Благодаря успехам в области здравоохранения в течение следующих 40 лет ожидается заметное увеличение продолжительности жизни людей, особенно в развитых странах. Однако, если учесть показатель нетрудоспособности в гериатрических группах населения, ожидаемое изменение чревато сопутствующим повсеместным ростом расходов на здравоохранение в непредсказуемом масштабе. В связи с этим назрела необходимость разработки стратегии увеличения числа здоровых лет жизни, в течение которых человек остается свободным от возрастных недугов.
В данное время расширение функциональных возможностей человека в пожилом возрасте принято связывать с отсроченным началом ряда естественных возрастных изменений, таких как саркопения, остеопения и др. В этом контексте любые позитивные изменения, продлевающие молодость организма, способны увеличивать продолжительность жизни. Недавние экспериментальные исследования на животных доказывают, что мутации, способствующие продлению функциональных способностей, проявляющихся сохранением подвижности и устойчивости к бактериальной инфекции в поздний период существования, также продлевают период уязвимости организма, характеризуемый относительной неподвижностью.
В августе 2017 г. журнал «Труды национальной академии наук США» («Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America» — PNAS) опубликовал результаты совместного исследования ученых из США и Канады, посвященное изучению одного из факторов продления молодости — индолов, производимых комменсальной флорой кишечника человека из триптофана. Работа осуществлена при грантовой поддержке Фонда Био-Мерье (Bio-Merieux Foundation, Франция) и Фонда Bloomington Drosophila, Индиана, США.
В настоящее время накоплен значительный объем информации о факторах и механизмах, контролирующих продолжительность жизни, но данных относительно управления параметрами здоровья для долгожителей гораздо меньше, хотя эти процессы очевидно должны быть скоординированы. Закономерно возникает потребность разработки способов укрепления здоровья и расширения его резервов, в то же время не затрагивающих аспекты продолжительности жизни.
Как известно, комменсальный микробиом способствует метаболизму питательных веществ, целостности кишечного эпителиального барьера, повышает иммунитет хозяина и ограничивает колонизацию условно-патогенной флоры. Возрастные изменения в составе микрофлоры кишечника предположительно способствуют ослаблению организма. Наиболее типичный представитель микробиома кишечника человека Escherichia coli производит индол и некоторые из его метаболитов (например индол-3-карбоксальдегид, индол-уксусную кислоту), которые индуцируют гормональную защиту от стрессоров — эффект, опосредованный факторами, контролирующими врожденный иммунитет и продолжительность жизни. У млекопитающих индолы, поступающие с растительной пищей или продуцируемые комменсальной флорой, достигают миллимолярных концентраций в кишечном тракте, а их производные могут быть выявлены по всему организму. Индолы снижают вирулентность патогенных бактерий и воспалительные реакции на воздействие химических факторов. Кроме того, они способны изменять закономерности экспрессии генов у животных на поздних этапах существования, подобно наблюдаемой у молодых особей.
Молодость организма характеризуется способностью к физической активности, репродуктивности и переносимости различных стрессорных факторов окружающей среды с минимальным сопутствующим ущербом и коротким периодом восстановления. Такие заболевания, как ожирение и сахарный диабет, часто связаны с различными нарушениями воспалительного ответа или восприимчивостью к повреждениям, вызванным таким ответом. Поэтому авторами высказано предположение, что изменение диеты или микробиома может способствовать повышению устойчивости к повреждениям и ограничению развития патологии. Индолрегулируемые гены, влияющие на увеличение резервов здоровья, как правило, отличаются от тех, которые связаны с продолжительностью жизни. Представленные в исследовании данные свидетельствуют о том, что индолы дополняют другие характеристики здоровья (такие как подвижность и репродуктивная функция), присущие периоду молодости или режиму здорового старения.
Изначально целью авторского исследования было сравнение защитных эффектов индолов от различных штаммов Escherichia coli, однако недавно появились данные, что подобный эффект выявлен также у других представителей кишечной флоры, включая многие виды Lactobacillus. Производство индолов может быть общим свойством эубактерий и коэволюцией индолпродуцирующих микроорганизмов с животными. В этом, возможно, кроется объяснение того, как индолы координируют ответы на множество стрессоров у совершенно разных животных.
Растения, в частности крестоцветные овощи, такие как капуста и брокколи, также производят индолы (ауксин). Некоторые индолы, например индол-3-карбинол или 3,3’-дииндолилметан, доступны в виде пищевых добавок или растительных экстрактов, хотя не доказано, обладают ли они достаточной биодоступностью. Трансплантация кишечной флоры или пробиотическая терапия известными индолпродуцирующими бактериями дают потенциальные преимущества, однако длительная репопуляция подразумевает наличие свободной биологической ниши. Это, в свою очередь, может потребовать координированного применения антибиотиков, что крайне нежелательно. Очевидным вариантом является повышение уровня потребляемого с пищей триптофана, что позитивно влияет на производство индолов. Данный вариант является вполне перспективной терапевтической стратегией.
Экзогенное введение индолов у животных подтвердило ожидаемый эффект омоложения организма и улучшения многих функций. Эти данные повышают вероятность того, что экзогенное введение биоактивных индолов может компенсировать эффект субоптимального микробиома и необходимость пробиотических или диетических вмешательств. Если взять во внимание, что реактивность организма на отдельные индолы может быть различной, это свойство может быть использовано при подборе продуцентов микробиома, а также в качестве альтернативы для различных уровней защиты в зависимости от стрессора или силы воздействия на различные аспекты здоровья. Таким образом, авторами предложено тестирование комбинаций индолов для поиска наиболее исчерпывающих ответных средств расширения резервов здоровья при продлении жизни.
- Sonowal R., Swimm A., Sahoo A. et al. (2017) Indoles from commensal bacteria extend healthspan. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 114(36): E7506–E7515.
Александр Гузий
