Вы здесь

Биологические часы и старение

Структура сна и бодрствования человека во многом определяется внутренними циркадными часами, в большинстве случаев подчиняющимися 24-часовому циклу дня и ночи. Циркадные часы контролируют многие функции организма, в частности, метаболизм, и принимают участие в регуляции температуры тела. Исследования, проведенные на работающих в ночную смену людях, выявили у них повышенную предрасположенность к диабету, а эксперименты на животных показали, что нарушение циркадных ритмов связано с развитием диабета и ожирения.

Новое исследование, проведенное в Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology, MIT), показало, что ген SIRT1, задерживающий, как известно, развитие возрастных заболеваний, играет ключевую роль и в управлении циркадными ритмами. Ученые установили, что у нормальных мышей наблюдается возрастное угасание циркадной функции этого гена, но повышение уровней SIRT1 в головном мозге может предотвратить это угасание. И наоборот, потеря функции SIRT1 нарушает циркадную регуляцию у молодых мышей, имитируя происходящее при нормальном старении.

Полученные в MIT данные предполагают, что препараты, повышающие активность SIRT1 у человека, могут оказать значительное положительное влияние на здоровье, считает профессор биологии MIT Леонард Гваренте (Leonard Guarente), старший автор статьи об этом исследовании, опубликованной в журнале Cell. По его мнению, «если в процессе старения мы смогли бы поддерживать такую высокую степень активности SIRT1, какая только возможна, мы могли бы замедлить старение на уровне центральных часов головного мозга, и польза для здоровья определялась бы их влиянием».

В организме человека и животных циркадные ритмы подчиняются примерно 24-часовому циклу, управляемому центром контроля над циркадными ритмами, называемым супрахиазматическим ядром, расположенным в гипоталамусе. «Почти все, что происходит на физиологическом уровне, организовывается в соответствии с циркадным циклом», – объясняет профессор Гваренте. «Поэтому в последнее время развивается идея о том, что сохранение правильного циркадного цикла очень важно для здоровья. Если он нарушается, расплачиваться приходится потерей здоровья и, возможно, ускоренным старением».

«По существу, мы каждый день испытываем мини-смены часовых поясов, потому что световой цикл постоянно меняется. Важнейшим для нас является способность плавно адаптироваться к этим встряскам», – считает Гваренте. «Многие исследования на мышах показывают, что, в то время как молодые мыши делают это прекрасно, у старых животных возникают проблемы. С человеком вполне может происходить то же самое».

Если это так, то лечить или предупреждать возрастные заболевания можно усилением циркадной функции SIRT1 – либо путем доставки в мозг его активаторов, либо с помощью препаратов, усиливающих какую-либо другую часть системы контроля над циркадными ритмами, полагает ученый. «Я думаю, мы должны изучать каждый аспект машинерии циркадных часов головного мозга, и любые вмешательства, которые могут поддержать эти механизмы в процессе старения, должны пойти на пользу», – говорит он. «Одной из точек входа может быть SIRT1, потому что мы показали, что у мышей генетическое сохранение его активности помогает поддерживать его циркадную функцию».

Несколько активаторов SIRT1 сейчас проходят испытания в качестве препаратов против диабета, воспаления и других заболеваний, но они не рассчитаны на преодоление гематоэнцефалического барьера и, скорее всего, не смогут достичь центральной нервной системы. Однако можно разработать такие активаторы SIRT1, которые смогут проникать в головной мозг, полагает Гваренте.

Роман Кондратов (Roman Kondratov), адъюнкт-профессор биологии Университета штата Кливленд (Cleveland State University), считает, что последнее исследование профессора Гваренте поднимает несколько интереснейших вопросов, связанных с возможностью задержать или обратить вспять возрастные изменения в головном мозге путем «омоложения» активаторами SIRT1 главных циркадных часов. «Важность этого исследования состоит в том, что оно имеет как чисто научное, так и прикладное значение, принимая во внимание тот факт, что фармакологические модуляторы SIRT1 сейчас активно изучаются», – говорит исследователь.

В настоящее время лаборатория профессора Гваренте занимается изучением связи между здоровьем, циркадной функцией SIRT1 и диетой. Ученые предполагают, что диета с высоким содержанием жиров «ломает» циркадные часы, но такую поломку можно исправить повышением активности этого гена.

PS. Строго говоря, аббревиатура SITR1 относится к гену, продуктом экспрессии которого является белок сиртуин-1 (sirtuin1). Однако часто «SIRT1» употребляется как синоним сиртуина-1, если такая замена, с учетом контекста, не имеет принципиального значения.

Источники: http://www.nanonewsnet.ruhttp://web.mit.edu/:0:http://web.mit.edu/newsoffice/2013/the-link-betwee...}