Источник вечной молодости поместили в мозг

Сиртуин — один из самых популярных белков в современной молекулярной биологии, а всё потому, что сначала его (и его ген) объявили источником вечной молодости, а потом бросились это усиленно опровергать. Масла в огонь добавляло и то, что сиртуин, как утверждали его поклонники, связывал продолжительность жизни с умеренностью в пище и с вином: уровень этого белка повышался при низкокалорийной диете и при употреблении ресвератрола, содержащегося в винах (впрочем, не только в них). (Одновременно у сиртуина обнаруживались и другие любопытные свойства: он, к примеру, ухудшал настроение.)

Впоследствии оказалось, что сиртуин тут, возможно, вообще ни при чём, а продолжительность жизни увеличивается в связи с сопутствующими изменениями в геноме, которые происходят при манипуляциях экспериментаторов с сиртуином. Иными словами, эффект от сиртуина едва не оказался артефактом. С другой стороны, появились подозрения, что и с вином тут не всё так гладко, что винные вещества влияют на сиртуин сильно опосредованно и только в искусственных экспериментальных условиях. На выручку бросились самые преданные «фанаты» этого белка — и им удалось показать, что винный ресвератрол всё-таки напрямую влияет на сиртуин. Однако более интригующий вопрос — как обстоят дела со связью сиртуина и продолжительности жизни — оставался без ответа.

И всё-таки, по-видимому, правда тут на стороне адептов сиртуина. Группе исследователей под руководством Синьитиро Имаи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) удалось доказать, что уровень этого белка действительно связан как с увеличением продолжительности жизни, так и с умеренностью в еде. Правда, чтобы продемонстрировать это, учёным пришлось в прямом смысле слова залезть в голову: свои замечательные свойства сиртуин проявлял, находясь в нейронах гипоталамуса.

Учёные работали с мышами, запрограммированными на перепроизводство сиртуина. Только у одних животных такое перепроизводство было по всему организму, а у иных — лишь в определённых тканях. Так удалось выяснить, что для увеличения продолжительности жизни нужно, чтобы сиртуин был активен именно в мозге. Причём увеличение срока жизни в этом случае было точно таким, как и у обычных мышей на низкокалорийной диете. С другой стороны, если уровень сиртуина в мозге был повышен, мыши могли есть что угодно и когда угодно: они всё равно жили дольше.

Удлинение жизни сопровождалось комплексом физиологических и поведенческих особенностей: животные были более активны по ночам (то есть тогда, когда им и полагается быть активными), у них повышалась температура тела и расход кислорода, улучшалось состояние мышц, при этом днём они спали крепче. Эти изменения, а также прирост срока жизни касались обоих полов — и самцов, и самок.

Насколько же удлинилась продолжительность жизни мышей? Как пишут г-н Имаи и его коллеги в Cell Metabolism, долголетие самок увеличилось на 16%, самцов — на 9%. В пересчёте на человеческие лета это значит, что женщина вполне может дожить до ста лет, а мужчина без проблем дотянет до восьмидесяти.

Учёные также отмечают, что у мышей с повышенным сиртуином в мозге реже развивались онкологические заболевания. Что же до старения, то тут эффект от белка состоял в том, что он сдвигал момент запуска процессов старения, но не его ритм. То есть старение само по себе не замедлялось, но позже начиналось: сиртуину и впрямь больше соответствует сравнение с «источником молодости».

Мозг, однако, довольно большой орган, даже у мыши, и исследователи попытались определить, какая именно область мозга нуждается в сиртуине, чтобы замедлить старение.

Поиски привели к дорсолатеральным и латеральным ядрам гипоталамуса (гипоталамус вообще принимает самое деятельное участие в регуляции обмена веществ, а латеральные ядра гипоталамуса, как известно, регулируют пищевое поведение). Сиртуин делал нейроны более чувствительными к орексинам, нейропептидным гормонам, которые опять же влияют на обмен веществ, а также участвуют в регуляции цикла сна и бодрствования.

Однако в данном случае, по словам учёных, совместное действие сиртуина и орексинов стимулировало интенсивные сигналы, которые гипоталамус отправляет мышцам. Эти сигналы вызывают физиологические перестройки в мышечной ткани (хотя что за механизм позволяет нейронам гипоталамуса столь точно сосредоточиться на мышцах, исследователи пока не знают), и замедление старения было заметно прежде всего в мышцах.

То есть получается следующая схема: повышенный уровень сиртуина вызывает специфическую активность некоторых зон гипоталамуса, направленную на мышцы, которые по указке «сверху» начинают как-то иначе себя вести: у них меняется метаболизм и замедляется старение. И то же самое происходит, когда организм получает лишь необходимый минимум калорий.

Тут нетрудно заметить некоторую неполноту объяснения: старение, очевидно, замедляется во всём организме, а не только в мышцах; кроме того, мыши-долгожители демонстрировали комплексные изменения в своей физиологии. И поэтому можно было бы спросить, что происходит во всех остальных тканях: то ли они получают индивидуальные инструкции из мозга, то ли перестройки в метаболизме мышц сказываются и на прочих органах. Впрочем, во всяком случае исследователи теперь могут сказать, что связь между продолжительностью жизни и сиртуином действительно есть.

Подготовлено по материалам Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.