Подовження життя за рахунок зменшення споживання калорій або активності інсуліну в організмі впливає на когнітивні здібності. Черв'як. І навпіл. Про це в Публічній бібліотеці наукової біології повідомила команда з п'яти членів, яку очолює Колін Мерфі з престижного Принстонського університету (США). Першою автором статті стала її колега Аманда Кауфман.

Колін Мерфі

"Дослідження довголіття припускають, що організми, що живуть довше, довше зберігатимуть фізіологічні функції. Здається, нам потрібно переглянути. Різні механізми продовження віку можуть принести користь одним функціям, а іншим - зашкодити іншим, тому правильний терапевтичний підхід повинен зосередитись на більш ніж одному довголітті регулятор ", - сказала Колін Мерфі.

Вона та її колеги вивчали вплив зменшення споживання калорій на когнітивні функції нематод Caenorhabditis elegans, одного з модельних організмів біології. Вони виявили, що "дієта" нематоди порушила довготривалу пам'ять про раннє доросле життя. Однак, як не дивно, пам’ять з віком не погіршувалася. Це говорить про те, що зменшення споживання калорій захищає від поступової втрати пам’яті.

В іншому експерименті вони використовували мутовані нематоди, що дозволило оцінити ефект зниження активності інсуліну окремо. З’ясувалося, що хоча ці нематоди не погіршували довготривалої пам’яті в ранньому зрілому віці і зберігали здатність краще вчитися з настанням віку, вони в кінцевому підсумку не були захищені від погіршення довготривалої пам’яті в більш старшому віці.

Caenorhabditis elegans використовується для вивчення старіння та довголіття завдяки своїй простій нервовій системі, короткій тривалості життя (два-три тижні) та тому, що він виявляє багато ознак старіння, які спостерігаються в інших організмів, включаючи людей, таких як зниження рухливість і м’язова слабкість. Крім того, його мутанти живуть вдвічі менше, що дозволяє шукати молекулярні та генетичні механізми довголіття.

Чи погіршує старіння когнітивну функцію нематод, як це часто буває у людей? І якщо так, чи стосується це також і згаданих мутантів-довгожителів? Але як можна оцінити здатність вчитися та шукати пам’ять? Члени команди Колін Мерфі були натхненні відомими експериментами російського фізіолога Івана Павлова, який навчив собак асоціювати їжу зі звуком дзвона. Нематоди так само навчилися пов'язувати їжу - бактерії - з хімічною речовиною, бутаноном. В іншому випадку він відлякує нематод, але вчені годували їх у присутності бутанону, тож після його "нюхання" вони прямували до нього.

Молоді хробаки переїхали до бутанону лише через півгодини тренувань, але запам'ятали це лише менше двох годин. Після семи тренувань це було записано в їх довготривалу пам’ять, принаймні на 16 годин (у людей це означало б пам’ятати щось три-шість років). Пам’ять зменшилася вдвічі протягом 24 годин, а нематоди повністю забули про бутанон протягом 40 годин.

Черви почали втрачати здатність засвоювати та зберігати інформацію порівняно рано за своє коротке життя, вже на другий день дорослості. На четвертий день дорослості довгострокові спогади повністю перестали формуватися. Коллен Мерфі та її колеги перейшли від звичайних нематод до довгожителів-мутантів. Мутантна нематода daf-2 послаблює активність інсуліну. Цей ген регулює виживання, стійкість до стресів та підтримку рухливості. Його аналог людини регулює старіння. Черви з іншою мутацією, у свою чергу, ускладнювали споживання їжі. Доведено, що дієта продовжує життя кожного вивченого до цього часу організму - нематод, мишей та мавп. Очевидно, мова йде не просто про запобігання ускладненням ожиріння для здоров’я, а про стримування старіння.

Хоча молоді мутанти з «дієтою» підтримували свою нормальну короткочасну пам’ять, їх довготривала пам’ять сильно погіршувалась, і їхні спогади зникали протягом 24 годин, порівняно із 40 годинами звичайних нематод. Однак з віком довготривала пам’ять, хоч і слабка, не погіршувалась. Вони формували довгострокові спогади на четвертий день дорослості, коли звичайні глисти повністю втратили цю здатність.

На відміну від цього, молоді мутанти зі зниженою активністю інсуліну мали втричі довшу (шість годин) короткочасну пам’ять, ніж звичайні нематоди, а довготривала пам’ять тривала значно довше, ніж 40 годин, для звичайних нематод. Вони також зберігали здатність вчитися набагато довше, ніж звичайні нематоди. Однак їх здатність формувати довготривалі спогади ослабла так швидко, як у звичайних нематод; на четвертий день дорослості вони вже не могли цього зробити.

Команда Колін Мерфі простежила першопричину цих відмінностей у ступені виробництва білка CREB (абревіатура циклічного аденозинфосфату) в організмі. CREB зв'язується з ДНК і регулює активність генів. Вони виявили, що CREB має вирішальне значення для довгострокового запам'ятовування нематод, але короткочасна пам'ять цього не вимагає. Це підтверджує попередні результати інших вчених, згідно з якими це необхідно для довготривалої пам’яті, наприклад, морських равликів, плодових мух та ссавців.
Різні фактори, що продовжують життя, тобто протягом життя організму, мають суттєво різний вплив на когнітивні функції, як позитивно, так і негативно. Тому Колін Мерфі зазначає, що вона одночасно оптимістична і обережна щодо використання цих механізмів для запобігання втраті пам'яті з віком, так що продовження життя людей також означає підтримку здорового мозку.

"Я оптимістичний, що ці механізми довголіття у Caenorhabditis elegans збереглися у вищих організмів, і ми обгрунтовано впевнені, що вони можуть мати подібний вплив на тривалість життя та когнітивні функції. Однак ці результати також свідчать про те, що не кожен спосіб продовжити життя є добре для когнітивних функцій ", - сказала вона.

Він та його колеги планують перевірити хімічні речовини, що діють в організмі людини, щоб побачити, чи впливають вони на когнітивні порушення нематоди з віком. Якщо це так, ті, хто принаймні сповільнить його, якщо вони більше не посилять когнітивні здібності, можуть стати основою нових препаратів. Важкість вирішення цієї проблеми в медицині швидко зростає із збільшенням середньої тривалості життя. На думку дослідників, старіння може збільшитися щонайменше ще на два десятиліття. Але що робити, якщо здоровий мозок не зберігається одночасно?


На знімку Коулін Мерфі (показуючи на монітор) з деякими членами своєї лабораторії поруч із нею сидить співавтор Джессіка Лендіс.


На зображенні зліва зображені нематоди, які не пройшли підготовку до поєднання їжі з бутаноном, краплю якого вчені помістили праворуч від чашки Петрі. Праві нематоди після тренування, збираючись навколо доданого бутанону.

Джерела: Публічна бібліотека природознавства від 18.5.2010; Комюніке Принстонського університету від 19 травня 2010 р