Ученые раскрыли необычную связь между биоритмами, диетой и старением
Низкокалорийная диета улучшает работу "биологических часов" организма, что, в свою очередь, заставляет клетки тела экономить энергию и медленнее стареть в преклонные годы, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.
"Циркадные ритмы регулируют, как много энергии потребляет клетка в разное время суток. У молодых животных и людей этот механизм работает хорошо, но при наступлении старости он фактически полностью отключается. Ограничение калорий перезапускает эти биологические часы и замедляет старение", — рассказывает Паоло Сассоне-Корси (Paolo Sassone-Corsi) из университета Калифорнии в Ирвине (США).
Гены, определяющие суточные ритмы человеческого организма, ученые выявили еще в 90-х годах минувшего столетия. Такие гены есть в геномах всех растений и животных. Эти участки ДНК управляют различными периодическими процессами — временем сна и бодрствования, раскрытия цветков, поиска пищи и другими.
При изучении этих генов биологи обнаружили, что от них зависят не только циклы сна и бодрствования, но и многие процессы в клетках (например, очистка их от "мусора"), сильно влияющие на здоровье и продолжительность жизни.
Исследуя, как работают эти "биочасы", Сассоне-Корси и его коллеги раскрыли их необычную связь с низкокалорийной диетой, что объясняет, почему ограничение калорий продлевает жизнь обезьян и некоторых других животных, за которыми ученые активно наблюдали в последние 10-20 лет.
Как рассказывает американский биолог, его команда наблюдала за жизнью и работой организма нескольких десятков мышей, изучая влияние суточных ритмов на поведение клеток по мере дряхления тела. Для этого ученые извлекали небольшие порции клеток из печени грызунов и следили за активностью генов в разное время суток.
Так они раскрыли интересный феномен – оказалось, что циркадные ритмы управляют не только режимом сна и бодрствования, но и энергоэффективностью клеток, повышая ее, когда животное спит или не проявляет большой физической активности.
Это открытие натолкнуло ученых на мысль, что подобные изменения в энергоэффективности клеток можно предотвратить, если ограничить приток калорий. Они проверили эту идею, вырастив новую группу мышей, получавших пищу, в которой было на 30% меньше калорий, чем в обычном корме.
Как показали эти опыты, ограничение калорий "починило" биологические часы мышей, заставив клетки печени экономить энергию в пожилом возрасте так же эффективно, как и в молодости. Аналогичным образом, как показали опыты другой команды ученых, изменилась работа стволовых клеток кожи и некоторых других тканей тела.
Благодаря этому жизнь грызунов удалось продлить на несколько десятков недель, а их активность в преклонном возрасте заметно выросла благодаря улучшенной очистке клеток от "мусора" и снижению скорости их дряхления. Подобные процессы, как предполагают ученые, могут происходить и в клетках других животных, так что искусственное "омоложение" клеточных часов возможно и для человека.