Умеренность в пище считается важным средством поддержания здоровья и долголетия. А чтобы не приходилось чересчур страдать от отсутствия любимых пирожных и колбасы, дефицит питания можно «сыграть». Имитаторы эффектов ограничения калорий – это вещества, влияние которых на организм остается плохо изученным, но весьма перспективным для увеличения продолжительности жизни.
Поиски «эликсира молодости» и прочих способов увеличения длительности жизни продолжаются тысячи лет, но существенно удлинить человеческую жизнь не удалось пока ни магам, ни алхимикам. Несколько больше надежд дают недавние биологические открытия: по крайней мере теперь мы лучше понимаем, как устроено старение и что ему можно противопоставить. Некоторые из действительно работающих стратегий увеличения продолжительности жизни связаны с изменением образа жизни. Это и ограничение потребления калорий, и интервальное голодание, и физическая активность. Все они по крайней мере частично направлены на усиление аутофагии – процесса, который нередко называют «контролируемым самоубийством» клетки. Он является важнейшей частью ее нормальной жизни, позволяя избавляться от внутриклеточных патогенов, уничтожать поврежденные белки и органеллы прежде, чем они нанесут ущерб.
Аутофагия клеток в мозге замедляет накопление белковых агрегатов – бета-амилоида и тау-белка (при болезни Альцгеймера) и телец Леви (при паркинсонизме). Включаясь в пораженных инфекцией клетках, она поставляет иммунной системе образцы молекул патогена для развития эффективного ответа. Имеются данные о связи нарушения аутофагии с развитием ожирения и диабета II типа. Но главное для нас – то, что ее замедление происходит в стареющем организме: недаром для пожилого возраста так характерны все перечисленные выше заболевания.Считается, что стимуляция этих процессов позволит замедлить старение и увеличить продолжительность жизни, а один из перспективных инструментов запуска аутофагии – ограничение потребления калорий.
Одним из возможных способов увеличения продолжительности жизни является аутофагия, сопровождает жизнедеятельность любой нормальной клетки в обычных условиях. Однако чрезмерная аутофагия может приводить к клеточной смерти
Самодисциплина для самоисцеления
Эффективность умеренного голодания для увеличения продолжительности жизни многократно показана в экспериментах на самых разных модельных организмах, от дрожжей и нематод до грызунов и макак. Однако добиться от людей добровольного самоограничения оказалось куда сложнее. Недаром, несмотря на все доводы медиков, число людей с избыточным весом за последние 40 лет почти утроилось. По оценкам ученых из Гарвардской школы общественного здравоохранения, более 57% нынешних американских детей уже к 35 годам будут страдать ожирением. Каждый, кто клялся себе начать с понедельника новую жизнь, знает, как тяжело дается дисциплина. Вот если бы можно было просто проглотить таблетку!
Как ни странно, это вполне возможно: так работают миметики ограничения калорий (Calorie restriction mimetics, CRM) – соединения, имитирующие эффекты голодовки. Первыми и самыми простыми из них оказались антигликолитики, подавляющие усвоение из пищи высокоэнергетических жиров и углеводов. Однако их влияние на организм чересчур сложно, что приводит к многочисленным и часто опасным побочным эффектам. По счастью, сигнальные пути, участвующие в запуске аутофагии (в том числе и в ответ на нехватку пищи), установлены достаточно детально. Мы можем целенаправленно искать вещества, избирательно действующие на нужные этапы этого процесса и вовлеченные в него белки.
С увеличением ожидаемой продолжительности жизни в большинстве стран встает вопрос о том, насколько качественна жизнь в эти дополнительные годы, в добром ли здравии они проживаются или нет
Звенья гибельной цепи
Например, пока питательных веществ хватает, в клетке сохраняется достаточно аденозинтрифосфата (АТФ), ацетилкофермента А (ацетил-КоА) и восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (NADH) – важнейших участников метаболизма. Присутствие этих веществ напрямую ингибирует работу некоторых ключевых белков аутофагии, таких как сиртуины. Другие подавляются ферментом Р300, который реагирует на присутствие ацетил-КоА, третьи «выключаются» рецепторами межклеточных гормонов, факторов роста. Нехватка питания, которая приводит к уменьшению запасов АТФ, ацетил-КоА и NADH, отсутствие факторов роста и дезактивация белка Р300, не получающего ацетил-КоА, – все это запускает «самопереваривание» и обновление клетки. Каждое из этих звеньев может стать целью для воздействия CRM-препаратов.
Исследования CRM лишь начинаются: окончательных доказательств их пользы для организма пока нет. И уж тем более не существует фармакологических средств, которые использовали бы CRM; встречающиеся в продаже всевозможные биологически активные добавки и чудодейственные травяные препараты к таковым отнести нельзя. Однако медики уже определили некоторые вещества, способные влиять на работу регуляторных механизмов аутофагии, и продолжают изучать их эффекты, будь то снижение содержания в клетке небольших молекул ацетил-КоА или NADH или регуляция ферментов. Попробуем рассмотреть оба метода имитации.
Метод малых молекул
Ацетил-КоА производится ферментом цитратлиазой при расщеплении питательных углеводов. Работу этого белка подавляет гидроксицитрат, содержащийся в карри (плоды гарцинии камбоджийской) и каркаде (отвар гибискуса) – и в бесчисленных «жиросжигающих» БАДах недоказанного действия. В самом деле, гидроксицитрат снижает синтез ацетил-КоА, и эксперименты показали, что под его действием замедляется накопление жировых капель в куриных гепатоцитах, а у крыс усиливается метаболизм белков. Однако к людям это почти не относится: если вещество и обладает каким-то эффектом, то очень небольшим и краткосрочным.
Аутофагия не всегда благо