imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Category:

Иван Селиванов Кровавый фонтан юности

Мышиные узы

Легенды о вечной жизни тесно переплетены как с древней, так и с современной мифологией. Фонтан юности, философский камень, а в последнее время популярность вновь набирают вампиры. Реальность же намного более скучна: продолжительность человеческой жизни действительно увеличилась, но не из-за какой-то панацеи, а из-за целого ряда факторов, формировавшихся десятками лет. К ним относятся и изобретение антибиотиков, и доступ к чистой воде, и даже элементарные правила гигиены — врачи до определённого момента не всегда мыли руки перед операциями. Более того, из-за увеличившейся продолжительности жизни мы стали «доживать» до того момента, когда нас сразит что-то более страшное, чем обычный инфаркт.
И тем не менее очевидно, что существуют некие механизмы старения, присущие практически всем живым существам. Одна из теорий объясняет его постепенным накоплением ошибок в генетической информации — мутациям: чем старше особь, тем больше проблем. Авторы другой гипотезы считают, что причина в некоторых генах, нужных в молодом возрасте, но позднее приводящих к старению. Конечно, количество идей не исчерпывается вышеуказанными. К факторам старения относят свободные радикалы, уменьшение активности стволовых клеток и многое другое. Точного ответа пока не знает никто.
Но не все животные стареют одинаково. Так, особый интерес для исследования представляет голый землекоп — маленький крот, обитающий в Восточной Африке.

У крошечных кротов не развиваются онкологические заболевания, кислота и капсаицин (жгучее вещество, содержащееся в перце) не причиняет им боли, даже высокое содержание двуокиси углерода им тоже нипочём. В прошлом году исследователь Горбунова опубликовала статью в журнале Nature о роли гиалуроновой кислоты в механизме образования опухолей у голых землекопов. Это соединение входит в состав соединительной, нервной и других тканей. Кроме того, так как оно частично отвечает и за рост клеток, то оно влияет и на возникновение опухолей. Оказалось, что его молекулярная масса у слепых кротов в пять раз выше, чем у человека и обычных мышей. При увеличении количества фермента, снижающего молекулярную массу гиалуроновой кислоты, стали появляться опухоли. Скорее всего, это соединение обеспечивает высокую эластичность кожи у животных, столь необходимую в узких туннелях. Но наиболее интересным является то, что с определённого момента в организме крота ничего не меняется, и он благополучно доживает до 30 лет — совсем неплохой срок для такого крошечного создания. Такой тип старения называется пренебрежимым. Если у человека смертность по мере его старения растёт практически непрерывно, то у некоторых видов этого не происходит. Неизвестно, связано ли это только с гиалуроновой кислотой или с чем-то ещё. Но пример голого землекопа доказывает, что в природе существует механизм, позволяющий не стариться до самой смерти.

150 лет назад была издана работа Expériences et Considérations Sur la Greffe Animale. В ней впервые были описаны принципы парабиоза — операции по соединению кровеносных сосудов двух животных…. Первое систематическое исследование было опубликовано в 1972 году. В нём впервые были предоставлены серьёзные доказательства о продлении жизни старшей особи (парабионта) по сравнению с одинокими животными. Впрочем, было неясно, что же … именно активирует стволовые клетки и приводит к регенерации и продлению жизни…
Для того чтобы определить «фактор X», пришлось изучать плазму и сыворотку крови. Был проведён метаболомический анализ 69 аминокислот и аминов, а также липидомический — 142 липидов. Тем не менее на этом уровне существенной разницы между составом крови молодых и старых мышей обнаружить не удалось; понадобился протеомический анализ, использующийся при изучении сложных белковых смесей. При этом было обнаружено 13 определяемых компонентов, явно отличавшихся в юной и старой крови. Наиболее вероятным кандидатом оказался белок GDF11 (growth differentiation factor). Для того чтобы определить его влияние, мышам, не принимавшим участия в парабиозе, была проведена серия внутрибрюшинных инъекций. Эффект сокращения толщины сердечной стенки без соединения мышей оказался статистически значимым. Впрочем, функциональное значение уменьшения толщины стенки не было изучено; лишь проверка того, как изменения непосредственно сказываются на работе организма, могла подтвердить или опровергнуть влияние GDF11.
В мае 2014 года в Science, одном из старейших и престижнейших научных журналов, была опубликована статья с анализом влияния уровня GDF11 на скелетные мышцы у пожилых мышей. Мускулы были повреждены при помощи кардиотоксина или, как и в эксперименте девятилетней давности, с использованием сухого льда. Введение GDF11 было начато за 28 дней до травмирования и продолжалось в течение 7 дней после него. Мышечные волокна у старых мышей восстановились до 92% уровня молодых особей. Однако дальнейшее увеличение периода использования белка до 5 недель не повлияло на процесс восстановления. Хотя GDF11 не вызвал изменений массы тела, мышечной или жировой массы, при помощи электронной микроскопии в морфологии мышечных тканей старых особей были обнаружены существенные изменения. Снизилось число атипичных митохондрий, уменьшилось накопление вакуолей, произошло восстановление межфибриллярной структуры митохондрий. Эти и другие признаки говорят о том, что возможным механизмом восстановления мышц является повышение качества процесса аутофагии (удаления ненужных частей клеток и самих клеток), митофагии (избавления от повреждённых митохондрий), а также образования новых митохондрий.
Более того, оказалось, что эти процессы отражаются на функциональном уровне. Так, у старых мышей увеличилась выносливость: максимальный период физической нагрузки вырос с 35 минут до 57, а уровень глюкозы после 40 минут бега был ниже, что косвенно свидетельствует об улучшении работы митохондрий. Более того, как показало исследование, находящееся в этом же номере Science (причём часть авторов у статей совпадает), GDF11 улучшает состояние мозговой сосудистой системы и положительно влияет на образование новых нервных клеток, и должен считаться «новым молекулярным регулятором старения у млекопитающих с потенциально весьма широкой сферой применения». Хотя испытания проходили на мышах, GDF11 найден в крови человека. Это выгодно отличает его от другого препарата, рапамицина, тоже увеличивающего продолжительность жизни мышей. Кровь таит в себе много тайн: при парабиозе возникают положительные изменения в гиппокампе — части мозга, отвечающей за формирование эмоций и кратковременную память. Более того, хотя определённый белок пока ещё не был выделен, старые мыши стали лучше справляться с заданиями и без операции. Оказалось достаточно переливания плазмы. Простота этого процесса по сравнению с изготовлением фармакологических препаратов открывает путь к безопасным испытаниям на людях. И скоро начнётся исследование эффекта плазмы крови в лечении болезни Альцгеймера — уже у людей. Определённо, выявление роли GDF11 в процессе старения — это самое поразительное открытие года, способное необратимо изменить наши судьбы
.©
Tags: Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments