Старение - это неизбежная часть жизни, однако одни виды стареют совсем иначе, чем другие. Например, голые землекопы - восточно-африканские грызуны размером с крота - демонстрируют сильно замедленный процесс старения и могут жить вплоть до 30 лет. Ученые из России, Германии и Швейцарии подтвердили наличие схожего механизма в клетках летучих мышей.
Почему они так медленно стареют?
Ученые выявили, что долгожители обязаны своей живучести мягкой деполяризации внутренней митохондриальной мембраны, которая связана со старением. Мягкая деполяризация регулирует создание митохондриальных активных форм кислорода (МРО) в клетках и поэтому является механизмом антивозрастной программы. У мышей этот механизм исчезает в возрасте 1 года, а вот у голых землекопов действует примерно до 20 лет.
Митохондриальные активные формы кислорода, такие как перекись водорода, являются побочными продуктами клеточного дыхания. В более высоких дозах они связаны с заболеваниями и процессами старения. Существуют механизмы на внутренней и внешней митохондриальных мембранах, которые регулируют появление активных форм кислорода. Ключевой функцией клеточного дыхания является выработка энергии в виде аденозинтрифосфата, также известного как АТФ, через соединение митохондриальных комплексов дыхательной цепи с АТФ-синтазой.
Результаты исследования
Было подтверждено, что митохондриальные межмембранные пространственные ферменты (гексокиназы I + II и креатинкиназа) в настоящее время несколько снижают мембранный потенциал внутренней митохондриальной мембраны (мягкая деполяризация).
Это означает, что выработка энергии за счет синтеза АТФ в некоторой степени снижается. В то же время это приводит к снижению производства митохондриальных активных форм кислорода. «Подтверждение этого эффекта подразумевает, что мягкая деполяризация является наиболее эффективным антивозрастным механизмом, который лучше всего замедляет процессы старения в клетках», - говорит старший научный сотрудник МГУ им. М. В. Ломоносова Владимир Скулачев.
Исследовательская группа смогла показать, что оба биохимических механизма работают с разной интенсивностью и эффективностью в разных видах и тканях, а также в разном возрасте. Чтобы подтвердить эту теорию, ученые изучали механизмы гексокиназы I + II и креатинкиназы в различных тканях (легкие, почки, мозг, скелетные мышцы, сердце и другие) у мышей, голых землекопов и летучих мышей.
Выводы
В результате ученые обнаружили интересные различия: умеренная деполяризация значительно начинает уменьшаться у мышей, как только они достигают возраста 12 месяцев. В легочной и почечной ткани процесс снижения деполяризации идет медленнее.
Эти биохимические механизмы объясняют, как старение и омолаживающие механизмы внутри клеток функционируют и регулируются. Однако до сих пор неясно, как их можно активировать. «Пока что неясно, как запустить эти биологические часы, - говорит ведущий автор исследования Михаил Высоких. - Мы предполагаем, что этот центр находится в гипоталамусе, который отвечает за циркадные ритмы». Возможно, когда-нибудь ученым удастся это выяснить, и они откроют секрет долголетия.
