Комментарии

«Не устраивайте организму день посреди ночи». Отрывок из книги «Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться»

Говорила мама, не сиди в компьютере до трёх часов ночи! И была абсолютно права. С ней согласна биолог и научный журналист Полина Лосева. В своей книге «Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться» она объясняет, как мы стареем и почему так важно соблюдать режим.

О книге

Учёные ищут лекарство от старости уже не первую сотню лет, но до сих пор, кажется, ничего не нашли. Значит ли это, что его не существует? Или, может быть, они просто не там ищут? В своей книге биолог и научный журналист Полина Лосева рассказывает, кто виноват в том, что мы стареем, и что может стать нашей защитой от старости.

<…> Есть и ещё одна нить, которая связывает сигнальный путь TOR с долголетием — биологические ритмы, наш внутриклеточный аналог дня и ночи.

Глубинный механизм роста, тот самый главный рубильник, который включает квазипрограмму старения на клеточном уровне, давно известен: его имя TOR .

Сходство с богом Тором здесь случайно, название белка — это аббревиатура: Target Of Rapamycin, то есть «мишень действия рапамицина» <…>. В клетках млекопитающих TOR входит в состав двух комплексов с другими белками — mTORc1 и mTORc2, — но для простоты мы их будем называть общим именем mTOR.

Оба комплекса напрямую отвечают за рост и развитие клеток: стимулируют работу генов и производство белков, усиливают обмен веществ, заставляют клетку расти и запасать энергию, но в то же время подавляют аутофагию (самопереваривание) и репарацию (ремонт ДНК).

Вопреки распространённым представлениям, суточные ритмы не ограничиваются регуляцией сна и бодрствования, а влияют на большую часть клеточной жизни. В течение дня ритмично колеблется работа примерно половины генов в клетках млекопитающих.

Это помогает клетке адекватно реагировать на изменение внешних условий: днём, например, её подстерегают коварные ультрафиолетовые лучи (особенно если это клетка кожи), значит, время заниматься ремонтом ДНК. А ночью снижается поступление еды — значит, можно приглушить процессы пищеварения.

Координация клеточных часов происходит на двух уровнях: в головном мозге, под действием световых сигналов извне, и в каждой клетке по отдельности. При этом без первого, общеорганизменного, процесса в принципе можно обойтись: биоритмы можно поддерживать и у слепых людей, и у тех, кто оказался в условиях полярного дня или ночи.

Внутриклеточные часы гораздо важнее. Они образованы двумя группами генов: активаторами (CLOCK, BMAL1) и репрессорами (PER, CRY). И те и другие кодируют белки, которые работают факторами транскрипции, то есть влияют на активность других генов.

Внутриклеточный часовой механизм устроен так: днём активны гены CLOCK и BMAL1, соответствующие им белки запускают работу множества «дневных» генов, которые связаны с активным обменом веществ (по крайней мере, у человека, у ночных животных бывает по-другому). Кроме того, они «включают» гены PER и CRY.

Белки PER и CRY постепенно накапливаются в клетке, а когда их становится достаточно много — блокируют работу BMAL1 и CLOCK. Наступает клеточная ночь: перестают работать «дневные» гены, на смену им приходят «ночные». Но белки PER и CRY понемногу разрушаются и количество их падает. Как только их становится достаточно мало, они не могут больше блокировать работу CLOCK и BMAL1 — и в клетке снова включается дневной режим.

Внутриклеточные часы по всему организму нужно время от времени сверять, чтобы они продолжали идти в такт. За это отвечает гормон мелатонин, который производится в головном мозге.

Важную роль играет и ежедневная активность человека. Если в организм поступает пища — значит, настал день. Если сигналы для роста и обмена веществ притихли — время спать.

И здесь, конечно, на сцене снова оказывается TOR: почувствовав присутствие еды, он отдаляет наступление клеточного дня: зачем заканчивать эти сутки, если еды ещё достаточно?

Несложно представить себе, что произойдёт, если клетки в организме перестанут работать синхронно. Допустим, наступила ночь и во всех органах царствует белок PER, а гены CLOCK и BMAL1 молчат. Но вдруг в организм из холодильника поступает бутерброд. Клетки кишечника чувствуют еду, в них просыпается mTOR и замедляет наступление дня. К утру оказывается, что в некоторых клетках давно уже «светло» и им нужна еда, а в других ещё ночь и они не готовы переваривать еду, равно как и выполнять другие физиологические функции, например выделять гормоны.

Возможно, поэтому сбой биоритмов связывают с самыми разными заболеваниями — от ожирения и сердечно-сосудистых болезней до рака. Эти опасности могут подстерегать не только любителей есть по ночам, но также людей, работающих в ночную смену или много путешествующих.

Есть даже подозрение, что из-за электрификации полярных регионов выросла заболеваемость раком у жителей Арктики.

Поэтому неудивительно, что разрушение внутриклеточного ритма существенно сокращает жизнь модельным объектам: черви, лишённые PER (и клеточной ночи вместе с ним), теряют способность сопротивляться стрессу, а мыши с выключенным BMAL1 стареют быстрее своих сородичей.

На людях такие однозначные результаты получить невозможно, однако, вероятно, это повод уделять больше внимания своим биоритмам: не стимулировать клетки лишний раз, не будить TOR и не устраивать клеткам день посреди ночи.

Обложка: Matthew Bennett / Unsplash

Авторизуйтесь

Для возможности добавлять комментарии

Авторизуясь, вы соглашаетесь с условиями пользовательского соглашения ➝ и политикой обработки персональных данных ➝

Ошибка соединения с сервером.