того или иного геропротектора, ученым не обязательно дожидаться смерти мышей в течение трёх-четырёх лет. Вместо этого они могут уже через несколько месяцев оценить, окажет ли положительный эффект на долголетие то или иное воздействие. Сейчас для тестирования доступно уже несколько тысяч лекарств, одобренных к применению на человеке. Теперь мы сможем намного быстрее и дешевле проверять их эффект на продолжительность жизни мышей. Конечно, у людей сработают далеко не все. Но если даже два или три геропротектора окажутся эффективны, это уже будет неплохо".

Фото: Global Look Press

5. Низкоуглеводные диеты сокращают жизнь

Новое крупное исследование (мета-анализ) показало: у людей, придерживающихся низкоуглеводных и кетодиет, повышен риск общей смертности (от разных причин), а также смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и рака.

"Углеводы необходимы для нашего здоровья. Речь прежде всего не о сахаре, а о сложных углеводах, содержащихся в пище растительного происхождения: овощах, злаках, фруктах. Это исследование в очередной раз говорит о важности сбалансированного питания и о том, что слишком строгая диета может, наоборот, нанести вред нашему здоровью", - уточняет Александр Тышковский.