Дослідження висвітлює ключові гени, які можуть запобігти зниженню рухових функцій у міру старіння організму, наразі у черв'яків
Старіння є природним і неминучим процесом для кожного організму, в якому відбувається зниження функції багатьох різних органів і тканин. Немає ліків від старіння. Вчені досліджують процес старіння, і будь-яке бачення того, як його можна уповільнити, викликає інтригу для всіх.
З віком тварин і людей відбувається поступове, але значне погіршення двигун функції через зміни в нервово-м’язовій системі – наприклад, зниження м’язової сили, потужності м’язів кінцівок тощо. Цей спад, який зазвичай починається приблизно в середньому віці, є найбільш помітною ознакою старіння і є причиною більшості проблем, з якими стикаються літні люди, що впливає на їхнє самостійне життя . Вміти зупинити або навіть уповільнити зниження рухових функцій є найбільш складним аспектом для вивчення проти старіння і зосереджує увагу на основній функціональній одиниці нервово-м’язової системи, яка називається «моторною одиницею», тобто точці, де стикаються руховий нерв і м’язове волокно.
Дослідники з Інституту природничих наук Мічиганського університету США виявили основну причину прогресуючого зниження рухової функції, яка була відповідальною за збільшення слабкості у крихітних старіючих черв’яків. Більше того, вони знайшли спосіб уповільнити цей спад. У їхньому дослідженні, опублікованому в Наука розвивається, вони визначили молекулу, яка може бути правильною мішенню для покращення рухової функції. І цей конкретний шлях у черв’яків може свідчити про щось подібне у старіючих ссавців, включаючи людей. Аскариди міліметрової довжини, які називаються нематодами (C. elegans), мають структуру старіння, дуже схожу на інших тварин, хоча вони виживають лише близько трьох тижнів. Але така обмежена тривалість життя робить їх ідеально підходящою модельною системою для вивчення наукових процесів, що лежать в основі старіння, оскільки тривалість їхнього життя можна легко контролювати протягом короткого періоду часу.
Важливий компонент старіння
Коли глисти старіють, вони починають поступово втрачати свої фізіологічні функції. Коли вони досягають середини дорослого віку, їх рухові навички починають знижуватися. Дослідники хотіли з’ясувати точну причину такого зниження. Вони вирішили зрозуміти зміни у взаємодії клітин у міру старіння черв’яків і проаналізували позиції, де рухові нейрони спілкувалися з м’язовою тканиною. Був ідентифікований ген (і споріднений білок) під назвою SLO-1 (член сімейства 1 повільних калієвих каналів), який відіграє ключову роль у регуляції цих зв’язків, діючи як регулятор. SLO-1 діє на нервово-м’язових з’єднаннях і пригнічує активність нейронів, що, у свою чергу, уповільнює сигнали від мотонейронів до м’язової тканини і таким чином зменшує рухову функцію.
Дослідники маніпулювали SLO-1, використовуючи стандартні генетичні інструменти, а також препарат під назвою паксилін. В обох цих сценаріях у круглих червів було помічено два значних ефекти. По-перше, хробаки підтримували кращу рухову функцію, а по-друге, тривалість їхнього життя збільшилася порівняно зі звичайними круглими хробаками. Таким чином, це було схоже на тривалість життя, але також з покращенням здоров’я та сили, оскільки обидва ці параметри покращилися. Час був ключовим для цих втручань. Маніпуляції з SLO-1, проведені на дуже ранньому терміні життя хробака, не мали жодних наслідків, а у дуже молодих хробаків вони мали протилежний, досить згубний ефект. Втручання найкраще працює, якщо проводиться в середньому зрілому віці. Тепер дослідники хочуть зрозуміти роль SLO-1 у ранньому розвитку аскарид. Це може допомогти зрозуміти основні механізми старіння, оскільки такі генетичні та фармакологічні втручання можуть допомогти у зміцненні здоров’я, а також довговічність.
Хоча це дослідження обмежується хробаками, SLO-1 зберігається серед багатьох видів тварин, і, таким чином, це відкриття може бути застосовне до розуміння старіння в інших модельних організмах. Проте вивчати старіння у вищих організмів непросто через більшу тривалість життя. Тому експерименти необхідно проводити на інших модельних організмах, окрім глистів, таких як дріжджі, дрозофіли та ссавців, таких як миші, тривалість життя яких становить максимум 4 роки. Потім можна було б провести експерименти на клітинних лініях людини, оскільки зробити це in vivo у людей неможливо. Потрібні постійні експерименти, щоб розкрити молекулярні та генетичні механізми старіння. Це дослідження дало величезні знання про молекулярну мішень, потенційну ділянку та точний час, коли слід застосовувати стратегію проти старіння. Дослідження визнає неминучість рухового зниження, але надихає його подолати, запобігаючи ранньому когнітивному та моторному занепаду.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Li G та ін. 2019. Генетичні та фармакологічні втручання у старіння моторної нервової системи уповільнюють рухове старіння та подовжують тривалість життя C. elegans. Наука розвивається. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
