(Medical Xpress) – За последнее десятилетие биолог из Массачусетского технологического института Леонард Гуаренте и другие показали, что очень низкокалорийные диеты вызывают комплексную физиологическую реакцию, которая способствует выживанию, и все это регулируется набором белков, называемых сиртуинами.
В новой статье, опубликованной в декабре в Cell. 8, Гуаренте и его коллеги показали, что сиртуины, вероятно, также играют ключевую роль в психологической реакции на ограничение питания. Когда в мозге повышается уровень сиртуинов, как это происходит при сокращении приема пищи, мыши становятся намного более тревожными. Кроме того, в двух крупных генетических исследованиях людей команда обнаружила, что мутации, которые увеличивают производство сиртуинов, обычно связаны с более высокими показателями тревожности и панического расстройства.
Исследователи считают, что это беспокойство может быть эволюционной адаптацией, которая заставляет животных ?? включая людей ?? более осторожен в стрессовых условиях, когда приходится собирать более широкий корм в поисках скудной пищи.
?? Это имеет смысл, потому что эффекты поведения будут такими же адаптивными и отобранными эволюцией, как физиологические эффекты. Я не думаю, что это удивительно, что поведение действительно подпадает под действие естественного отбора, говорит Гуаренте, профессор биологии Novartis Массачусетского технологического института.
Исследования показывают, что тревогу потенциально можно лечить с помощью лекарств, подавляющих сиртуины. С другой стороны, это также требует осторожности при лечении пациентов препаратами, активирующими сиртуины, некоторые из которых в настоящее время проходят клинические испытания для лечения метаболических заболеваний, включая диабет. Эти препараты не могут попасть в мозг, но некоторые исследователи изучают возможность использования ингибиторов сиртуина для лечения неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера. Если бы такие лекарства были разработаны и одобрены, врачам, возможно, придется учитывать беспокойство как возможный побочный эффект.
Большинство экспериментальных исследований было выполнено в лаборатории Гуаренте в Массачусетском технологическом институте, в то время как генетические исследования были выполнены в основном сотрудниками из Университета Содружества Вирджинии и Университета Лозанны в Швейцарии. Ведущий автор статьи – Сергей Либерт, постдок лаборатории Гуаренте.
Около 20 лет назад Гуаренте был первым, кто обнаружил, что сиртуины продлевают продолжительность жизни дрожжей; с тех пор было показано, что они оказывают аналогичное действие на червей, мышей и других животных. Сиртуины, которые обычно включаются в ответ на стрессы, такие как голод или воспаление, координируют различные гормональные сети, регуляторные белки и другие гены, в результате чего клетки остаются живыми и здоровыми.
«Мы всегда задавались вопросом, может ли существовать психологический компонент, связанный с этим?» Guarente говорит.
В новом исследовании Cell Гуаренте и его коллеги исследовали две группы мышей: у некоторых был повышенный уровень белка сиртуина в мозгу, а у некоторых его не было. Чтобы проверить психологические последствия этих изменений, мышей поместили на круглую приподнятую платформу с двумя квадрантами, защищенными стеной, и двумя незащищенными квадрантами. «Нормальные мыши будут проводить значительное количество времени, рискуя выйти в незащищенную область, а очень тревожные мыши, как правило, остаются в защищенной области», Guarente говорит.
Исследователи обнаружили, что мыши с аномально высоким уровнем сиртуина проводили гораздо больше времени ближе к стенам, предполагая, что они были более тревожными. Но мыши, лишенные сиртуинового белка, были куда более рискованными.
Затем команда исследовала клеточный механизм, лежащий в основе этого явления, и обнаружила, что сиртуины помогают контролировать уровень нейромедиатора серотонина, который, как давно известно, имеет решающее значение для регуляции настроения. «Мы были очень удивлены, увидев это, но это также позволило нам относительно легко выяснить механизм, с помощью которого сиртуины регулируют настроение», Guarente говорит.
Низкий уровень серотонина обычно вызывает беспокойство и депрессию. Исследователи обнаружили, что сиртуины снижают уровень серотонина, активируя монаминоксидазу, или МАО, фермент, расщепляющий серотонин. (МАО является мишенью многих антидепрессантов, известных как ингибиторы МАО.)
Исследователи также проверили мышей на депрессию и обнаружили эффекты, похожие на тревогу, но у мышей показатели депрессии не так надежны, поэтому их немного сложнее оценить, Guarente говорит.
Затем лаборатория Гуаренте объединилась с исследователями из Лозаннского университета, которые выявили мутации в гене SIRT1 у людей, связанные с тревогой, паническим расстройством и социальной фобией. Обе группы исследовали молекулярные последствия некоторых из этих мутаций SIRT1 и обнаружили, что они приводят к гиперактивности сиртуина. Другая группа сотрудников из Университета Содружества Вирджинии обнаружила сильную корреляцию между одной из этих мутаций SIRT1 и риском панического расстройства.
Это говорит о том, что люди, соблюдающие низкокалорийные диеты, также могут испытывать большее беспокойство, потому что их мозг будет производить больше сиртуинов. Однако Гуаренте говорит, что ему неизвестны исследования, которые бы исследовали это.
Недавние исследования показали, что активаторы сиртуина могут оказаться полезными при лечении неврологических расстройств, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Чтобы лечить эти заболевания, эти лекарства должны быть способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, который не дает большинству молекул, циркулирующих в кровотоке, попадать в мозг. Такие препараты могут вызывать беспокойство как побочный эффект, но их все же стоит использовать, говорит Гуаренте.
?? Мы хотим узнать как можно больше о биологии сиртуинов, чтобы сообщить об использовании сиртуинов для лечения заболеваний. Чем больше мы знаем о биологии, тем лучше мы будем знать, как использовать лекарства, как их дозировать и как предвидеть любые возможные побочные эффекты, он говорит. Я думаю, что большинство людей были бы готовы променять лекарство от изнурительного заболевания, такого как болезнь Альцгеймера, на усиление беспокойства, которое можно было бы лечить вторично с помощью селективного ингибитора обратного захвата серотонина, такого как прозак.??