Ученые нашли способ предсказать продолжительность жизни в раннем возрасте. Это должно помочь в профилактике болезней и пропаганде здорового образа жизни, а в будущем, возможно, продлить жизнь.
В исследовании, опубликованном в последнем выпуске издания Nature, ученые из Национального института биологических наук в Пекине описывают свое открытие, которое объясняет, как по всплескам активности в энергопроизводящих митохондриях можно предсказать продолжительность жизни организма.
Китайские ученые нашли еще один маркер старения, секрет которого во всплесках активности митохондрий, которые в определенный период начинают производить повышенное количество свободных радикалов, повреждающих клеточные органеллы. В отличие от других биомаркеров старения, которые работают лишь в определенных условиях, митохондриальные всплески являются стабильным фактором, работающим в различных геномах, окружающих средах и периодах развития. Это позволяет предсказывать продолжительность жизни различных животных. По мнению одного из ведущих авторов исследования генетика Мэн-Киу Донг (Meng-Qiu Dong), изучение митохондриальных всплесков может помочь раскрыть секреты старения и, наконец, победить старость.
Митохондрии – это органеллы, которые поставляют энергию клеткам растений, животных и других эукариотических организмов. Во время производства энергии митохондрии создают молекулы активного кислорода, свободные радикалы, которые могут вызвать стресс и повреждение митохондрий и других клеточных органелл. Хотя митохондрии с течением времени разрушаются, митохондриальная теория старения, впервые предложенная в 1972 году, остается спорной и недоказанной. Например, некоторые долгоживущие организмы, такие как голые землекопы, живут с высоким уровнем окислительного стресса, вызванного свободными радикалами. Тем не менее, многие ученые считают, что митохондрии остаются главной движущей силой старения.
Шесть лет назад Мэн-Киу Донг заинтересовалась тем фактом, что митохондрии производят молекулы активного кислорода в процессе 10-секундных импульсов, называемых митовспышки. Эти вспышки происходят каждые несколько минут. Команда Мэн-Киу Донг впервые смогла наблюдать отдельные митохондрии и их активность в течение всей жизни подопытных животных – червей C. elegans. Эти модельные организмы живут в среднем 21 день, а долгожители – 30 дней и более. Оказалось, что у всех животных в жизни было два момента, когда митохондрии одновременно переживали период мощных митовспышек: один всплеск митовспышек в раннем взрослом возрасте и еще один во время старения.
Поначалу ученые предположили, что второй всплеск активности оказывает решающее влияние на продолжительность жизни и является своеобразным сигналом к завершению жизненного цикла. Однако это было ошибкой: важным оказался первый всплеск.
Вспышки активности митохондрий могут быть ключом к превращению обычных людей в долгожителей
Ученые обнаружили четкую связь между частотой митовспышек во время первого всплеска и продолжительностью жизни. Эта связь четко прослеживалась у 29 червей, причем у долгожителей, с продолжительностью жизни больше 21 дня, митовспышки имели менее высокую частоту.
Таким образом, теперь ученые знают, что у долгожителей митовспышки во время первого всплеска происходят с меньшей частотой. Кроме того, митовспышки также оказались мощным аккумулятором данных о раннем опыте жизни червя. Например, черви, которые подверглись тепловому шоку или голоду, как правило живут дольше и всплески митовспышек происходят у них через более длительный промежуток времени. Даже генетически идентичные черви, которые имели различную продолжительность жизни из-за случайных событий, также показали такую же корреляцию между частотой митовспышек и долголетием.
Более того, эксперименты по управлению митовспышками дали закономерный результат: при увеличении выработки активных молекул кислорода скорость митовспышек росла, а продолжительность жизни червя сокращалась.
«Это замечательное исследование, - говорит геронтолог Ян Грубер (Jan Gruber). - Я ожидал увидеть постепенное снижение митовспышек, и удивлен всплеском активности ближе к концу жизни. Это своего рода лебединая песня митохондрий. Мы знаем, что, старея, митохондрии теряют работоспособность, но почему это происходит пока неизвестно».
Открытие китайских ученые наверняка вновь возродит интерес к исследованию митохондриальной теории старения. Не исключено, что управление вспышками активности митохондрий поможет продлить жизнь, что вместе с другими методами может обеспечить радикальное расширение периода активной жизни людей.
