Ученые выяснили, как кости могут замедлять старение организма

Исследователи из Южного медицинского университета в Гуанчжоу изучали остеоциты — клетки костной ткани, которые реагируют на механическую нагрузку. Они помогают костям адаптироваться к физической активности с помощью особого чувствительного к давлению белкового канала PIEZO1.

Оказалось, что с возрастом количество этого канала в костях мышей и людей снижается. Когда ученые искусственно подавили его работу у взрослых мышей, признаки старения начали быстрее проявляться не только в скелете, но и в мозге, печени и мышцах. Средняя продолжительность жизни животных сократилась примерно на 11% у самок и на 13% у самцов.

Это заставило исследователей задуматься, может ли механическая нагрузка на кости, например во время физических упражнений, замедлять возрастные изменения.

Для проверки гипотезы ученые использовали специальное устройство, которое ритмично оказывало небольшое давление на кости голени животных. Эксперимент начался, когда мышам исполнилось 20 месяцев — для них это уже довольно пожилой возраст.

В результате продолжительность жизни подопытных животных увеличилась в среднем на 9,4%, или примерно на 80 дней.

Кроме того, у мышей улучшились координация движений, физическая сила и результаты тестов на память. Исследователи также отметили улучшение регуляции уровня сахара в крови и состояния костной ткани.

В нескольких органах снизились показатели воспаления и клеточного старения. Изменения затронули и иммунную систему: ее состояние стало больше напоминать показатели молодых животных. В частности, преобразования произошли в тканях костного мозга, отвечающих за производство клеток крови.

Чтобы выяснить, как именно механическое воздействие на кости влияет на другие органы, ученые провели дополнительный эксперимент. Они перелили плазму крови мышей, получавших воздействие, другим пожилым животным. У последних тоже наблюдались положительные изменения. Это позволило предположить, что эффект связан с веществами, которые циркулируют в крови и передают сигналы между тканями.

Одним из наиболее перспективных кандидатов оказался PEDF — фактор пигментного эпителия, полученный из белка, который обладает защитными свойствами для разных тканей организма.

После механического воздействия на кости концентрация PEDF в крови мышей увеличилась. Когда исследователи вводили этот белок пожилым животным отдельно, у них также уменьшались некоторые признаки старения и улучшались физические и когнитивные показатели.

Таким образом, кости могут выполнять роль своеобразной химической фабрики: реагировать на физическую нагрузку и выделять вещества, которые потенциально защищают другие органы.

Результаты исследования дополняют другие научные работы о связи мышечной активности и замедления старения. Ранее ученые обнаружили, что даже небольшие имплантаты из сокращающейся мышечной ткани способны улучшать обмен веществ, плотность костей и другие показатели здоровья у мышей.

Вместе эти исследования показывают, что мышцы и кости не просто обеспечивают движение. Они также участвуют в выработке биологически активных веществ, которые влияют на работу всего организма.

В перспективе понимание этих механизмов может помочь людям, которые из-за заболеваний или ограниченной подвижности не могут полноценно заниматься спортом.

Кроме того, ученые пока не доказали, что именно белок PEDF отвечает за все положительные изменения. В процессе могут участвовать и другие белки, иммунные механизмы и сигнальные пути.

Также важно понимать, что воздействие на кости не заменяет полноценную физическую активность. Прогулки, плавание и силовые тренировки оказывают комплексное влияние на организм, которое невозможно воспроизвести с помощью одного механического воздействия.

Тем не менее исследование дает еще один аргумент в пользу регулярной физической активности с возрастом. Мышцы обычно получают основное внимание, когда речь заходит о тренировках, но, возможно, именно кости заслуживают не меньшей похвалы за их пользу для здоровья и долголетия.