Вчені з’ясували, як працює центр управління старінням
Чому наш організм згодом старіє – питання складне, і над ним вчені ламають голови вже багато років. Єдиної загальноприйнятої точки зору щодо цього немає, але існує кілька гіпотез.
Вважається, наприклад, що з віком починає псуватися робота білків, мітохондрій, накопичуються генетичні ушкодження, ламається механізм регуляції генів, псуються білки-гістони, в які «упакована» ДНК, – через це виникають хвороби, а зрештою ці ушкодження наводять та до загибелі організму.
Одні з найпопулярніших гіпотез старіння – це накопичення у клітинах активних форм кисню та укорочування довжини теломер (повторів коротких послідовностей нуклеотидів на кінцях хромосом). Але чому ці процеси запускаються у певний час? Існує припущення, що в організмі людини знаходиться центр керування старінням, звідки і подаються різні сигнали.
У 2013 році команді під керівництвом професора Дуншена Цая (Dongsheng Cai) із Медичного коледжу Альберта Ейнштейна у Нью-Йорку (США) вдалося зробити дивовижне відкриття. Вчені дійшли висновку, що таким центром є гіпоталамус – відділ головного мозку, який контролює роботу гормональної системи, відповідає за зростання, розвиток, репродуктивну функцію та метаболізм. Але досі так і залишалося незрозумілим, як гіпоталамус керує старінням.
Цим питанням професор Цай та його колеги вирішили зайнятися. Їм удалося зробити цікаві висновки, про які вони повідомляють у новому випуску журналу Nature.
Ось що показало їх дослідження. Вони виявили в гіпоталамусі мишей невелику популяцію нейрональних стовбурових клітин (ці клітини є у всіх дорослих ссавців, і вони дають початок новим нейронам). У процесі експерименту з'ясувалося, що звіком кількість нейрональних стовбурових клітин у гіпоталамусі зменшується. А від того, як швидко йде цей процес, і залежить швидкість старіння всього організму.
«Наше дослідження показує, що кількість нейрональних стовбурових клітин у гіпоталамусі протягом життя скорочується. І що швидше відбувається це скорочення, то швидше відбувається і старіння», - каже професор Цай.
Але найдивовижніше, як виявилося, процес втрати цих клітин можна сповільнити.
«Цей процес оборотний. Якщо заповнити популяцію нейрональних стовбурових клітин гіпоталамуса, то старіння можна сповільнити», - додає Цай.
А ось як відбувався сам експеримент.
Спочатку вчені помітили, що миші починають втрачати свої нейрональні стовбурові клітини приблизно у десятимісячному віці – до того, як виявляються видимі ознаки старіння. До дворічного віку майже вся популяція цих клітин зникає.
На наступному етапі експерименту в мозок старіючих мишей вчені запровадили популяцію нейрональних стовбурових клітин, яку взяли у молодих тварин.
Дивно, але через чотири місяці у цих гризунів спостерігалися покращення когнітивних здібностей та м'язової функції порівняно із звичайними мишами з контрольної групи того ж віку. Більше того, жили вони в середньому на десять відсотків довше, ніж їхні родичі.
Професор Цай пояснює таке уповільнення старіння тим, що введені нейрональні стовбурові клітини продукують мікроРНК. Це невеликі послідовності з 19-24 нуклеотидів. Вони не кодують білки, але виконують важливі регуляторні функції – зв'язуються з матричною РНК (мРНК) і таким чином втручаються у процес синтезу білків. Останнім часом вчені отримують все нові і нові дані про їх роль в організмі, у тому числі ірегуляції процесів старіння.
Як каже професор Цай, зараз їхнє основне завдання зрозуміти, які ще механізми уповільнення старіння, крім продукування мікроРНК, лежать в основі дії нейрональних стовбурових клітин.
Вчені сподіваються, що врешті-решт їхні дослідження допоможуть продовжити життя людям, причому життя без хвороб, властивих старості.