Согласно исследованию, представленному на конференции Американского физиологического общества, сравнительная физиология, 2006 г., теория о том, что животные умирают, когда они израсходовали выделенную им в течение всей жизни энергию, приближается к концу своей жизни. Тем не менее, продольное исследование оставляет открытой новую форму теории – что антиоксиданты помогают продлить жизнь, ограничивая ущерб, который окислительный стресс может нанести клеткам.
«Эти результаты присоединяются к растущему количеству доказательств того, что потребление энергии в течение всей жизни само по себе не лежит в основе старения», – писали Лобке Ваанхольт, Серж Даан, Теодор Гарланд-младший. и G. Хенк Виссер в резюме исследования, представленного на выставке «Сравнительная физиология 2006: интеграция разнообразия». Ваанхольт, Даан и Виссер из Университета Гронингена, Нидерланды. Гарланд из Калифорнийского университета в Риверсайде. Конференция состоится окт. 8-11 в Вирджиния-Бич, Вирджиния.
Немного предыстории: одна ранняя теория, теория скорости жизни, утверждала, что у каждого организма есть определенное количество энергии, которую он может расходовать. Как только животное израсходовало такое количество калорий, мрачный жнец оказался на пороге. С годами теория стала намного более сложной, но скорость метаболизма и старение остались взаимосвязанными, объяснил Ваанхольт.
Десятилетия назад физиологи обнаружили, что во время метаболизма кислород (O2) может расщепляться на отдельные атомы кислорода, известные как свободные радикалы. Эти чужеродные атомы кислорода могут оставаться сами по себе или объединяться с атомами водорода с образованием активных форм кислорода (АФК), которые наносят ущерб ферментам и белкам и отрицательно влияют на функцию клеток. Современная теория утверждает, что чем быстрее метаболизм, тем больше вырабатывается АФК.
Расход энергии не главное
В этом исследовании исследователи разделили мышей на три группы по 100 мышей в каждой. Две группы были мышами-бегунами, то есть мышами, которые любили бегать на ходовых колесах, помещенных в их клетки. Одна группа мышей-бегунов имела доступ к беговым колесам, а вторая группа мышей-бегунов не имела доступа. Третью группу составили обычные лабораторные мыши с беговым колесом.
Команда Ваанхолта наблюдала за 60 мышами из каждой из трех групп на протяжении всей их естественной жизни, почти три года. Они измеряли активность при беге на колесах и периодически измеряли массу тела.
Они нашли:
• Мыши-бегуны, у которых был доступ к колесу, тратили на 25% больше энергии в течение своей жизни по сравнению как с группой бегунов, у которых не было колеса, так и с обычными мышами
• Обе группы мышей, выведенных для бега, одна группа с колесом, а другая без него, жили примерно на 90 дней меньше, чем обычные мыши
• Обычные (не бегающие) мыши прожили дольше всех, 826 дней, по сравнению с бегунами с колесом, 735 дней, и бегунами без колеса, 725 дней
Теория скорости жизни предсказывала, что бегущая группа, которая израсходовала больше энергии, умрет раньше, чем две группы, которые этого не сделали, сказал Ваанхольт. Это был не тот случай. Между двумя группами бегунов не было разницы в продолжительности жизни, хотя одна из них тратила больше энергии.
Кроме того, теория скорости жизни предсказывала бы, что мыши-бегуны без колеса и нормальные мыши будут проживать примерно одинаковую продолжительность жизни, потому что между ними не было разницы в расходе энергии. Это был не тот случай. Мыши-бегуны без колеса умерли раньше.
«Следовательно, меньшая продолжительность жизни не может быть объяснена различием в метаболизме», – заключил Ваанхольт. «Должно быть что-то еще, что заставляет этих животных стареть и умирать.”
Больше активности = более высокий метаболизм = больше антиоксидантов?
Во второй части эксперимента участвовали оставшиеся 40 мышей в каждой из трех групп. Исследователи периодически использовали мышей из этих трех групп для определения расхода энергии, состава тела, уровней антиоксидантных ферментов и синтеза белка в тканях сердца и печени. Исследователи выбрали мышей в возрасте двух, 10, 18 и 26 месяцев для этого анализа.
Поскольку группа мышей-бегунов, которые тратили больше энергии, жила столько же, сколько и группа бегунов, которая была менее активна, исследователи проверили, есть ли разница в выработке антиоксидантов между двумя группами. Поскольку скорость метаболизма повышается с уровнем активности, а окислительный стресс повышается с увеличением скорости метаболизма, возможно, мыши-бегуны, которые тратили больше энергии, также производили больше антиоксидантов, что является защитой организма от окислительного стресса, сказал Ваанхольт.
Однако исследование не обнаружило разницы в уровнях антиоксидантов между группами, по крайней мере, в сердце и печени, независимо от расхода энергии. «Мы ожидали появления дополнительных антиоксидантов среди группы мышей, которые потребляли на 25% больше энергии, но этого не произошло», – сказал Ваанхольт.
«Мы можем сделать вывод, что наличие бегового колеса привело к увеличению суточного расхода энергии без изменения продолжительности жизни или активности антиоксидантных ферментов в сердце и печени», – пояснил Ваанхольт.
По ее словам, дальнейшие исследования должны изучить, вырабатывают ли ткани в других частях тела дополнительные антиоксиданты, чтобы помочь справиться с повышенным окислительным стрессом, вызванным повышенной активностью и скоростью метаболизма. Кроме того, в будущих исследованиях можно будет выяснить, работают ли другие механизмы, в том числе, связан ли уровень активности со скоростью репарации ДНК.
Источник: Американское физиологическое общество