Лікування SkQ1 та обмеження їжі - два способи затримати програму старіння організмів
Анотація
Порівнюються ефекти антиоксиданту SkQ1, спрямованого на мітохондрії, та обмеження їжі. В обох випадках спостерігається значне збільшення середньої тривалості життя організмів, що належать до багатьох різних таксономічних рангів. По суті, як лікування SkQ1, так і обмеження споживання їжі затримують розвиток численних несприятливих ознак старіння. Цей взаємозв'язок можна передбачити, припускаючи, що SkQ1 та обмеження їжі перешкоджають виконанню програми старіння. Існує гіпотеза, що обмеження їжі сприймається організмами як сигнал голоду, що може бути катастрофічним для населення. За цих умов організм вимикає програму старіння, яка є сприятливою для еволюційності виду, але контрпродуктивною для особини. На жаль, обмеження їжі супроводжується деякими іншими ефектами, наприклад, постійним занепокоєнням та спробами сканувати якомога більший простір у пошуках їжі. Такі побічні ефекти, здається, відсутні у випадку гальмування програми старіння SkQ1.
Як геропротектори, SkQ1 та обмеження їжі схожі у двох дуже важливих аспектах. І подовжують тривалість життя багатьох видів, і затримують розвиток численних ознак старіння [пор. 1-5 та 6, 7]. Крім того, є вказівка на те, що ефект обмеження їжі включає принаймні один компонент, характерний для механізму дії SkQ1, тобто антиоксидантну активність на мітохондріальному рівні. Фернандес та співавтори [8] виявили, що обмеження калорійності на 40% призвело до 10-кратного збільшення тривалості життя мишей C57Bl/6, отруєних прооксидантним паракватом, катіоном з делокалізованим зарядом, який спрямований на мітохондрії у зменшеному вигляді (I Я Северина та ін., Що готується) 1 .
Вплив обмеження їжі на довголіття було описано в 1934 р., Коли Маккей та його колеги [10] виявили, що це продовжує тривалість життя щурів (див. Також [11, 12]). Обмеження було накладено на ранніх етапах життя і спочатку призвело до затримки росту. Коли обмеження у харчуванні було припинено, тварини швидко збільшились у розмірах, щоб досягти середнього, але жили довше на 70% (самці) і 48% (самки), ніж щури, яких годували довільно протягом усього свого життя (пор. Наші дані про більший вплив SkQ1 на тривалість життя у самців мишей та кроликів, ніж у самок [1]). Спостерігалось значне зниження смертності від легеневих захворювань та деяких пухлин (знову подібне до SkQ1 [2, 3, 13]). Також було відзначено, що тварини з обмеженим харчуванням виглядають активними та молодими незалежно від їх фактичного віку (ще одна схожість із SkQ1 [2, 3]).
Подальші дослідження показали, що ефект обмеження дієти включає як вуглеводний, так і білковий компоненти їжі. Ефект обмеження білків пов'язаний лише з однією амінокислотою, а саме. метіонін [25-28]. Метіонін - незамінна амінокислота, яка не синтезується у ссавців, тому їжа є єдиним джерелом цієї сполуки. Було встановлено, що дієта, при якій білки замінюються сумішшю амінокислот, що не містять метіоніну, сприяє не тільки більш тривалому життю, але і зменшує генерування АФК мітохондрій та окислювальну шкоду ДНК мітохондрій [27, 28]. Цікаво, що обмеження дієти не впливає на окислення ядерної ДНК [29].
На наш погляд [5], обмеження їжі сприймається організмом як тривожний сигнал про нестачу їжі. Як відомо, голодування тягне за собою зниження багатьох фізіологічних функцій, зокрема зниження плодючості [6]. А це, в свою чергу, ставить під загрозу саме існування населення. Щоб запобігти, принаймні частково, такому повороту подій, може бути достатньо скасувати програму старіння, тим самим продовживши репродуктивний період особини і таким чином збільшивши загальну кількість нащадків. Якщо це так, вплив обмеження дієти на тривалість життя лише опосередковано пов’язане з АФК, скоріше це регулятивний ефект. Ось чому такі очевидно сигнальні ефекти, як короткочасне голодування (або, навпаки, запах їжі), а не дефіцит (або надлишок) їжі протягом усього життя, справляють потужний вплив на параметри життєвого циклу. Примітно, що тимчасове обмеження дієти (голодування) краще, ніж постійне обмеження. Найімовірніше, сигнал про нестачу їжі може подаватися досить короткий час, тоді як голодування тривалий час шкідливе для організму.