Материал добавлен пользователем MinotavrУченые подтвердили тесную связь белка SIRT1 и гипоталамуса в реакции организма на низкокалорийную диету
Наблюдая за двумя группами мышей, в которых животные голодали в течение почти двух дней, ученые обнаружили, что мыши одной группы тихо сидели, прижавшись друг к другу, в то время как животные другой группы были активны и находились в обычном для них настороженном состоянии. Чем же объяснялась такая разница? Вторая группа мышей состояла из биоинженерных животных, мозг которых вырабатывал больше SIRT1, белка, известного своей ролью в развитии процесса старения и долголетии.
«Эти результаты удивили нас», - говорит старший автор исследования доктор
философии и медицины Шин-ичиро Имаи (Shin-ichiro Imai), специалист в области
изучения процессов старения из Школы медицины Вашингтонского университета (Washington
University School of Medicine) в Сент-Луисе. «Они демонстрируют, что
вырабатываемый в мозге SIRT1 связан с механизмом, который позволяет животным
выживать в условиях ограничения пищи. Он может быть задействован и в механизме
увеличения продолжительности жизни, обусловленном низкокалорийной диетой».
Имаи объясняет, что мыши с увеличенной выработкой SIRT1 обладают внутренними
механизмами, позволяющими им более эффективно расходовать энергию, что помогает
животным двигаться в поисках пищи даже после длительного голодания. Такая
повышенная эффективность расходования энергии позволяет отложить старение и
увеличить продолжительность жизни.
Результаты исследования опубликованы в статье «SIRT1 promotes the central
adaptive response to diet restriction through activation of the dorsomedial and
lateral nuclei of the hypothalamus» в «Журнале неврологии».
Предыдущее исследование Имаи продемонстрировало, что SIRT1 является центром
сети, связывающей метаболизм и старение. Та или иная форма этого гена найдена в
каждом организме на Земле. Ген координирует метаболические реакции всего
организма и управляет его ответом на поступление пищи. SIRT1 активируется при
низком поступлении калорий, которое доказанно приводит к увеличению
продолжительности жизни лабораторных животных.
Исследователи установили, что ключом к чрезвычайной активности мышей является
небольшая область мозга, называемая гипоталамусом, которая контролирует основные
жизненные функции, такие как ощущение голода, температура тела, реакция на
стресс и цикл сна-бодрствования.
В начале исследовательского проекта его ведущий автор доктор философии Акико
Сато (Akiko Satoh) увидел, что у мышей, находящихся на низкокалорийной диете,
увеличилось количество белка SIRT1 в определенных областях гипоталамуса и что
нейроны этой области находятся в активном состоянии.
Поэтому исследователи «сконструировали» мышей с постоянно повышенной выработкой
SIRT1 в мозге. Именно тогда Сато и заметил необычный уровень активности мышей в
условиях голодания.
«Это было первой демонстрацией того, что SITR1 является главным посредником в
поведенческой адаптации к условиям низкокалорийного питания», - комментирует
наблюдение Сато.
Интересно, что у таких мышей, называемых BRASTO (мыши со специфически повышенной
выработкой SIRT1 в мозге - brain-specific SIRT1-overexpressing), после 48 часов
голодания сохранялась более высокая температура тела, чем у обычных мышей, у
которых температура во время голодания падала.
«Мыши BRASTO более эффективно расходуют энергию, что позволяет им достичь более
высокой температуры тела и повышенного уровня активности, если пища ограничена»,
- говорит Имаи, доцент кафедр биологии развития и медицины.
Ученые также исследовали мышей, в мозге которых не вырабатывается белок SIRT1. В
условиях ограниченного питания активность таких мышей не повышается, а
температура тела падает ниже нормы, что представляет собой дальнейшее
подтверждение того, что SIRT1 важен для развития реакции организма, выражающейся
в повышении активности и подъеме температуры тела.
Более глубоко исследовав роль SIRT1 в гипоталамусе, исследователи установили,
что в период ограничения питания белок увеличивает выработку определенных
нейронных рецепторов в гипоталамусе, принимающих участие в регуляции скорости
метаболизма и усвоения пищи и чувствительности организма к инсулину. Кроме того,
мыши с повышенной выработкой SIRT1 отличались более выраженной реакцией нервной
системы на гормон кишечника грелин, который стимулирует гипоталамус в период
ограничения питания. Оба вывода добавляют вес гипотезе о том, что SITR1 играет
значительную роль в реакции гипоталамуса на ограничение пищи.
Ученые продолжают исследовать мышей BRASTO, чтобы установить, будет ли
продолжительность их жизни больше, чем у обычных мышей.
Из работы можно сделать вывод, что мозг, и особенно гипоталамус, могут играть
доминирующую роль в регуляции скорости старения. Исследователи надеются, что их
эксперименты дадут ключи к увеличению продолжительности активного периода жизни.
«Если мы сможем улучшить функционирование гипоталамуса человека, манипулируя
белком SIRT1, мы, возможно, сможем преодолеть некоторые проблемы, связанные с
процессом старения», - говорит Имаи. «Один из примеров – старческая анорексия,
при которой пожилые люди теряют желание есть. Возможно, что увеличение
количества SIRT1 сможет частично решить подобные поведенческие проблемы».
Источник: www.lifesciencestoday.ru