- Один из лучших способов продлить жизнь нематоды C. Elegans заключается в том, чтобы погасить выработку червем гормона, подобного IGF-1.
- У карликовых мышей — долгожителей уровень IGF-1 довольно низкий.
- Мыши, в организме которых много протеина Клото (ограничивающего сигнальную функцию гормона IGF-1), живут дольше.
- У потомков долгожителей, проживших более 100 лет, содержание в крови гормона IGF-1 снижено. Отсутствие гормона роста и соответствующий низкий уровень гормона IGF-1 положительно влияют на здоровье человека.
В данный момент ученые пытаются ответить на вопрос, стоит ли разработать лекарство, которое будет искусственно подавлять выработку гормона IGF-1. Эта концепция диаметрально противоположна той, которой придерживаются обычные специалисты, занимающиеся вопросами старения (если таковые вообще существуют). Сегодня имеется гораздо больше доказательств того, что гормон роста и гормон IGF-1 повышают скорость старения, а не помогают бороться с ним, как считалось когда-то.
Справедливости ради нужно сказать, что в некоторых вещах ученые были правы. То, что человек чувствует себя молодым и энергичным, важно само по себе. И гормон IGF-1 играет очень много разных ролей в организме. Несомненно, не все, что он делает, ускоряет процесс старения. Возможно, некоторые эффекты его деятельности очень полезны для нас.
Во время экспериментов с нематодой C. Elegans мы видели подобные примеры. Черви с подавленной сигнальной функцией гормона IGF-1 живут дольше, но если ученым удается погасить ее лишь в определенных тканях, эффект получается совершенно иным. Омоложение возникает только в том случае, если гасится сигнальная функция гормона в нервной системе нематоды. А вот если этот гормон блокируется в мышечных тканях, червь умирает быстрее.
Можно легко применить это к человеку. Возьмем хотя бы гормон роста. Он не только ускоряет старение, но и заставляет внутренние органы расти быстрее, что повышает риск заболеть диабетом.
Взаимосвязь между ростом и клеточными уборщиками
Что же такого в этом гормоне IGF-1, из-за чего ускоряется старение? Точно мы пока не знаем, но существует много хороших объяснений тому, почему подавление гормона помогает увеличить продолжительность жизни; и здесь мы снова встречаем наших старых знакомых.
Одно из возможных объяснений — аутофаги, клеточные уборщики. Подавление сигнальной функции гормона IGF-1 у нематоды увеличивает продолжительность ее жизни, только если активна система аутофагии. Если же подавляются и сигнальная функция гормона, и клеточные уборщики, продолжительность жизни нематоды не увеличивается.
К тому же исследования показали, что у червей со сниженной сигнальной функцией гормона IGF-1 — более активные митохондрии. Они производят больше «опасных» свободных радикалов, что запускает процесс гормезиса, и состояние здоровья червей улучшается.
Тайна острова Пасхи
Представьте себе, что вы смотрите на океан с маленького далекого острова. Под вами ритмично бьются о скалистый берег волны. Вокруг лишь скалы, слегка покрытые травой. А еще огромные каменные скульптуры, наблюдающие с моря за жителями острова.
Полная изоляция. До ближайшего обитаемого острова больше 2000 км, да и живет там всего 50 человек. А до континента еще дальше. Вы находитесь на острове Пасхи, Рапануи, 8000 жителей которого со всех сторон до самого горизонта окружены Тихим океаном.
На первый взгляд не самое очевидное место для нашей антивозрастной экспедиции. Никаких университетов здесь нет. И биомедицинских лабораторий тоже. Парочку странноватых ученых найти можно, но они интересуются только скульптурами, моаи, как их называют, а вовсе не противодействием старению.
Предание о моаи гласит, что они обладают суперсилой и могут исполнить любое желание человека. Но мы здесь не ради этого. И даже не ради потрясающей истории острова Пасхи. Мы здесь из-за земли. А точнее, ради живущей в земле бактерии и того, что она производит.
В середине 1960-х канадская исследовательская экспедиция отправилась на этот отдаленный остров, чтобы изучить его и его жителей. Время поджимало, правительство Чили решило положить конец тысячелетней изоляции острова, построив на нем взлетно-посадочную полосу.
Исследователи удивились тому, что жители острова Пасхи, которые круглый год ходили босиком, никогда не заболевали столбняком. Столбняк вызывают живущие в земле бактерии, поэтому ученые забрали с собой образцы почвы с разных точек острова. Пробы подтвердили полное отсутствие на острове вызывающих столбняк бактерий.
На этом пробы должны были выбросить или спрятать далеко и надолго в каком-нибудь темном месте. Однако они оказались на фармацевтическом предприятии Ayerst Pharmaceutical, где тайна почвы была раскрыта: бактерия под названием Streptomyces hygroscopicus производила вещество, ставшее новой надеждой ученых, занимающихся вопросами старения.
В первой половине прошлого столетия, открыв пенициллин и антибиотики, мы вмешались в химическую войну, которая велась вокруг нас с момента зарождения жизни. В природе дрожжи, плесень и грибы используют антибиотики для уничтожения бактерий, являющихся их врагами или их завтраком. Но бактерии появляются снова. Вещество же, обнаруженное Ayerst Pharmaceutical на острове Пасхи, представляет собой пример защитной реакции бактерии: при низких его концентрациях рост грибков останавливается, а высокие концентрации их полностью уничтожают.
Ученые назвали это вещество рапамицином по исконному названию острова Пасхи — Рапа-Нуи. Ученые также выяснили, что особое оружие бактерий противодействует образованию белка в клетках грибков. Этот белок получил название mTOR (не от имени скандинавского бога, а по сокращению — mechanical target of rapamycin
[8]).
Белок mTOR похож на командный пункт клетки, который управляет ростом. Маленькая бактерия с острова Пасхи нашла гениальный способ победить своего конкурента — вставить палку в колесо его роста. В лучшем случае конкурент от этого погибнет, а даже если и нет, то отстанет, а за это время бактерия соберет необходимые ресурсы и размножится в достаточном количестве, чтобы победить его.
Хотя мы, люди, не очень похожи на грибы, они наш дальний предок. Многие молекулярные механизмы работают у нас одинаково. Например, у нас есть свой вариант белка mTOR, который постоянно делает в наших клетках то же самое, что и в клетках грибов. Сигналы роста вокруг клеток (например, от IGF-1) соединяются с белком mTOR, и тот активирует правильный ответ на них, например: всасывание питательных веществ, повышение производства белка и в конце концов деление клеток. Как и у грибов, рапамицин блокирует производство нашими клетками этого белка, но, конечно, работает немного иначе в таком сложном организме, как человеческий.
Естественно, вмешиваясь в сигнальную систему гормона роста, стоит ожидать, что mTOR можно применять для продления жизни. У карликовых мышей, например, активность mTOR изначально ниже, чем у обычных. И у женщин по сравнению с мужчинами тоже.
