Жизнь без старости

Еще более значительный положительный эффект упражнений на выносливость наблюдался на «мутаторных» мышах с дефектом в домене ДНК-полимеразы γ, отвечающем за коррекцию ошибок при синтезе митохондриальной ДНК [292]. У этих мышей резко повышалось количество мутаций в митохондриальной ДНК, что приводило к дисфункции митохондрий, ускоренному старению и сокращению продолжительности жизни: уже на 6-ой месяц жизни у них наблюдались такие признаки старения, как поседение и облысение, снижение подвижности, потеря веса и общий физический упадок. Однако «мутаторные» мыши, которых начиная с трехмесячного возраста подвергали вынужденной физической нагрузке (45 минут 3 раза в неделю в течение 5ти месяцев), в возрасте 8ми месяцев были фенотипически неотличимы от контрольных мышей дикого типа. Упражнения также предотвратили раннюю смертность у «мутаторных» мышей и привели к значительному снижению количества точечных мутаций в митохондриальной ДНК. Кроме того, упражнения предотвращали возраст-зависимое снижение общего количества митохондриальной ДНК [292].

У человека упражнения на выносливость также оказывают благотворный эффект при ряде митохондриальных патологий. В нескольких исследованиях было показано, что физическая нагрузка может применяться для терапии митохондриальной миопатии [138,137]. Было также установлено, что регулярная физическая нагрузка коррелирует с более медленным укорочением теломер [174,247].

Приложение 7. Самые свежие новости

II.7.1 Голый землекоп: разгадка жгучей тайны В. Горбуновой и А. Селуяновым?

Голый землекоп — уникальное млекопитающее (из отряда грызунов) размером с мышь. Имеет максимальную продолжительность жизни более 32 лет, что по крайней мере в 8 раз превышает таковую для мышей. У землекопов 1) не описано случаев заболеваний раком и 2) отсутствуют практически все извесные науке старческие болезни. В 2013 г В. Горбунова, А. Селуянов и сотрудники обнаружили ту особенность голого землекопа, которая могла бы объяснить сразу оба упомянутые выше удивительные свойства, а с ними и необычайное долгожительство этого африканского зверька [356].

Оказалось, что гиалуронан, внеклеточный неразветвленный полисахарид, состоящий из димеров глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина, а) имеет впятеро большую молекулярную массу, чем у мыши, морской свинки и человека, б) быстрее образуется гиалуронанситазой-2 из-за измененной первичной структуры этого фермента, в) медленней распадается благодаря сниженной активности ферментов, расщепляющих этот полисахарид, и г) прочнее связывается с сигнальными гиалуронановыми рецепторами на поверхности клеток. Также было выяснено, что сигнал, передаваемый высокомолекулярным гиалуронаном, связавшимся с рецептором, противоположен по знаку сигналу от низкомолекулярных гиалуронанов. Он тормозит митоз и препятствует воспалению, в то время как мелкие гиалуронаны стимулируют как митоз, так и воспаление. Крупные гиалуронаны — ключевой компонент раннего контактного торможения размножения клеток — явления, обнаруженного в той же группе и объясняющего природу устойчивости землекопов к раковым заболеваниям [299]. Поразительно, что те же вещества оказались ответственными за предотвращение также и других возрастных патологий, а значит и отсутствие старения у этого животного, вероятность смерти которого не увеличивается с возрастом.

Паралельно была решена еще одна загадка жизни голого землекопа: его клетки не уходят в апоптоз при добавлении перекиси водорода к клеточной культуре. Как утверждает В. Горбунова (личное сообщение), достаточно регулярно отмывать клетки землекопа от гиалуронана, чтобы H2O2 вновь стала индуктором их апоптоза. Антиапоптозный эффект гиалуронана может объясняться как прямым антиоксидантным действием полисахарида, свойственным сахарам, так и нарушением апоптозного каскада под действием сигнала от АФК, посылаемого внуть клетки рецептором, связавшим гиалуронан (вспомним упомянутое выше антивоспалительное влияние крупных гиалуронанов). Второе объяснение представляется нам более правдоподобным, т. к. дает ключ к пониманию еще одного парадокса голого землекопа: уровень митохондриальных активных форм кислорода (мАФК) и продуктов перекисного окисления у землекопа выше, чем у мыши, в результате чего он выпадает из правила «много АФК — мало живешь» (см. рис. II.6.5.2 на 164 странице нашей книги). Можно полагать, что у землекопа апоптозный каскад выключен где-то после АФК и продуктов окисления ими клеточных компонентов. Торможение апоптоза гиалуронаном препятствует уменьшению количества клеток в органах и тканях, тормозя, тем самым, реализацию программы старения (рис. П.7.1).

Рис. II.7.1. Предполагаемый механизм торможения старения у голого землекопа: роль гиалуронана и мАФК. Толстыми стрелками показаны процессы, стимулированные у голого землекопа, а пунктиром — заторможенные посредством ВГ.