Ученые обнаружили прямую связь между двумя процессами, идущими в организме
человека – старением и циркадными циклами. Их регулирует один и тот же ген.
Ранее проводилось достаточно много исследование на тему того, что происходит с организмом, в котором нарушаются циркадный ритм. Множество экспериментов, приводимых на животных, подтвердили, что нарушение циркадного ритма, который связан в 24-часовым циклом и сменой дня и ночи, приводит ко многим проблемам со здоровьем, включая заболевания сердечнососудистой системы, нарушения в обмене веществ, развитие диабета и ожирения.
Новое исследование, проведенное учеными из Массачусетского технологического института, показали, что ген SIRT1, который отвечает в организме за процессы старения и заболевания, с ним связанные, играет главную роль в контроле циркадного ритма. В ходе экспериментов, проводимых на мышах, было выяснено, что циркадные функции в организме постепенно угасают со старением. Но если значительно поднять уровень SIRT1, этот процесс останавливается, и старение вместе с ним. И наоборот — у молодых мышей при снижении уровня SIRT1начинаются процессы, абсолютно идентичные естественному старению.
С момента открытия свойств белка гена SIRT1, ученые работают над идеей, что с помощью препаратов, повышающих уровень SIRT1, можно заметно улучшить здоровье, если не повернув вспять, то переставив на несколько лет назад «часы», которые есть в нашем мозгу и которые отмеряют нашу жизнь.
Человек, как и все животные на Земле, живет в соответствии с циркадным ритмом, связанным с 24-часовым суточным циклом и сменой светового дня и ночи. Руководит этим процессом так называемое супрахиазмальное ядро, которое находится в гипоталамусе. По словам руководителя исследования, профессора биологии МТИ и главного автора научной статьи на эту тему (опубликована в журнале Cell) Леонарда Гаренте, «абсолютно все, что происходит в нашем организме, соотносится с циркадным циклом, этот ритм очень важен — его нельзя ломать и расстраивать, поскольку за это придется неизбежно расплачиваться своим здоровьем, а, возможно, и длительностью жизни, поскольку этот ритм связан и с процессом старения».
В прошлом году Гаренте обнаружил, что мыши, которые живут в соответствии со строгим и естественным циркадным циклом, отличаются крепким здоровьем и хорошей продолжительностью жизни. Это и натолкнуло его на мысль о том, что ген SIRT1 играет роль в этих процессах. Еще 15 лет назад Гаренте обнаружил и описал связь этого гена с процессом старения: SIRT1 регулирует клеточный ответ организма на стресс, координируя выработку целого ряда гормонов и белков в правильной последовательности, позволяя клеткам организма оставаться здоровыми и сильными.
Леонард Гаренте со своей командой создал генетически модифицированных мышей с разным уровнем SIRT1 в мозге. Одна группа мышей была с нормальным уровнем SIRT1, у второй его не было вовсе, и две группы – с повышенным уровнем SIRT1 в 2 и в 10 раз соответственно.
Мыши без SIRT1 имели чуть более долгий циркадный цикл (23.9 часов) чем нормальные мыши (23.6), а мыши, у которых уровень SIRT1 был повышен в 10 раз цикл был самым коротким – 23.1 час.
Наблюдая за мышами с нормальным уровнем SIRT1, ученые нашли подтверждение своей гипотезы о том, что при нарушениях циркадного ритма молодые мыши значительно лучше входят обратно в ритм и лучше справляются с последствиями его нарушения. При этом, мыши, у которых уровень SIRT1 повышен, не продемонстрировали вообще никакой разницы в том, как их организм справляется с нагрузкой и возвращается в циркадный ритм с возрастом.
Накапливая все больше и больше свидетельств в пользу того, что циркадные ритмы напрямую связаны с состоянием здоровья и правильным обменом веществ, ученые приводят в пример небольшие нарушения циркадного цикла, через которые мы все вынуждены проходить хотя бы в силу изменения длительности дня и ночи в течение года, а также переводом часов на зимнее и летнее время. Молодые люди справляются с этим практически не замечая никаких изменений, в то время как для пожилых людей изменения в графике жизни даже на один час могут быть очень болезненными. Статистика несколько раз подтверждала увеличение количества приступов сердечнососудистых заболеваний в период перехода с одного времени на другое.
И если это так, следующий шаг, по мнению ученых — разработать такие препараты, которые помогли бы регулировать необходимый уровень SIRT1 и соответственно, циркадный ритм.
Сегодня идет активная работа над созданием подобных препаратов. Кроме того, команда Гаренте работает над еще одним вопросом — им интересно, как связаны циркадные ритмы, здоровье и система питания. В настоящий момент у ученых есть гипотеза, что диета, богатая жирами, влияет на выработку SIRT1, что в свою очередь не может не сказываться на всех функциях, за которые отвечает этот ген в организме.