Ограничение диеты или ограниченное потребление пищи без недоедания благотворно влияет на долголетие у многих видов, включая человека. Новое исследование Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP), опубликованное сегодня в PLoS Genetics, представляет собой большой шаг вперед в понимании того, как ограничение питания приводит к этим преимуществам.
"В данном исследовании мы использовали аскариды C. elegans в качестве модели, показывающей, что аутофагия в кишечнике имеет решающее значение для увеличения продолжительности жизни," сказала Мален Хансен, доктор философии.D., доцент программы SBP по развитию, старению и регенерации и старший автор исследования. "Мы обнаружили, что кишечник червей с ограниченным питанием имеет более высокий, чем обычно, уровень аутофагии, что, по-видимому, улучшает физическую форму разными способами – сохраняя целостность кишечника и поддерживая способность животного передвигаться."
Хорошо известно, что аутофагия или переработка клеток играет роль в увеличении продолжительности жизни. Аутофагия включает в себя разрушение частей клетки – ее белковых, энергетических и транспортных систем – на небольшие молекулы. Это одновременно устраняет ненужные или сломанные клеточные механизмы и предоставляет строительные блоки для создания новых компонентов клеток, что особенно важно, когда исходные материалы не поступают с пищей.
В этом исследовании исследовательская группа хотела понять, как ограничение в питании влияет на аутофагию в кишечнике, правильное функционирование которого, как уже известно, важно для долгой жизни.
"Штамм червей, который мы использовали, под названием eat-2, генетически предрасположен к тому, чтобы есть меньше, и живут дольше, чем обычные черви, поэтому они представляют собой идеальную модель для исследования того, как ограничение в питании увеличивает продолжительность жизни," сказала Сара Гелино, Ph.D., научный сотрудник лаборатории Хансена и ведущий автор исследования. "Мы обнаружили, что блокирование аутофагии в их кишечнике значительно сокращает продолжительность их жизни, показывая, что аутофагия в этом органе является ключом к долголетию.
"Эти результаты позволили нам изучить, как ингибирование аутофагии влияет на функцию кишечника. Мы обнаружили, что, хотя кишечные барьеры нормальных червей становятся дырявыми по мере взросления, кишечные барьеры червей eat-2 остаются нетронутыми. Предотвращение аутофагии устранило это преимущество, что указывает на то, что непроницаемый кишечник является важным фактором долгой жизни."
"Как целостность кишечника соотносится с долголетием, не совсем понятно," Хансен прокомментировал. "Возможно, что снижение барьерной функции кишечника, связанное с нормальным старением, может позволить вредным веществам или патогенам проникнуть в организм."
Исследовательская группа также заметила, что отключение аутофагии в кишечнике заставляет медленно поедающих долгоживущих червей меньше передвигаться.
"Снижение физической активности указывает на то, что аутофагия в одном органе может иметь большое влияние на другие органы, в данном случае, вероятно, на мышечные или двигательные нейроны," сказал Хансен. "Обнаружение связи между моторикой и аутофагией в кишечнике потребует дальнейших исследований, но мы предполагаем, что подавление аутофагии в кишечнике может ухудшить способность кишечника усваивать питательные вещества или выделять гормоны, важные для функции других органов."
Хотя эти результаты показывают, что усиление аутофагии в кишечнике в целом полезно, Хансен предупреждает, что необходимы дальнейшие исследования: "Прежде чем мы сможем рассмотреть вопрос о регулировании аутофагии для борьбы с болезнью, нам нужно узнать намного больше о том, как этот процесс работает как в отдельной клетке, так и во всем организме."
Многие из этих будущих исследований также будут использовать C. elegans. "Несмотря на то, что черви намного проще людей, их биология определяется одними и теми же основными механизмами. Знания, которые мы получаем в результате этого динамичного исследования, могут в конечном итоге внести вклад в разработку новых методов лечения, которые помогут людям жить более долгой и здоровой жизнью," добавил Хансен.