Кислород. Молекула, изменившая мир

Впервые о влиянии ограничения калорийности питания заговорили в 1930-х гг., и с самого начала эти результаты интерпретировали в рамках теории «скорости жизни»: если меньше есть, снижается скорость метаболизма и потребление кислорода. В таком ключе ограничение калорийности питания казалось делом бессмысленным, хотя продолжительность жизни практически всех животных возрастала на 30 или 50%. Кто захочет жить в полтора раза дольше, если за это нужно платить не только серьезным ограничением рациона питания, но и двукратным снижением уровня жизненной энергии? Даже самый ленивый человек, возможно, предпочтет быть энергичнее и умереть молодым. Но оказалось, что ограничение калорийности питания сказывается гораздо более интересным образом. Для начала, оно совсем не обязательно вызывает снижение скорости метаболизма. Скорость метаболизма, измеренная как потребление кислорода на килограмм мышечной массы, даже возрастает. Таким образом, ограничение калорийности питания может повышать энергетический потенциал продолжительности жизни — организм получает право на дополнительное число сердцебиений. В экспериментах с самцами крыс увеличение продолжительности жизни достигало 50%. Эффект ограничения калорийности питания опосредован согласованными изменениями экспрессии генов. И преимущества для организма весьма существенны. У всех изученных до сих пор животных ограничение калорийности питания замедляет старение, а не только отдаляет наступление смерти. Для грызунов это справедливо в отношении как минимум 80% из 300 симптомов старения, включая физическую активность, поведение, обучение, иммунные реакции, активность ферментов, экспрессию генов, гормональный статус, синтез белков и переносимость глюкозы.

Суммарный эффект ограничения калорийности питания заключается в повышении сопротивляемости стрессу. Снижается уровень глюкозы в крови, что приводит к уменьшению уровня инсулина. Метаболизм переключается от размножения на сохранение здоровья организма. Снижается чувствительность к окислительному стрессу, особенно в тканях с наиболее активным метаболизмом, таких как головной мозг, сердце и скелетные мышцы. Пока мы точно не знаем, как все это происходит. Еще ничего не известно о согласованных изменениях антиоксидантных ферментов. Можно предположить, что имеет место активация ряда генов, ответственных за устойчивость к стрессу, включая гены СОД, каталазы, металлотионеина и ферментов репарации ДНК, но это не совсем так[72]. Казалось бы, какая разница, если такое изменение образа жизни благотворно скажется на состоянии человека. Но выводы делать рано. Любые прямые испытания будут длиться несколько десятилетий.

В 1987 г. Национальный институт старения в Балтиморе (Мэриленд) и Центр по изучению приматов в Мэдисоне (Висконсин) начали два типа испытаний на приматах, в которых было задействовано 200 макак резус и беличьих обезьян. В 2001 г. группа ученых из Висконсина под руководством Ричарда Вейндруха опубликовала предварительный отчет о влиянии низкокалорийного питания на экспрессию генов в организме макак резус. Ученые определяли, какие из 7000 анализируемых генов были включены, а какие выключены у животных, находящихся на низкокалорийной диете, по сравнению с нормально питавшимися животными того же возраста. Выводы оказались неожиданными и интригующими. Как и ожидалось, устойчивость к стрессу в группе животных с ограничением калорийности питания возрастала, но никаких заметных различий в уровне синтеза индуцируемых стрессом белков в двух группах животных обнаружено не было. Однако ограничение калорийности питания приводило к трем выраженным эффектам. Во-первых, усиливалась внутренняя структура клеток: скорость синтеза практически всех структурных белков увеличивалась более чем вдвое. Во-вторых, ослабевал синтез белков, вызывающих воспаление, таких как фактор некроза опухолей (ФНО-α) и фермент NО-синтаза. В-третьих, замедлялся синтез белков дыхательной цепи, особенно цитохрома с (в 23 раза по отношению к норме!). Этот последний эффект соответствовал снижению скорости метаболизма: живи медленно — умрешь старым[73].