Отключение болевого рецептора замедляет старение

Одним из естественных регуляторов процессов старения у млекопитающих может быть рецептор, отвечающий за болевую чувствительность. К таким выводам пришли сотрудники Калифорнийского университета в Беркли под руководством Эндрю Диллина (Andrew Dillin), работа которых опубликована в журнале Cell.

Авторы исследования показали, что отключение гена рецептора TRPV1, расположенного на окончаниях определенной группы чувствительных нейронов (нейронов ганглиев дорсальных корешков, DRG), приводит к существенному (на 12-16%) увеличению продолжительности жизни лабораторных мышей, а также к улучшению целого ряда показателей метаболизма и общего уровня активности у животных в пожилом возрасте.

В отличие от обычных мышей, у грызунов, лишенных гена TRPV1, с возрастом практически не снижался уровень поглощения кислорода и физической активности, они сохраняли пространственную память и координацию движений, у них не наблюдалось характерного для стареющих животных исчезновения циркадного ритма. При этом у них был значительно снижен риск развития целого ряда онкологических заболеваний, частота которых увеличивается с возрастом.

Нейроны DRG отвечают за чувствительность к высокой температуре и болевые стимулы и располагаются в слизистых рта и носа, суставах, в головном мозге и ряде других тканей. Они также имеются в поджелудочной железе, причем их волокна, на которых присутствуют рецепторы TRPV1, густо оплетают β-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин.

Ученые продемонстрировали, что активация TRPV1 запускает каскад реакций, в результате которого нейрон выделяет в межклеточное пространство вблизи β-клеток пептид CGRP, тормозящий секрецию инсулина. С возрастом выработка CGRP существенно возрастает. Нарушение любого из звеньев этого процесса, в том числе отсутствие TRPV1, а также медикаментозная блокировка CGRP, приводили к восстановлению выработки инсулина у животных и одновременно – к удлинению их жизни и нормализации обмена веществ даже в пожилом возрасте. Все эти наблюдения позволяют объяснить многочисленные «омолаживающие» эффекты отключения TRPV1. Разнообразные методы воздействия на данный рецептор могут найти применение не только в обезболивании, но также и в регуляции обмена веществ и коррекции возрастных изменений в организме, считают авторы публикации.

Прокомментировать результаты исследования мы попросили академика РАН, декана факультета биоинформатики и бионженерии МГУ им. Ломоносова, д.б.н. Владимира Петровича Скулачева:

«Я считаю эту работу еще одним подтверждением теории запрограммированного старения. Авторам удалось продлить жизнь животных, удалив всего один ген. Кодируемый им рецептор, TRPV1, работает в определенных нейронах, позволяя организму улавливать такие сигналы, как боль и некоторые простые вещества. В ответ на них происходят изменения, которые ведут к снижению выработки инсулина и возрастным нарушениям обмена веществ. То есть, раскрыт механизм, отвечающий за один из аспектов старческой деградации.

Если считать старение программой, направленной на ускорение эволюции (индивиды, оставившие потомство, должны уступить место новым поколениям), то получается следующая картина. Организм посредством различных рецепторов отслеживает целый набор биологических параметров – это наличие и состав пиши, температура, физическая нагрузка и другие, многие из которых нам неизвестны. Так он определяет, может ли он себе позволить такую роскошь, как старение. И если нет — процесс старения индивида может замедляться. Наша задача выяснить, какие именно сигналы «чувствует» эта система и попытаться обмануть ее, отключить программу старения.

Любопытно, что вещество SkQ1, созданное в рамках нашего научного проекта для направленного антиоксидантного действия на митохондрии, в лабораторных исследованиях продемонстрировало способность защищать ткани животных от поражения, вызванного недостатком инсулина. То есть достаточно хорошо изученное геропротекторное действие SkQ1 отчасти может быть объяснено противодействием механизму, открытому группой Диллина в этой работе».

Одним из естественных регуляторов процессов старения у млекопитающих может быть рецептор, отвечающий за болевую чувствительность. К таким выводам пришли сотрудники Калифорнийского университета в Беркли под руководством Эндрю Диллина (Andrew Dillin), работа которых опубликована в журнале Cell.

Авторы исследования показали, что отключение гена рецептора TRPV1, расположенного на окончаниях определенной группы чувствительных нейронов (нейронов ганглиев дорсальных корешков, DRG), приводит к существенному (на 12-16%) увеличению продолжительности жизни лабораторных мышей, а также к улучшению целого ряда показателей метаболизма и общего уровня активности у животных в пожилом возрасте.

В отличие от обычных мышей, у грызунов, лишенных гена TRPV1, с возрастом практически не снижался уровень поглощения кислорода и физической активности, они сохраняли пространственную память и координацию движений, у них не наблюдалось характерного для стареющих животных исчезновения циркадного ритма. При этом у них был значительно снижен риск развития целого ряда онкологических заболеваний, частота которых увеличивается с возрастом.

Нейроны DRG отвечают за чувствительность к высокой температуре и болевые стимулы и располагаются в слизистых рта и носа, суставах, в головном мозге и ряде других тканей. Они также имеются в поджелудочной железе, причем их волокна, на которых присутствуют рецепторы TRPV1, густо оплетают β-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин.

Ученые продемонстрировали, что активация TRPV1 запускает каскад реакций, в результате которого нейрон выделяет в межклеточное пространство вблизи β-клеток пептид CGRP, тормозящий секрецию инсулина. С возрастом выработка CGRP существенно возрастает. Нарушение любого из звеньев этого процесса, в том числе отсутствие TRPV1, а также медикаментозная блокировка CGRP, приводили к восстановлению выработки инсулина у животных и одновременно – к удлинению их жизни и нормализации обмена веществ даже в пожилом возрасте. Все эти наблюдения позволяют объяснить многочисленные «омолаживающие» эффекты отключения TRPV1. Разнообразные методы воздействия на данный рецептор могут найти применение не только в обезболивании, но также и в регуляции обмена веществ и коррекции возрастных изменений в организме, считают авторы публикации.

Прокомментировать результаты исследования мы попросили академика РАН, декана факультета биоинформатики и бионженерии МГУ им. Ломоносова, д.б.н. Владимира Петровича Скулачева:

«Я считаю эту работу еще одним подтверждением теории запрограммированного старения. Авторам удалось продлить жизнь животных, удалив всего один ген. Кодируемый им рецептор, TRPV1, работает в определенных нейронах, позволяя организму улавливать такие сигналы, как боль и некоторые простые вещества. В ответ на них происходят изменения, которые ведут к снижению выработки инсулина и возрастным нарушениям обмена веществ. То есть, раскрыт механизм, отвечающий за один из аспектов старческой деградации.

Если считать старение программой, направленной на ускорение эволюции (индивиды, оставившие потомство, должны уступить место новым поколениям), то получается следующая картина. Организм посредством различных рецепторов отслеживает целый набор биологических параметров – это наличие и состав пиши, температура, физическая нагрузка и другие, многие из которых нам неизвестны. Так он определяет, может ли он себе позволить такую роскошь, как старение. И если нет — процесс старения индивида может замедляться. Наша задача выяснить, какие именно сигналы «чувствует» эта система и попытаться обмануть ее, отключить программу старения.

Любопытно, что вещество SkQ1, созданное в рамках нашего научного проекта для направленного антиоксидантного действия на митохондрии, в лабораторных исследованиях продемонстрировало способность защищать ткани животных от поражения, вызванного недостатком инсулина. То есть достаточно хорошо изученное геропротекторное действие SkQ1 отчасти может быть объяснено противодействием механизму, открытому группой Диллина в этой работе».