В недавнем исследовании, посвященном изучению взаимосвязи процессов физиологического старения с хронобиологией внутриклеточного метаболизма, выявлено, что низкокалорийный рацион питания может проявлять антиэйдж-эффект, способствуя поддержанию должного энергетического обмена. По результатам эксперимента, проведенного на лабораторных животных, авторам удалось описать изменения в функционировании циркадных ритмов, отражающих динамику физиологического старения. Основным тезисом работы представлено положение о том, что схема циркадных ритмов организма, прямо и непосредственно отражающая особенности биологического старения, обусловлена степенью эффективности внутриклеточного энергетического метаболизма. Статья опубликована в издании «Cell» 10 августа 2017 г.
В ходе работы ученые под руководством Паоло Сассоне-Корси (Paolo Sassone-Corsi), директора Центра эпигенетики и метаболизма при Калифорнийском университете в Ирвайне (Center for Epigenetics & Metabolism at the University of California, Irvine), США, проводили повторные исследования (с интервалом в 6 мес и 18 мес) морфофункциональных особенностей тканей печени, поскольку именно функционирование гепатоцитов отражает характер поступления питательных веществ и энергораспределения в организме, тогда как энергетический метаболизм, в свою очередь, контролируется индивидуальными циркадными ритмами. В результате наблюдений за лабораторными мышами выявлено, что суточный цикл метаболической системы пожилых животных сохранялся на прежнем уровне, однако при этом отмечали значимые изменения в функционировании циркадианного механизма, контролирующего генетическую экспрессию в зависимости от уровня внутриклеточного энергопотребления. Объясняя принципы функционирования изучаемых систем, П. Сассоне-Корси отметил, что описанный механизм циркадной регуляции энергообмена подвергается значимым негативным изменениям с возрастом, тогда как у молодых животных их нормальное функционирование составляет основу эффективной жизнедеятельности. Тем не менее в группе пожилых животных, которым в течение 6 мес предоставляли низкокалорийный рацион (на 30% ниже относительно контрольной группы), выявлено, что внутриклеточный обмен энергии оставался на прежнем уровне. Таким образом, ученые пришли к заключению о том, что снижение калорийности диеты прямо взаимосвязано с ретардацией процесса биологического старения на уровне функционирования циркадных ритмов организма. С учетом этого положение о взаимозависимости между характером циркадных ритмов и особенностями физиологического старения может быть рассмотрено в новом контексте.
П. Сассоне-Корси и его коллеги впервые показали связь циркадного ритма с обменом веществ около 10 лет назад, идентифицируя метаболические пути, контролируемые циркадным ферментным белком SIRT1. SIRT1 определяет уровни энергии в клетках, и активность данного энзима модулируется количеством нутриентов, потребляемых клеткой. Кроме того, указанный фермент участвует в каскаде реакций, защищающих клеточные структуры от окислительных и радиационно-индуцированных влияний. Функционирование SIRT1 также связывают с развитием воспаления и физиологического старения организма.
Подводя итоги нынешней работы, авторы выразили надежду на то, что результаты проведенного исследования позволят расширить представление о внутриклеточных и молекулярных механизмах, лежащих в основе процесса биологического старения, раскрывая новые направления антиэйдж-технологий в фармакологической перспективе.
- Solanas G., Peixoto F.O., Perdiguero E. et al. (2017) Aged stem cells reprogram their daily rhythmic functions to adapt to stress. Cell, 170(4): 678–692.
- University of California (2017) Link between biological clock and aging revealed. Sci. Bul., Aug. 16 (http://sciencebulletin.org/archives/15251.html).
Наталья Савельева-Кулик
