По-видимому, ученым удалось отыскать обходной путь, позволяющий частично воспроизводить омолаживающие эффекты ограничения калорийности — путем воздействия на иммунный белок C3, который может выступить в роли молекулярного посредника. Фото: Shutterstock
Давно известно, что сокращение поступающей с пищей энергии увеличивает продолжительность жизни экспериментальных животных — мышей, макак-резус и плодовых мух. Однако цена такого долголетия высока: подопытные мыши, получавшие рацион с 40% калорий, делались более восприимчивы к инфекциям, испытывали трудности с размножением и отставали в росте.
Подобные наблюдения ставят перед исследователями дилемму: возможно ли извлечь выгоду для здоровья и долголетия, не прибегая к столь жестким ограничениям? Свежая публикация в Природное старение указывает на потенциальный ответ, связанный с компонентом комплемента 3 (C3). Ранее сотрудники Йельского университета продемонстрировали, что люди, снизившие калорийность рациона на 14% в течение двух лет, усиливали свою иммунную защиту, при этом не страдая от расстройств роста или репродуктивной функции.
«Старение на самом деле податливо, и это процесс, на который можно нацелиться», — подчеркнул старший автор работы Вишва Дип Диксит, профессор иммунобиологии и сравнительной медицины, директор Йельского центра исследований старения (Y-Age).
Двухлетний протокол CALERIE и его молекулярные последствия
В рамках исследования CALERIE, курируемого Национальным институтом здравоохранения, команда Диксита проанализировала данные 42 участников, придерживавшихся диеты с дефицитом калорий в 11–14% на протяжении двух лет. «Это исследование такого рода, которое было проведено с такой строгостью и контролем и доказало инновационность для физиологии человека», — заметил Диксит.
Ограничение потребления калорий на уровне белка, связанного с питанием
Измерение более 7000 белков в образцах биоматериала, собранных в разные временные точки, выявило заметное снижение концентрации C3 после введения ограничений. Этот белок привлек внимание специалистов, поскольку система комплемента, помогающая организму противостоять патогенам, при хронической активации способствует воспалению — одному из ключевых признаков старения и возрастных болезней. «Но причинное влияние C3 на старение и хронические состояния не выявлено. Поэтому мы были очень рады этому в нашем исследовании», — отмечает научный сотрудник лаборатории Диксита Хи-Хун Ким.
Жировая ткань становится победителем C3
Сравнение уровней белка до и после двухлетнего эксперимента показало: белая жировая ткань — основная форма жировой ткани у млекопитающих — оказалась главной тканью, где отразились изменения питания. Дальнейшие эксперименты на животных подтвердили: с возрастом экспрессия C3 у мышей росла, а висцеральная белая ткань служила основным источником увеличения этого белка. «Мы этого не ожидали, поскольку эти белки в основном синтезируются в печени», — говорит научный сотрудник лаборатории Диксита Маниш Мишра.
Секвенирование одноклеточной РНК позволило идентифицировать источник C3: его вырабатывают возрастные макрофаги — иммунные клетки, находящиеся в жировой ткани. «В начале весь этот процесс был неизвестен. Просто сузить круг вопросов до подтипов макрофагов, ответственных за выработку этого белкового комплемента, было очень сложно», — добавил Мишра.
Могут ли преимущества быть независимыми от потери веса?
Макрофаги относятся к числу первых клеток, реагирующих на угрозы для иммунной системы, а также участвуют в поддержании нормального функционирования тканей, что необходимо для общего гомеостаза организма.
/strong>
Следующий вопрос заключается в том, что снижение C3 может принести пользу даже без уменьшения веса.
Разработчики концепции понимают, что потеря упругой ткани сама по себе может снизить выработку C3 и обеспечить более здоровое старение. Большинство участников исследования потеряли около 18 фунтов после двух лет умеренного ограничения калорий.
Однако, когда исследователи сравнили изменения индекса массы тела с изменениями уровней белков комплемента, они не обнаружили никакой связи между потерей веса и снижением количества этих белков.
«Это говорит о том, что ограничение калорий имеет положительный эффект, который уникален для жировых тканей и, вероятно, не зависит от потери веса», — сказал он. Ким говорит.
Это предупреждение о том, что некоторые биологические преимущества ограничения количества калорий могут быть воспроизведены, не требуя от людей снижения веса.
Блокировка C3 заряда у мыши
Чтобы проверить эту идею, исследователи использовали препарат, ингибирующий активацию C3 у мышей, имитируя один из эффектов ограничения калорий. У животных меньше взрослого возраста.
По мнению Диксита, результаты, как биологические системы, полезные в молодом возрасте, могут стать вредными позже. Эта концепция, известная как антагонистическая плейотропия, была предложена биологом Питером Медараром в 1952 году для объяснения аспектов старения.
Гормонный рост является одним из примеров. Это важно на позднем этапе развития, но на более поздних этапах жизни оно также может способствовать развитию методов.
C3 и подобный белок эволюционировали для защиты организма от воздействия. Но поскольку люди сейчас живут гораздо дольше, чем их предки, некоторые из тех же защитных принципов могут в конечном итоге начать развивать развитие болезней. Диксит говорит, что снижение повышенной активности C3 может помочь продлить продолжительность здоровья.
Исследователи изучают различные лекарства как мишень для старения
В настоящее время команда изучает, можно ли использовать одобренные FDA препараты-ингибиторы для подавления выработки C3 и замедления старения у людей.
Цель состоит не в том, чтобы полностью учитывать дополнение системы, поскольку она по-прежнему необходима для борьбы с инфекциями.
«Идея состоит не в том, чтобы удалить систему комплемента, необходимую нам для борьбы с инфекциями», — сказал он. Диксит говорит. «Вместо этого состава в том, чтобы восстановить баланс».