Почему мы умираем (4)
Продолжаем знакомиться с книжкой Венки Рамакришнана.
Все части выложены в серии.
Меньше жрать – дольше жить?
Многие религии подчёркивают добродетель умеренности. В том числе в еде. Вот и учёным удалось продемонстрировать, что мыши на диете со сниженными калориями проживают чуть ли не в полтора раза дольше, чем обычно. Но люди – не мыши. В 2009 году опубликовали результаты исследования макак, они указывали на благотворность снижения калорийности еды. Однако и эти результаты оспорили. Выяснилось, что если животное уже на здоровой диете и не имеет ожирения, дальнейшие ограничения калорий не принесут ему пользы.
Также можно часто услышать о пользе постов, например по системе 5:2, когда два дня в неделю предполагается не есть больше 600 калорий. Ещё можно вспомнить о важности здорового сна. Бессонница старит, а именно повышает риск возрастных заболеваний, включая Альцгеймера и рак. Но высыпаться – хотя бы доставляет удовольствие. А вот когда постишься – неизбежно хочется жрать. И это проблема. Биг Фарма с удовольствием бы придумала такую пилюлю, которая бы позволила не отказываться от любимой печеньки. Но для этого следует сначала разобраться, что происходит с нашим обменом веществ во время голодания.
Автор начинает свой рассказ с исследований фирмы Ayerst. В 1964 году в поисках природных антибиотиков они пытались узнать, почему жители острова Пасхи не болеют столбняком, несмотря на то, что всё время ходят босиком. Они обнаружили в тамошней почве бактерию Streptomyces hygroscopicus, которая выделяла вещества, замедляющие рост грибов. Активный компонент назвали рапамицином, ведь аборигены называют свой остров Рапа Нуи. Позднее выяснилось, что это вещество является хорошим иммунодепрессантом и эффективно против твёрдых опухолей, бороться с которыми особенно сложно. Правда, никто не мог понять механизм его действия. И долго бы ещё не понимали, если бы в швейцарском городе Базеле не сошлись два американца и один индус: Джо Хейтман, Майкл Холл и Рао Мовва. Работая с дрожжами, они открыли белок, на который нацелен рапамицин. Они назвали его TOR (target of rapamycin). Уже потом американские команды исследователей нашли полный аналог у млекопитающих, mTOR.
Холл понял, что TOR контролирует рост клетки путём активации синтеза белков в клетке, когда есть, чем питаться. Добавь рапамицина – и клетка станет голодать даже при наличии питания. Как и автомобиль, клетка не зафурычит, если не нажмёшь на газ, даже с полным баком. Это открытие оказалось покруче объяснения иммунодепрессантности рапамицина! TOR быстро превратился в один из популярнейших предметов для исследования.
Одной из важных его функций является то, что он подавляет аутофагию при наличии питания и отсутствии стресса. Из этого следует, что для включения её не обязательно голодать. Достаточно просто принять рапамицин. И действительно: даже короткий курс улучшает здоровье и продолжительность жизни у мышей. И, несмотря на то, что он иммунодепрессант, даже улучшает некоторые аспекты иммунного ответа. Некоторые учёные были настолько впечатлены, что сами стали тайком пытаться омолодиться новым средством. Автор же предупреждает, что человек – не лабораторная мышь. У него своё окружение, переполненное патогенами.
Но почему рапамицин, закрывая одну из важнейших магистралей клетки, может приносить пользу? Майкл Холл вместе с Михаилом Благосклонным предложили объяснение этого парадокса: в молодости, когда тело должно развиваться, TOR выполняет важную функцию, способствуя росту клетки. Потом же он просто не может отключиться, даже тогда, когда рост уже будет не на пользу.
Известно, что долгожительство наследуется. Данные, полученные после изучения 2700 датских близнецов, дают основания утверждать, что степень влияния генетических различий на продолжительность жизни составляет всего лишь 25%. При том, что это – результат действия большой группы генов.
Но крошечная нематода под названием Caenorhabditis elegans опровергла этот вывод. В науку её ввёл кембриджский профессор Сидней Бреннер. Выбрал её он потому, что она является удобным для исследования организмом. Один из его коллег Джон Салстон отследил генезис всех 900 клеток червя и с удивлением обнаружил, что некоторые из них запрограммированы погибнуть на определённой стадии развития. Кроме этого, нематоды могут впадать в оцепенение, называемое немецким словом «дауэр», и оставаться в этом состоянии в живых не пару недель, как обычно, а до двух месяцев, пока снова не найдётся еда.
А вы хотели бы жить до 300 лет? То-то. Томас Джонсон принялся выводить червей-мутантов, у которых продолжительность жизни колебалась между 10 и 31 днями. Что ж это, если не гены? Но нематода – простой организм. Ей хватает одного гена, который Джонсон назвал age-1. Ему долго не верили, пока не нашли ещё один подобный ген. Его назвали daf-2.
Нащупать ген – хорошо. Но ещё лучше было бы выяснить механизм его действия. Это было непростой задачей, которая стала поддаваться после секвенирования daf-2. Он кодирует рецептор, реагирующий на инсулиноподобный гормон роста IGF-1. Этот рецептор запускает целую цепь событий, которая заканчивается подавлением транскрипционного фактора daf-16. Фактор этот включает большое количество генов, которые помогают червю выжить в состоянии дауэра и продлевают жизнь.
Возможное влияние гормонов роста на продолжительность жизни может объяснить тот парадокс, что, несмотря на то, что более крупные животные живут дольше мелких в силу замедленного обмена веществ, в пределах вида дольше живут более мелкие особи.
Кто-то может сказать, что мало жить долго, нужно ещё жить хорошо. Но эти нематоды в дауэре не только живут дольше, они и выглядят и действуют не по годам свежо. Сильная связь между IGF-1 и продолжительностью жизни обнаружена не только у червей, но и у других животных. Рецептор этот есть и у мух, и у мышей, и у нас, причём у нас с мышами есть два гена, его кодирующих, один от отца и один от матери. Выбивание одного из этой пары удлиняет жизнь мыши без видимых последствий для здоровья.
Но, как уже сказано выше, люди – не мыши. С людьми нужно быть осторожными, ведь биохимия клетки - чёткий выверенный процесс, вмешательство в который может навлечь нехорошие последствия. Низкий уровень IGF-1 усиливает секрецию гормона роста, который действует много на что, в том числе выпускает жир из жировых клеток. А это уже риск диабета. Именно поэтому интерес учёных обращён сейчас на метморфин, который является лекарством против диабета. Механизм его действия сложен и не до конца ясен, но тем не менее: он продлевает жизнь и улучшает состояние здоровья. На ком проверили? На мышах, конечно! Однако результаты ранних исследований оспорили, вопрос остаётся достаточно тёмным.
Тем не менее, научное свидетельство пользы умеренности в еде можно сказать, что получено. Осталось рассказать о третьем семействе генов старения, которое было открыто профессором MIT Леонардом Гуаренте. Его команда показала, что ген под названием Sir2 влияет на продолжительность жизни дрожжей, и делает это, увеличивая число раз, которые может делиться материнская клетка до её истощения. Добавим этого гена червю или мухе – и они также проживут дольше. И да, этот ген есть и у человека тоже. Sir2 оказался способным на удаление ацетиловых групп с хроматина, что приводит к снижению активности вблизи к концам хромосомы и влияет на время жизни. Что интересно: когда клетка голодает, Sir2 не активируется, поскольку ему недостаёт фермента NAD. Мутация этого гена снижает пользу голодания у мух и дрожжей, а у червей этот ген работает в присутствии фактора daf-16, с которым мы познакомились во время рассказа о гормоне роста IGF-1. Вот так кусочки пазла стали складываться в единую картину.
Публикация результатов Гуаренте породила большой энтузиазм геронтологов. Многие кинулись искать положительное влияние сиртуина (семейства генов Sir2) на здоровье человека. Пошли расти стартапы. Один из энтузиастов, австралийский биолог Дэвид Синклер, обнаружил, что сиртуин стимулируется ресвератролом из красного вина. Ничего, что для должного эффекта нужно выпить тысячу бутылок, хайп ведь сам себя не сорвёт! Однако адвокатам сиртуина пришлось выслушать много критики в свой адрес, из которой следовало, что в этом деле ещё слишком много белых пятен. Но это не помешало фармагиганту GlaxoSmithKline приобрести компанию Синклера Sitris Pharmaceuticals за гигантскую сумму в 720 миллионов долларов. И это в 2008 году! Несмотря на поутихший оптимизм, Синклер по-прежнему топит за ресвератрол. Но тот факт, что первооткрыватели из лаборатории Гуаренте отошли от этой темы, говорит сам за себя.
Вне зависимости от взлётов и падений к сиртуину, серьёзный интерес остаётся к самому ферменту NAD, который играет важную роль в клеточном обмене веществ. Тело производит его при помощи витамина B3. Снижение его уровня с возрастом влияет и на мозг, и на другие важные функции. Как вы уже наверное догадались, на деле продажи прекурсоров NAD уже делается солидный многомиллионный бизнес. В то время как эксперты говорят, что они не продлевают жизнь, хоть и приносят пользу при, например, заживлении ран. Что ж, желание наживы на стремлении жить долго – вещь далеко не новая в этом мире.
Нематода C.elegans уже послужила человечеству, предоставив материал для прояснения работы нервной системы, хоть и имеет всего 302 нейрона. Я рассказывал об этом в обзоре книжки Макса Беннетта. Теперь она помогла обнаружить ген старения. Очень полезный червь оказался, надо сказать! Похоже, мы не так уж далеко ушли от него в своём развитии.




















