Холод помогает бороться со старением и увеличивает продолжительность жизни
Жизнь в тепле короче, но с этим можно бороться
Ученые давно знают, что многие животные живут дольше в более холодном климате, чем в более теплом. Исследование червей-нематод C. elegans, проведенное под руководством ученых из Университета штата Вашингтон показало, что это явление связано с белком, обнаруженным в нервной системе, который контролирует экспрессию коллагенов, основного строительного материала кожи, костей и соединительной ткани у многих животных.
Поскольку белок C. elegans похож на рецепторные белки нервной системы, обнаруженные у других видов, включая человека, это открытие потенциально приближает ученых к разработке методов управления экспрессией коллагена для замедления старения человека и увеличения продолжительности жизни.
«Основываясь на исследованиях на животных, ученые предполагают, что продолжительность жизни человека в будущем сократится, поскольку изменение климата приводит к повышению температуры окружающей среды», — говорит старший автор исследования Йийонг (Бен) Лю. - «Но мы обнаружили, что повышенная температура, ведущая к сокращению жизни, — это не пассивный термодинамический процесс, как считалось ранее, а регулируемый процесс, контролируемый нервной системой. Наши выводы означают, что в будущем, возможно, удастся вмешаться в этот процесс, чтобы увеличить продолжительность жизни человека при повышении температуры».
Коварный белок
Исследователи изучили белок нервной системы, известный как NPR-8, в почвенном черве Caenorhabditis elegans (C. elegans), модельном организме, широко используемом в исследованиях старения. В ходе исследования они заметили, что у мутантных червей, лишенных NPR-8, по мере старения уменьшается количество морщин на коже.
Ученые также сделали неожиданное открытие: мутантные черви, содержавшиеся при теплой температуре 25 C, увеличивали экспрессию коллагена и жили дольше, чем черви дикого типа, чего не происходило, когда червей содержали при 20 C. Чтобы определить, может ли нейронная регуляция коллагенов играть роль в старении и долголетии, ученые провели ряд дополнительных экспериментов и анализов.
«Мы увидели, что отсутствие NPR-8 привело к увеличению экспрессии коллагена, что увеличило продолжительность их жизни. Они выглядят моложе червей дикого типа того же биологического возраста», — говорит соавтор исследования Дурай Селлегундер.
В одном из экспериментов исследователи вновь ввели NPR-8 мутантным червям, которых содержали при температуре 25 С, и увидели, что в результате кожа червей из гладкой превратилась в морщинистую и значительно сократилась продолжительность жизни животных. Затем они показали, что увеличенная продолжительность жизни мутантных червей сохраняется и в условиях теплового стресса: мутантные черви выживали значительно дольше, чем черви дикого типа, когда их переносили в среду с температурой 35 C.
Скорость жизни
Феномен сокращения продолжительности жизни под воздействием тепла традиционно объясняется теорией скорости жизни, которая предполагает, что тепло ускоряет метаболизм организма, заставляя его быстрее расходовать ограниченный запас энергии. Хотя исследователи все же нашли ограниченное количество доказательств, подтверждающих эту идею, новые результаты указывают и на то, что нервная система также играет активную роль в этом процессе.
Учитывая предыдущие результаты, показавшие, что черви, лишенные NPR-8, более устойчивы к инфекциям и окислительному стрессу, в новой работе исследователи полагают, что контролируемое белком NPR-8 увеличение экспрессии коллагена повышает устойчивость животных к стрессовым условиям, таким как чрезмерное тепло. Следующим шагом исследователей станет более глубокое изучение механизмов, лежащих в основе того, как повышенная выработка коллагена повышает устойчивость к стрессу.