Холод активирует клеточный механизм очистки, который расщепляет вредные белковые скопления, ответственные за различные заболевания, связанные со старением. В последние годы исследования на различных модельных организмах уже показали, что продолжительность жизни значительно увеличивается при понижении температуры тела. Однако во многих областях до сих пор неясно, как именно это работает. Исследовательская группа из Кластера передового опыта CECAD в области исследований старения Кельнского университета открыла один ответственный механизм. Исследование опубликовано в журнале Nature Aging.
Профессор доктор Дэвид Вилчес и его рабочая группа использовали беспозвоночный модельный организм, нематоды Caenorhabditis elegans, и культивировали человеческие клетки. Оба несли гены двух нейродегенеративных заболеваний , которые обычно возникают в пожилом возрасте: боковой амиотрофический склероз (БАС) и болезнь Гентингтона. Оба заболевания характеризуются накоплением вредных и повреждающих белковых отложений — так называемыми патологическими белковыми скоплениями. В обоих модельных организмах холод активно удалял белковые глыбы, тем самым предотвращая агрегацию белков, которая является патологической как при БАС, так и при болезни Гентингтона.
Точнее, ученые исследовали влияние холода на активность протеасом — клеточного механизма, удаляющего из клеток поврежденные белки. Исследование показало, что активатор протеасомы PA28γ/PSME3 смягчает дефицит, вызванный старением как у нематод, так и у клеток человека. В обоих случаях удалось активировать протеасомную активность за счет умеренного снижения температуры.
«В совокупности эти результаты показывают, как в ходе эволюции холод сохранил свое влияние на регуляцию протеасом — с терапевтическими последствиями для старения и связанных со старением заболеваний», — сказал профессор Вилчес.
Старение является основным фактором риска ряда нейродегенеративных заболеваний, связанных с агрегацией белков, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и БАС. Вилчес добавил: «Мы считаем, что эти результаты могут быть применены к другим возрастным нейродегенеративным заболеваниям, а также к другим видам животных».
Ключевым открытием было то, что активность протеасом также может быть увеличена за счет генетической сверхэкспрессии активатора. Таким образом, болезнетворные белки могут выводиться даже при нормальной температуре тела 37 градусов по Цельсию. Эти результаты могут обеспечить терапевтические мишени для старения и связанных со старением заболеваний.
Давно известно, что если экстремально низкие температуры могут быть вредны для организма, то умеренное снижение температуры тела может иметь очень положительный эффект. Например, более низкая температура тела продлевает жизнь хладнокровных животных, таких как черви, мухи или рыбы, температура тела которых колеблется в зависимости от температуры окружающей среды. Однако то же самое явление относится и к млекопитающим, которые поддерживают температуру своего тела в узком диапазоне независимо от того, насколько холодна или тепла их окружающая среда. Например, нематода живет гораздо дольше, если ее перенести со стандартной температуры 20 градусов Цельсия на более холодную температуру 15 градусов Цельсия. А у мышей небольшое снижение температуры тела всего на 0,5 градуса значительно продлевает срок их жизни.
Даже у людей была обнаружена корреляция между температурой тела и продолжительностью жизни. Нормальная температура тела человека составляет от 36,5 до 37 градусов по Цельсию. В то время как резкое падение температуры тела ниже 35 градусов приводит к гипотермии, температура тела человека колеблется незначительно в течение дня и даже достигает прохладных 36 градусов во время сна. Интересно, что в предыдущем исследовании сообщалось, что температура человеческого тела неуклонно снижалась на 0,03 градуса Цельсия за десятилетие после промышленной революции, что предполагает возможную связь с прогрессивным увеличением продолжительности жизни человека за последние 160 лет.
Исследование проводилось в Кластере передового опыта CECAD Кельнского университета в области исследований старения.
