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 то, 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, были выявлены еще в 90-х годах минувшего столетия. Аналогичные гены присутствуют в геномах всех растений и животных. Эти участки ДНК управляют множеством процессов - временем сна и бодрствования, раскрытия цветков, поиска пищи и других периодических явлений в жизни живых существ.
Изучая работу этих генов, биологи обнаружили, что они не только управляют циклами сна и бодрствования, но и многими процессами внутри клеток мозга и других тканей тела, в том числе их очисткой от "мусора" и рядом других вещей, сильно влияющих на здоровье и продолжительность жизни человека.
Изучая то, как работают эти "биочасы", Сассоне-Корси и его коллеги раскрыли их необычную связь с низкокалорийной диетой, которая объясняет, почему ограничение калорий продляет жизнь обезьянам и некоторым другим животным, за изменениями в продолжительности жизни которых ученые активно наблюдали в последние 10-20 лет.
Как рассказывает американский биолог, его команда наблюдала за жизнью и работой организма нескольких десятков мышей, изучая то, как меняется то, как влияют суточные ритмы на поведение их клеток по мере дряхления их тела. Для этого ученые извлекали небольшие порции клеток из печени грызунов и следили за тем, какие гены были наиболее активными в разное время суток.
Эти наблюдения раскрыли интересный феномен - оказалось, что циркадные ритмы управляют не только режимом сна и бодрствования, но и энергоэффективностью клеток, повышая ее в тот момент, когда животное спит или не проявляет большой физической активности.
Данное открытие натолкнуло ученых на мысль, что подобные изменения в энергоэффективности клеток можно предотвратить, если ограничить приток калорий в организм животных. Они проверили эту идею, вырастив новую группу мышей, которых они кормили низкокалорийной диетой, содержавшей в себе на 30% меньше калорий, чем обычный корм грызунов.
Как показали эти опыты, ограничение калорий "починило" биологические часы мышей, заставив их клетки печени экономить энергию в преклонные годы 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 была продлена на несколько десятков недель, а их активность в пожилые годы заметно выросла благодаря улучшенной очистке клеток от "мусора" и снижению скорости их дряхления. Аналогичные процессы, как предполагают ученые, могут происходить в клетках других животных, и искусственное "омоложение" клеточных часов может сделать то же самое доступным и для человека.
