Ограничение калорий расширяет жизнь и замедляет диапазон возрастных нарушений у мышей, крыс и других организмов. Но даже после восьми десятилетий исследования в области предмета, ученые все еще неясны, как тепловое ограничение оказывает свое борющееся против возраста влияние.Теперь, впервые у млекопитающих, исследователи в университете Флориды и коллегах в университете Висконсина выследили роль ключевого игрока в процессе, с помощью возрастной потери слуха в качестве примера. Белок рассматриваемый, названный Sirt3, мог обеспечить новую цель антистарения методов медикаментозного лечения.
О результатах исследования сообщают в проблеме 24 ноября журнала Cell.Исследователи нашли, что, когда Sirt3 отсутствует, тепловое ограничение теряет свои антистареющие полномочия.
Они раскрыли детали того, как белок, фермент, найденный прежде всего в митохондрии – энергопроизводящие центры клеток – отражают некроз клеток путем поддержания среды, сражающейся с деструктивными химикатами.«Выбивание это, кажется, очень отрицательно для митохондриальной функции и позволяет накопление оксидантного стресса и повреждения нейронов и других клеток», сказал Христиан Леойвенбург, доктор философии, один из ведущих авторов исследования, который является руководителем биологии стареющего подразделения в отделении Медицинского колледжа UF старения и гериатрического исследования и члена Института UF Старения. «Это – важная подсказка о роли, которую Sirt3 играет в защите клеток от возрастного повреждения».Возрастная потеря слуха является наиболее распространенным сенсорным нарушением среди пожилых, вызывающих больше чем 40 процентов людей старше, чем 65 и спроектированный, чтобы влиять на 28 миллионов американцев к 2030, по данным Министерства здравоохранения и социального обеспечения.Нарушение отмечено смертью сенсорных волос и невроцитов во внутреннем ухе.
В то время как те клетки долговечны, они не восстанавливают, таким образом, их упадок означает постоянную потерю слуха. Но не все потеряно, так как среда, в которой проживают те клетки, может ремоделироваться в течение долгого времени, поскольку поврежденные органеллы, такие как митохондрия заменяются. Тепловое ограничение помогает спасти те поврежденные клетки путем сокращения окислительного повреждения.
Ранее показав, что ограничение диеты вызывает выражение белка Sirt3 во внутреннем ухе, исследователи теперь показывают, что Sirt3 помогает тепловому ограничению путем борьбы с некоторыми химическими реакциями, играющими главную роль в процессе старения.Фермент принадлежит классу составов, названных сиртуинами, которые, как известно, имеют антистареющие эффекты в более низких организмах включая дрожжи и мух. До сих пор, однако, не было явного доказательства, что эффект распространяется на млекопитающих.«Это – существенный шаг с точки зрения понимания стареющего замедления диетическим ограничением – это не работает без Sirt3», сказал Шиничи Сомея, доктор философии, первый автор бумаги и ученый ассистента в генетике и медицинской генетике в университете Висконсина-Мадисона.
У нормальных мышей, понижая потребление калории к 75 процентам регулярной диеты уменьшил потерю слуха, но у Sirt3-дефицитных мышей, диетическое ограничение не имело такого эффекта. Далее, после теплового ограничения, мыши, испытывающие недостаток в Sirt3, потеряли больше клеточных структур, жизненно важных для слушания – сенсорные волосы и невроциты в ухе – чем сделал нормальных мышей на столь же ограниченной диете.
Соответствующий с тем наблюдением, исследователи нашли, что, в то время как тепловое ограничение уменьшило окислительное повреждение ДНК во внутренних ушных клетках у нормальных мышей, это не имело того эффекта у мышей, испытавших недостаток в Sirt3.Более близкая экспертиза показала, что Sirt3 регулирует основанный на митохондрии защитный механизм, названный глютатионовой системой антиоксиданта, через которую тепловые работы ограничения помочь сохранить адекватное химическое равновесие должны были продолжать впитывать разрушительные кислородсодержащие химикаты, как они появляются.Эффекты, замеченные в ухе, также наблюдались в ткани мозга и печени, предполагая, что Sirt3 мог бы иметь роль далеко за пределами возрастной потери слуха и потенциальную выгоду при сердечно-сосудистых заболеваниях и неврологических болезнях.
«Они взяли все это путь от физиологического уровня вниз к молекулярному уровню», сказал С. Михал Язвинский, доктор философии, преподаватель медицины и биохимии в Тулейнском университете и директоре Центра Тулейна Старения, не вовлеченном в исследование. «Это может быть чем-то, что является обычно действующим в других тканях также и может объяснить полный тепловой эффект ограничения».Новые результаты исследования идентифицируют Sirt3 как цель, вокруг которой можно сосредоточить антистареющие терапевтические усилия, включая занимающиеся расследованиями способы активировать ее производство в теле.
«Мы теперь наконец идентифицируем основные гены, вовлеченные в действие теплового ограничения, и это обеспечивает новые возможности для развития методов лечения, которые могут быть в состоянии предоставить преимущества теплового ограничения», сказал Томас Пролла, доктор философии, преподаватель генетики и медицинской генетики в университете Висконсина-Мадисона, возглавившего исследовательскую группу.Источник: университет Флоридского центра медицинской науки