Целебный холод. Ученые нашли еще один способ продления жизни

МОСКВА, 28 апр — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Исследователи установили: при пониженных температурах замедляется агрегация белков — процесс, который приводит к преждевременной клеточной смерти. Это объясняет данные о том, что холод благотворно влияет на продолжительность жизни.

Белковое старение

Известно, что в основе многих заболеваний, связанных со старением, лежит процесс агрегации белков, когда в тканях накапливаются аномально свернутые и слипшиеся белки, известные как амилоидные фибриллы.

Происходит это по разным причинам: из-за мутаций в последовательности ДНК, при нарушении нормального синтеза белка, при экологических стрессах вроде экстремальных температур, при воздействии окислителей (активных форм кислорода), а также в результате старения.

В клетках есть механизмы контроля, которые отслеживают и удаляют аномально скрученные белки. Однако с возрастом защита ослабевает и белковые агрегаты начинают накапливаться в тканях, сосудах и суставах. Это одна из главных причин сердечно-сосудистых заболеваний, склероза, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Нарушения белкового обмена на ранних стадиях проявляются в виде комплекса симптомов амилоидоза, таких как повышенная утомляемость, слабость, отеки рук и ног, одышка, учащенное сердцебиение, вегетативная и эректильная дисфункции, нарушение пищеварения, внутренние воспаления. По мере старения проблемы нарастают.

Омоложение холодом

Результаты исследования, которое биологи из Кельнского университета провели на модельном организме — почвенном черве Caenorhabditis elegans, показали, что при снижении температуры патологическая агрегация белков замедляется. Холод активирует клеточный механизм очистки, который расщепляет вредные белковые скопления, и продолжительность жизни организма увеличивается. Если при стандартных 20 градусах Цельсия C. elegans живет обычно 20 дней, то при 15 градусах почти на треть дольше — до 28-29 дней.

Ученые установили, что при низких температурах клетка нарабатывает больше белка-активатора PSME3, который регулирует работу протеасом — молекулярных комплексов, удаляющих поврежденные белки. В результате реакции протеолиза разрушаются пептидные связи, клетка очищается от вредоносных белков и ее жизнь продлевается.

© David Vilchez, Hyun Ju Lee

Экспрессия гена PSME3 в нейронах и кишечнике нематод (зеленым). Низкие температуры активируют механизм клеточного очищения, который разрушает дефектные скопления белков

Полученные выводы авторы проверили на культивированных клетках человека, несущих гены риска двух нейродегенеративных заболеваний, от которых страдают пожилые, — бокового амиотрофического склероза (БАС) и болезни Гентингтона. Эксперимент продемонстрировал, что при понижении температуры до 36 градусов в клетках активируется человеческий аналог белка PSME3.

"Мы считаем, что полученные результаты можно распространить и на другие возрастные нейродегенеративные заболевания, а также на другие виды животных", — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования профессора Дэвида Вильчеса.

Если экстремальное охлаждение опасно для организмов, то умеренное может иметь положительный эффект. Доказано, что оно продлевает жизнь хладнокровных животных, таких как черви, мухи или рыбы, чья температура тела зависит от условий окружающей среды. Оказалось, тот же эффект распространяется на млекопитающих, температура которых колеблется в очень узком диапазоне. У мышей, например, срок жизни увеличивается даже при небольшом снижении на 0,5 градуса.

"В совокупности эти данные показывают, что в ходе эволюции холод сохранил свое влияние на регуляцию протеасом — с терапевтическими последствиями для старения и связанных с ним заболеваний", — говорит Вильчес.

© David Vilchez, Hyun Ju Lee

Нейроны человека, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с БАС (зеленым — активированные нейроны, синим — ядра клеток, красным — умирающие клетки)

Нормальная температура тела человека — от 36,5 до 37 градусов. Падение ниже 35 вызывает сбой в физиологических процессах и может привести к гибели. Но сдвиг на полградуса вполне допустим. В течение дня колебания достигают одного градуса, а нормальной температурой спящего человека считают 36 градусов. Именно до этого значения ученые охлаждали человеческие клетки во время исследования.

"При высоких температурах метаболические процессы во всем теле идут намного интенсивнее и клетки быстрее расходуют свой ресурс, — объясняет эксперт в области омоложения и долголетия, основатель онлайн-проекта "Академия свободного возраста" Галина Хусаинова. — Снижение температуры тела замедляет обменные процессы, что закономерно должно привести к росту продолжительности жизни. Этот же эффект проявляется при умеренном голодании — доказанном факторе долголетия".

Ключевым стало открытие того, что активность протеасом можно увеличить и без дополнительного охлаждения, только за счет генной инженерии — путем дополнительной экспрессии белка PSME3. При таком варианте протеасомы способны выводить из организма патологические белки независимо от температуры тела. А это значит, что в перспективе можно будет создать препарат для борьбы с возрастными заболеваниями.

Становимся холоднее и здоровее

По наблюдениям медиков, за период с 1862-го, когда начались регулярные замеры, до наших дней нормальная температура тела человека уменьшилась с 36,6 до 36,1 градуса. В последние 160 лет она снижается примерно на 0,03 градуса каждое десятилетие.

Однозначного объяснения этому пока нет. Считается, что доступность питания, более комфортные условия жизни, развитие гигиены и медицины привели к ослаблению хронических воспалительных процессов — потому и температуры снизились. Некоторые ученые связывают "охлаждение" современных людей с общим замедлением метаболизма или с другими причинами, например с активным использованием антибактериальных препаратов, подавляющих деятельность кишечных микробов.

По мнению специалистов, независимо от биологического механизма небольшое понижение температуры тела благотворно влияет на организм. После короткого воздействия холода активизируется иммунная система, усиливаются лимфоток и капиллярное кровообращение, улучшается потенциал защиты нервных клеток, ускоряется метаболизм, снижается количество провоспалительных компонентов, запускаются процессы клеточного восстановления.

Гипотермия, криотерапия, различные формы закаливания набирают все большую популярность. Криотехнологии широко применяют в косметологии в целях улучшения состояния кожи, сокращения морщин и уменьшения воспалительных процессов. Однако для радикального омоложения их пока не используют.

"Никто не может утверждать, что холод гарантированно продлевает жизнь, — отмечает Хусаинова. — Отследить влияние только температурной среды на долголетие при прочих равных условиях, с точки зрения исследований, не представляется возможным. Из-за большой продолжительности жизни человек — неудобная модель для проведения экспериментов. Так что мы можем опираться только на выводы, полученные на модельных животных".

"Польза закаливания для человека научно не подтверждена, — добавляет врач-эксперт лаборатории "Гемотест" кандидат медицинских наук Екатерина Кашух. — Главное — помнить, что закаляться нужно постепенно и регулярно, чтобы не нанести организму вред. Если есть хронические заболевания, стоит предварительно проконсультироваться с врачом. Особенно осторожными нужно быть гипертоникам и пациентам с сердечно-сосудистыми болезнями — для них такие процедуры могут быть опасны".

На продолжительность жизни влияет множество факторов: наследственность, доступность медицинской помощи, питание, образ жизни. И многие из них, скорее всего, важнее, чем температура окружающей среды. Кроме того, большую роль играют занятия физкультурой, позитивный настрой и активная жизненная позиция.