Холод полезен для здорового старения: он запускает механизм очищения клеток
Холод активирует механизм клеточного очищения, который разрушает вредные белковые скопления, ответственные за различные заболевания, связанные со старением
В последние годы исследования на различных модельных организмах уже показали, что продолжительность жизни значительно увеличивается при понижении температуры тела. Однако как именно это происходит, во многих областях до сих пор остается неясным.
Исследовательская группа Кельнского университета показала один из таких механизмов очищения.
Доктор Дэвид Вильчес с коллегами использовали беспозвоночный модельный организм - нематоду Caenorhabditis elegans, и в другом опыте - культивированные человеческие клетки. Обе модели несли гены двух нейродегенеративных заболеваний, которые обычно возникают в пожилом возрасте: бокового амиотрофического склероза (БАС) и болезни Хантингтона. Оба заболевания характеризуются накоплением разрушительных отложений белка. В обоих модельных организмах холод способствовал удалению белковых комков, тем самым предотвращая агрегацию белков, которая является патологической как при БАС, так и при болезни Хантингтона.
«В совокупности эти результаты показывают, как в ходе эволюции холод сохранил свое влияние на регуляцию протеасом - клеточного механизма, который удаляет поврежденные белки из клетки. Это имеет терапевтическими последствиями для старения и связанных со старением заболеваний», — говорит профессор Вильчес.
Старение является основным фактором риска развития ряда нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением белков, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и БАС.
Ключевым открытием стало то, что активность протеасомы может быть увеличена путем генетической сверхэкспрессии специального клеточного активатора. Таким образом, белки, вызывающие заболевания, могут быть уничтожены даже при нормальной температуре тела 37 градусов Цельсия. Эти результаты могут стать основой терапии связанных со старением заболеваний.
Лечебный холод
Давно известно, что в то время как экстремально низкие температуры могут быть вредны для организмов, умеренное снижение температуры тела может иметь очень положительные последствия. Например, понижение температуры тела продлевает жизнь холоднокровных животных, таких как черви, мухи или рыбы, температура тела которых колеблется в зависимости от температуры окружающей среды. Однако это же явление применимо и к млекопитающим, которые поддерживают температуру своего тела в узком диапазоне, независимо от того, насколько холодно или тепло в окружающей среде. Например, нематода живет гораздо дольше, если ее переместить из стандартной температуры 20 градусов Цельсия в более холодную — 15 градусов Цельсия. А у мышей небольшое снижение температуры тела всего на 0,5 градуса значительно увеличивает продолжительность жизни. Это подтверждает предположение о том, что снижение температуры играет центральную роль в долголетии в животном мире и является хорошо сохранившимся эволюционным механизмом.
Даже у людей была обнаружена корреляция между температурой тела и продолжительностью жизни. Нормальная температура тела человека составляет от 36,5 до 37 градусов Цельсия. В то время как резкое снижение температуры тела ниже 35 градусов приводит к гипотермии, температура тела человека слегка колеблется в течение дня и даже опускается до 36 градусов во время сна. Интересно, что предыдущее исследование показало, что температура тела человека неуклонно снижалась на 0,03 градуса Цельсия за десятилетие со времен промышленной революции, что позволяет предположить возможную связь с постепенным увеличением продолжительности жизни людей за последние 160 лет.