Вчені з'ясували, як обмеження в їжі уповільнює старіння мозку і збільшує тривалість життя

«Коли люди обмежують кількість їжі, яку вони їдять, вони зазвичай думають, що це може вплинути на їхній травний тракт або накопичення жиру, але не обов’язково про те, як це впливає на мозок», — сказав Кеннет Вілсон, доктор філософії, постдоктор Бака та перший автор. дослідження, опублікованого в Nature Communications. «Як виявилося, це ген, який важливий для мозку».

Команда додатково продемонструвала детальний клітинний механізм того, як обмеження дієти може затримати старіння та уповільнити прогресування нейродегенеративних захворювань. Робота, виконана на клітинах плодових мушок і людини, також визначає потенційні терапевтичні цілі для уповільнення старіння та вікових нейродегенеративних захворювань.

«Ми знайшли нейроно-специфічну реакцію, яка опосередковує нейропротекторію дієтичного обмеження», — сказав професор Бак, доктор філософії, співавтор дослідження. «Такі стратегії, як періодичне голодування або обмеження калорійності, які обмежують поживні речовини, можуть підвищити рівень цього гена для посередництва його захисних ефектів».

«Ген є важливим фактором стійкості мозку, який захищає від старіння та неврологічних захворювань», — сказала професор Бака Ліза Еллербі, доктор філософії, співавтор дослідження.

Розуміння мінливості у відповідь на дієтичне обмеження

Члени команди раніше продемонстрували механізми, які покращують тривалість життя та здоров’я за допомогою дієтичного обмеження, але існує така велика варіабельність реакції на зменшення калорій у різних індивідуумів та різних тканин, що стає зрозумілим, що існує багато процесів, які ще належить відкрити. Цей проєкт було розпочато, щоб зрозуміти, чому різні люди по-різному реагують на дієти.

Команда почала зі сканування близько 200 штамів мух з різним генетичним походженням. Мух вирощували з двома різними дієтами, або з нормальною дієтою, або з дієтичним обмеженням, яке становило лише 10% від нормального харчування. Дослідники ідентифікували п'ять генів, які мали специфічні варіанти, які суттєво впливали на тривалість життя за умов дієтичного обмеження. Два з них мали відповідники в генетиці людини.

Команда вибрала один ген для ретельного вивчення, який називається «гірчиця» (mtd) у плодових мушок і «стійкість до окислення 1» (OXR1) у людей і мишей. Ген захищає клітини від окисного пошкодження , але механізм функціонування цього гена був неясним. Втрата OXR1 у людей призводить до серйозних неврологічних дефектів і передчасної смерті. У мишей додатковий OXR1 покращує виживаність у моделі бічного аміотрофічного склерозу (БАС).

Зв'язок між старінням мозку, нейродегенерацією та тривалістю життя

Щоб з’ясувати, як ген, активний у нейронах, впливає на загальну тривалість життя, команда провела низку поглиблених тестів. Вони виявили, що OXR1 впливає на комплекс під назвою ретромер, який є набором білків, необхідних для перероблення клітинних білків і ліпідів.

«Ретромер є важливим механізмом у нейронах, оскільки він визначає долю всіх білків, які потрапляють у клітину», — сказав Вілсон. Дисфункція ретромера була пов'язана з віковими нейродегенеративними захворюваннями, які захищені обмеженням в харчуванні, зокрема хворобами Альцгеймера та Паркінсона.

Загалом їхні результати розповіли історію про те, як дієтичне обмеження уповільнює старіння мозку завдяки дії mtd/OXR1 на підтримку ретромера.

«Ця робота показує, що ретромерний шлях, який бере участь у повторному використанні клітинних білків, відіграє ключову роль у захисті нейронів, коли поживні речовини обмежені», — сказав Капахі. Команда виявила, що mtd/OXR1 зберігає функцію ретромера і необхідний для функціонування нейронів, здорового старіння мозку та збільшення тривалості життя, що спостерігається при обмеженні дієти.

«Дієта впливає на цей ген. Якщо їсти менше, ви фактично покращуєте цей механізм правильного сортування білків у ваших клітинах, тому що ваші клітини підсилюють експресію OXR1», — сказав Вілсон.

Команда також виявила, що підвищення mtd у мух спричинило їх довше життя, що спонукало дослідників до припущення, що у людей надмірна експресія OXR1 може допомогти продовжити тривалість життя. «Нашим наступним кроком є ​​визначення конкретних сполук, які підвищують рівень OXR1 під час старіння, щоб уповільнити старіння мозку», — сказав Еллербі.

«Сподіваюся, з цього ми зможемо отримати більше уявлення про те, чому наш мозок взагалі дегенерує», — сказав Вілсон.

«Дієта впливає на всі процеси у вашому організмі», - сказав він. «Я думаю, що ця робота підтримує зусилля щодо дотримання здорової дієти, тому що те, що ви їсте, вплине більше, ніж ви думаєте».

ДЖЕРЕЛО: https://medicalxpress.com/