Исследование выдвигает на первый план ключевые гены, которые могут предотвратить снижение двигательной функции по мере старения организма, на данный момент у червей.
Старение это естественный и неизбежный процесс для каждого организма, в котором происходит снижение функции многих различных органов и тканей. Лекарства от старения нет. Ученые изучают процесс старения, и любое наблюдение того, как его можно замедлить, заинтриговало всех.
По мере старения животных и людей наблюдается постепенное, но значительное ухудшение двигатель функции из-за изменений в нервно-мышечной системе - например, снижение мышечной силы, мощности мышц конечностей и т. д. Это снижение, которое обычно начинается в среднем возрасте, является наиболее заметной особенностью старения и является причиной большинства проблем, с которыми сталкиваются пожилые люди, что влияет на их независимый образ жизни . Возможность остановить или даже замедлить снижение двигательных функций - самый сложный аспект для изучения анти-старение и фокусируется на основной функциональной единице нервно-мышечной системы, называемой «двигательной единицей», то есть на точке, где встречаются двигательный нерв и мышечное волокно.
Исследователи из Института наук о жизни Мичиганского университета США выявили основную причину прогрессирующего снижения двигательной функции, которая была ответственна за увеличение хрупкости крошечных стареющих червей. Более того, они нашли способ замедлить этот спад. В своем исследовании, опубликованном в Наука развивается, они определили молекулу, которая может быть правильной мишенью для улучшения двигательной функции. И этот конкретный путь у червей может указывать на нечто подобное у стареющих млекопитающих, включая человека. Круглые черви миллиметровой длины, называемые нематодами (C. elegans), демонстрируют образец старения, очень похожий на других животных, хотя они выживают только около трех недель. Но такая ограниченная продолжительность жизни делает их идеально подходящей модельной системой для изучения научных процессов, лежащих в основе старения, поскольку их продолжительность жизни можно легко отслеживать в течение короткого периода времени.
Важная составляющая старения
С возрастом черви начинают постепенно терять свои физиологические функции. Когда они достигают середины зрелого возраста, их моторика начинает снижаться. Исследователи хотели выяснить точную причину этого снижения. Они намеревались понять изменение взаимодействия клеток по мере старения червей и проанализировали позиции, в которых двигательные нейроны взаимодействуют с мышечной тканью. Был идентифицирован ген (и связанный с ним белок), названный SLO-1 (член семейства медленных калиевых каналов 1), который играет ключевую роль в регуляции этих коммуникаций, действуя как регулятор. SLO-1 действует на нервно-мышечные соединения и ослабляет активность нейронов, что, в свою очередь, замедляет сигналы от двигательных нейронов к мышечной ткани и, таким образом, снижает двигательную функцию.
Исследователи манипулировали SLO-1 с помощью стандартных генетических инструментов, а также препарата под названием паксиллин. В обоих этих сценариях наблюдались два значительных эффекта у круглых червей. Во-первых, у червей улучшалась двигательная функция, а во-вторых, продолжительность их жизни увеличивалась по сравнению с обычными аскаридами. Таким образом, это было похоже на увеличение продолжительности жизни, но также с улучшением здоровья и силы, поскольку оба этих параметра улучшились. Время было ключевым для этих вмешательств. Манипуляции с SLO-1, сделанные на очень раннем этапе жизни червя, не имели никаких последствий, а у очень молодых червей они имели противоположный, весьма пагубный эффект. Вмешательство работает лучше всего, когда проводится в среднем зрелом возрасте. Теперь исследователи хотят понять роль SLO-1 в раннем развитии круглых червей. Это может помочь понять основные механизмы старения, потому что такие генетические и фармакологические вмешательства могут помочь в укреплении здоровья, а также долговечность.
Хотя это исследование ограничено червями, SLO-1 сохраняется у многих видов животных, и, таким образом, это открытие может быть применимо для понимания старения и у других модельных организмов. Однако изучать старение у высших организмов непросто из-за большей продолжительности жизни. Вот почему необходимо проводить эксперименты на других модельных организмах, кроме червей, таких как дрожжи, дрозофилы и млекопитающих, таких как мыши, продолжительность жизни которых не превышает 4 лет. Затем можно было бы проводить эксперименты на линиях клеток человека, поскольку проводить их in vivo на людях невозможно. Потребуются непрерывные эксперименты, чтобы разгадать молекулярные и генетические механизмы старения. Это исследование предоставило огромные знания о молекулярной мишени, потенциальном месте и точном времени, когда следует применять стратегию против старения. Исследование признает неизбежность моторного спада, но при этом вдохновляет на его преодоление, предотвращая ранний когнитивный и моторный спад.
Источник (ы)
Ли Джи и др. 2019. Генетические и фармакологические вмешательства в старение моторной нервной системы замедляют моторное старение и увеличивают продолжительность жизни C. elegans. Наука развивается. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
