Голодание против старения

Голодание против старения

Основные объекты, на которых изучают старение: дрожжи Saccharomyces cerevisae, плодовая мушка Drosophila melanogaster, круглый червь Caenorhabditis elegans, крыса Rattus norvegicus (фото с сайта www.mimage.uni-frankfurt.de)

Давно известно, что ограничение в питании продлевает жизнь. И это справедливо в отношении практически всех земных организмов. Но до сих пор ученые не могут ответить на вопрос, почему это так. Понятно, что если это общая закономерность, то в основе ее должен быть некий общий механизм. Понять этот механизм — значит разгадать тайну старения. Американские ученые на примере мух дрозофил сравнили календарное и физиологическое старение в условиях урезанной диеты. Оказалось, что физиологическое старение напрямую не соотносится с календарным, и с возрастом ограничение в питании только снижает устойчивость организма по многим параметрам. Удивительно, что при общей пониженной сопротивляемости голодающие мухи в среднем все же имеют большую продолжительность жизни! Так что загадка старения обрастает новыми подробностями.

Американские ученые из Отделения генетики Университета Джорджии (Атенс, США) задались вопросом, как связано календарное (или, как они его называют, демографическое) старение с физиологическим. Физиологическое старение — это способность организма к восстановлению, способность сопротивляться стрессам разного рода и выдерживать физические нагрузки. Можно представить себе, что эти свойства определяют в итоге, сколько организм проживет. Другими словами, одна из гипотез старения утверждает, что физиологическое старение отмеривает время жизни.

Удивительно, но прямых экспериментов, как сообщают авторы публикации в журнале Aging Cell, очень немного. Они провели исследование, восполняющее этот пробел. Для этого был придуман эксперимент, основанный на давно известном явлении продлении жизни при ограниченном питании. Если оставлять животному только необходимое для выживания количество пищи, то его продолжительность жизни увеличивается в среднем примерно в полтора раза (понятно, что это число зависит от вида животного и его индивидуальных особенностей).

Экспериментировали на плодовых мушках дрозофилах, у которых ограниченная диета продлевает жизнь от 38 дней для обычного рациона до 54 дней для в два раза меньшего рациона. Ученые предположили, что у полуголодных мушек должна увеличиться физиологическая устойчивость, а повышенная устойчивость позволяет мушкам дольше прожить. Но эта на первый взгляд логичная гипотеза не подтвердилась.

В качестве показателей физиологической устойчивости выбрали стандартные тесты: сопротивляемость к холоду, сопротивляемость к голоданию, сопротивляемость к инфекциям, сопротивляемость к воздействию агрессивных свободных радикалов. Каждый из этих показателей можно оценивать количественно по срокам восстановления или смерти, а также по числу выживших мушек. Кроме того, была подсчитана плодовитость мушек, сидящих на разных диетах. И вот ученые сравнили все эти параметры у мушек, которых держали на нормальном и урезанном питании (все мушки были разделены на четыре возрастные группы).

Результаты различались для молодых мух и мух старших возрастных групп. У молодых мух с урезанным рационом физиологическая сопротивляемость ко всем параметрам была выше, чем у той же возрастной группы на нормальном рационе. Зато у старших возрастных групп картина была обратной. Они хуже переносили голодание, быстрее умирали от переохлаждения и от воздействия перекисными продуктами. При этом важно, что их иммунитет остался всё же выше, чем у нормально питающихся товарищей, поэтому они сравнительно лучше справлялись с инфекциями, вызванными как грамположительными, так и грамотрицательными бактериями. Повышение иммунитета, безусловно, связано с увеличением продолжительности жизни, хотя вряд ли связь эта прямая. На экспериментальных графиках видно, как ненамного увеличивается иммунитет у недокормленных мушек, так что не стоит объяснять столь заметное удлинение сроков жизни только таким незначительным увеличением сопротивляемости к болезням.

Графики показывают, как соотносятся различные физиологические показатели устойчивости мушек, содержавшихся на обычном и урезанном в два раза рационе. По оси ординат отложен показатель отношения устойчивости нормально питающихся мушек к устойчивости малоежек. Устойчивость оценивали по доле умерших мушек. Поэтому график в положительной области означает, что нормально питающиеся мушки при тех или иных стрессах умирают чаще, чем малоежки. Как мы видим, графики для старших возрастных групп уходят в отрицательную область. Следовательно, мухи-малоежки с возрастом труднее переносят стрессовые воздействия. Это не относится к устойчивости к бактериям — у малоежек она с возрастом увеличивается. (График из цитируемой статьи в Aging Cell)

Ученые заключают, что голодание не замедляет физиологическое старение, хотя и продлевает жизнь; физиологическое старение — это очень подвижный параметр развития животного в отличие от более консервативной продолжительности жизни. Так что ясно, что физиологическое и демографическое старение отражают разные качества какого-то более общего процесса в организме любого живого существа.

Источник: Joep M. S. Burger, Dae Sung Hwangbo, Vanessa Corby-Harris, Daniel E. L. Promislow. The functional costs and benefits of dietary restriction in Drosophila // Aging Cell. 2007. 6 (1). P. 63–71.
 Елена Наймарк (www.elementy.ru )