Исследователи из Медицинской школы Маунт-Синай поставили перед собой задачу ответить на вопрос, который много лет ставил перед учеными задачу: каким образом ограничение в питании – и наоборот, чрезмерное потребление – оказывает защитное действие против старения и болезней?
Ответ заключается в исследовании, состоящем из двух частей, проведенном Чарльзом Моббсом, доктором философии, профессором неврологии, гериатрии и паллиативной медицины Медицинской школы Mount Sinai, опубликованном в выпуске журнала Public Library of Science Biology от 17 ноября. Исследование под названием "Роль CBP и SATB-1 в старении, ограничении диеты и передаче инсулиноподобных сигналов," исследует, как диетические ограничения и высококалорийная диета влияют на биохимические реакции.
Доктор. Моббс и его коллеги разгадали молекулярную загадку, чтобы определить, что в пределах определенных параметров низкокалорийная диета замедляет развитие некоторых возрастных состояний, таких как болезнь Альцгеймера, а также процесс старения. Каким образом ограничивается диета – сокращаются ли жиры, белки или углеводы – не имеет значения. "Возможно, дело не в подсчете калорий или исключении определенных питательных веществ," сказал доктор. Моббы, "но как сокращение потребления пищи влияет на метаболизм глюкозы, который способствует окислительному стрессу." Между тем, высококалорийная диета может ускорить развитие возрастных заболеваний за счет окислительного стресса.
Ограничение диеты индуцирует фактор транскрипции, называемый CREB-связывающим белком (CBP), который контролирует активность генов, регулирующих клеточную функцию. Разрабатывая препараты, имитирующие защитные эффекты CBP, обычно вызываемые ограничениями в питании, ученые могут продлить продолжительность жизни и снизить уязвимость к возрастным заболеваниям.
"Мы обнаружили, что CBP предсказывает продолжительность жизни и составляет 80 процентов вариаций продолжительности жизни у млекопитающих," сказал доктор. Моббы. "Ключевым моментом является поиск правильного баланса; только 10-процентное ограничение приведет к небольшому увеличению продолжительности жизни, тогда как 80-процентное ограничение приведет к сокращению жизни из-за голода."
Команда обнаружила оптимальное диетическое ограничение, которое, по оценкам, эквивалентно 30-процентному сокращению калорийности у млекопитающих, увеличивает продолжительность жизни более чем на 50 процентов, замедляя развитие возрастной патологии, подобной болезни Альцгеймера.
В первой части исследования рассматривался C. elegans, вида круглых червей, которые были генетически изменены, чтобы развить симптомы, похожие на болезнь Альцгеймера. Доктор. Моббс и его команда сократили потребление круглых червей с пищей, разбавив бактерии, которые потребляют черви. У этих типов круглых червей человеческий бета-амилоидный пептид, который способствует накоплению бляшек при болезни Альцгеймера, экспрессируется в мышцах, которые с возрастом становятся парализованными. Эта модель позволила исследователям легко измерить, как продолжительность жизни и бремя болезней одновременно уменьшались за счет ограничения в питании.
Исследователи обнаружили, что при сохранении ограничений в питании на протяжении всей взрослой жизни червей продолжительность жизни увеличивалась на 65 процентов, а паралич, связанный с болезнью Альцгеймера, уменьшался примерно на 50 процентов.
"Мы показали, что диетическое ограничение активирует CBP на модели круглого червя, и когда мы заблокировали эту активацию, мы заблокировали все защитные эффекты диетического ограничения," сказал доктор. Моббы. "Это был результат блокировки активации CBP, которая подавляла все защитные эффекты ограничения в питании, что подтвердило нам, что CBP играет ключевую роль в опосредовании защитных эффектов ограничения в питании в отношении продолжительности жизни и возрастных заболеваний. "
Во второй части исследования доктор. Моббс и его команда посмотрели на другой конец этого процесса: что происходит с CBP при высококалорийной диете, которая приводит к диабету, заболеванию, при котором метаболизм глюкозы нарушается? Исследователи изучили мышей и обнаружили, что диабет снижает активацию CBP, ведущий доктор. Моббс пришел к выводу, что высококалорийная диета, которая приводит к диабету, будет иметь эффект, противоположный диетическому ограничению, и ускорит старение.
Доктор. Моббс предполагает, что ограничение питания вызывает CBP, блокируя метаболизм глюкозы, который вызывает окислительный стресс, клеточный процесс, который приводит к повреждению тканей, а также способствует росту раковых клеток. Интересно, что диетическое ограничение запускает CBP, пока сохраняется ограничение, что позволяет предположить, что защитные эффекты могут исчезнуть, если возобновится более высокое потребление пищи. CBP реагирует на изменения глюкозы в течение нескольких часов, что указывает на то, что генетические коммуникации быстро реагируют на колебания в потреблении пищи.
"Наш следующий шаг – понять точное взаимодействие CBP с другими факторами транскрипции, которые опосредуют его защитные эффекты с возрастом," сказал доктор. Моббы. "Если мы сможем наметить эти взаимодействия, мы сможем начать производить более целевые препараты, имитирующие защитные эффекты CBP."
Источник: Больница на горе Синай