Обычно считается, что меры по голоданию, которые включают чередование периодов голодания и возобновления питания, улучшают здоровье. Но эти вмешательства не работают так же хорошо на старых животных. Вопрос: Почему?
Изучая недолговечную рыбу-киллифишу, исследователи из Института биологии старения Макса Планка в Кёльне показали, что пожилые рыбы отклоняются от юношеского цикла голодания и повторного кормления и вместо этого входят в состояние постоянного голодания, даже при приеме пищи.
Однако польза от возобновления кормления после голодания у старых киллифишей может быть восстановлена путем генетической активации специфической субъединицы киназы AMP, важного сенсора клеточной энергии. У этих мутантных рыб улучшилось здоровье и продолжительность жизни, что указывает на то, что для улучшения здоровья необходимы как голодание, так и возобновление кормления, и для этого они действуют через киназу AMP.
На многих модельных организмах уже было показано, что сокращение рациона питания, либо за счет ограничения калорий, либо периодов голодания, оказывает положительное влияние на здоровье. Однако человеку трудно есть меньше на протяжении всей жизни. Чтобы найти наиболее подходящее время для голодания, исследователи ввели меры голодания в разном возрасте, обнаружив, что эти вмешательства в более старшем возрасте не приносят такой же пользы, как у более молодых животных.
Группа исследователей из Кёльна, Германия, теперь исследовала возрастные эффекты голодания у киллифиш.
Киллифиш — быстро стареющая рыба, которая превращается из молодой в старую всего за несколько месяцев.
Исследователи либо держали голодными молодых и старых рыб в течение нескольких дней, либо кормили их дважды в день. Они обнаружили, что висцеральная жировая ткань старых рыб стала менее восприимчивой к кормлению.
«Известно, что жировая ткань наиболее сильно реагирует на изменения в потреблении пищи и играет важную роль в обмене веществ. Вот почему мы изучили ее более внимательно», — объясняет Роберто Рипа, ведущий автор исследования.
Исследователи обнаружили, что неспособность реагировать на фазу кормления приводит жировую ткань старых рыб в состояние постоянного голодания: энергетический обмен отключается, выработка белка снижается, а ткани не обновляются.
«Мы предполагали, что старые рыбы не смогут перейти на голодание после кормления. Удивительно, но оказалось наоборот: старые рыбы находились в состоянии постоянного голодания, даже во время еды», — говорит Адам Антеби, директор Max Planck. Институт биологии старения и руководитель исследования.
Когда исследователи более внимательно изучили, чем жировая ткань старой рыбы отличается от жировой ткани молодой, они обнаружили специфический белок, называемый AMP-киназой. Эта киназа является сенсором клеточной энергии и состоит из различных субъединиц, из которых активность субъединицы γ1 снижается с возрастом. Когда ученые увеличили активность этой субъединицы посредством генетической модификации, состояние, подобное голоданию, было нейтрализовано, и старые рыбы стали здоровее и даже жили дольше.
Интересно, что также была обнаружена связь между субъединицей γ1 и старением человека. Значительно более низкие уровни конкретной субъединицы были измерены в образцах пожилых пациентов. Кроме того, на человеческих образцах удалось показать: чем менее слабым является человек в пожилом возрасте, тем выше уровень γ1-субъединицы.
«Конечно, мы пока не знаем, действительно ли субъединица γ1 ответственна у людей за более здоровое старение. На следующем этапе мы попытаемся найти молекулы, которые активируют именно эту субъединицу, и выяснить, можем ли мы использовать их для положительного влияния старение», — объясняет Адам Антеби.