Gena vieții lungi

Oamenii de știință susțin că doar câteva gene pot fi responsabile pentru reglarea mecanismelor de apărare declanșate de efectele de stres asupra corpului (cum ar fi temperaturile ridicate, lipsa de alimente etc.), iar una dintre ele se remarcă. Prin modificarea efectelor acestor gene în diferite organisme vii, cercetătorii au descoperit o îmbunătățire uimitoare a stării lor de sănătate și au observat o durată de viață semnificativ crescută pentru fiecare dintre organismele testate. Dacă am putea înțelege funcția acestor gene, am avea ocazia să depășim bolile asociate îmbătrânirii umane, extinzând astfel speranța de viață la naștere. Compilația noastră se bazează pe un articol publicat în numărul din martie 2006 al revistei Scientific American (Unlocking the Secrets of Longevity Genes).

Pe vremuri, se credea că îmbătrânirea face parte din dezvoltarea programată genetic a corpului, dar astăzi se crede că este doar rezultatul epuizării în timp. Fenomenul se explică prin faptul că, odată ce un organism a depășit timpul fertilității sale, nu mai este în interesul natural al selecției naturale să-l mențină în viață. Astfel, unii cercetători și-au pus întrebarea: dacă o familie de gene permite unui organism să supraviețuiască efectelor stresului, este în imposibilitatea de a-și menține activitatea naturală de protecție și reparare, indiferent de vârsta organismului?

Gene care prelungesc viața

Recent, au fost identificate o serie de gene (de exemplu, daf-2, pit-1, amp-1, clk-1, p66Shc) care s-au demonstrat în experimentele de laborator că joacă un rol în prevenirea efectelor stresului. Acestea includ gena etichetată SIR2, ale cărei variante au fost identificate într-o gamă largă de specii, de la muslica la om și, în mai multe cazuri (drojdie, vierme, muslica) pentru a demonstra că copii ale genei joacă un rol în prelungirea vieții. Singura întrebare este dacă acesta este și cazul organismelor superioare organizate.

Rolul genei SIR2 în prelungirea duratei de viață a fost explorat mai întâi prin examinarea celulelor de drojdie. Dar exact care este funcția acestei gene particulare este mult mai greu de răspuns. Se știe de mult că proteinele Sir transcrise din genele SIR sunt enzime care au un rol în „activarea” anumitor gene. Cu toate acestea, cercetătorii au emis ipoteza că proteina Sir2 necesită prezența unei molecule mici, NAD (acid nicotinic amidă adenină dinucleotidă) (într-un mod unic), pentru a funcționa. NAD joacă un rol cheie în procesele metabolice celulare. Această relație între proteina Sir2 și NAD este atât de surprinzătoare, deoarece sugerează o posibilă legătură între dietă și procesul de îmbătrânire.

Puterea dietei

Într-adevăr, singura modalitate cunoscută până acum de a prelungi viața este de a alege dieta potrivită. Aceasta înseamnă cu aproximativ treizeci până la patruzeci la sută mai puține alimente decât cantitatea zilnică de alimente despre care se spune că este normală pentru un anumit organism. Pentru unele specii de animale păstrate în aceste condiții, cercetătorii au observat nu numai o prelungire a duratei de viață, ci și un decalaj în bolile asociate îmbătrânirii (leziuni neurodegenerative, diabet, cancer etc.). Singurul compromis aparent în unele cazuri a fost pierderea fertilității.

Este sigur că, spre deosebire de punctele de vedere anterioare, dieta, adică reducerea caloriilor, accelerează metabolismul. Cercetătorii cred că acest efect se manifestă ca stres pentru corp, care, inducând un răspuns defensiv, își amplifică șansele de supraviețuire. Oamenii de știință se întrebau ce rol ar putea juca Sir2 în acest proces.

Examinarea drojdiilor a arătat că restricția calorică declanșează procese în celule care cresc activitatea Sir2. Una dintre acestea a fost creșterea respirației. În acest sens, ne întoarcem la NAD descris mai sus: în timpul respirației, concentrația de NAD în organism crește, în timp ce forma sa care conține hidrogen, nivelul de NADH, scade. De asemenea, s-a demonstrat că NADH inhibă proteina Sir2, adică modificarea raportului NAD/NADH afectează activitatea Sir2.

Modificări genetice

Știind cele de mai sus, cercetătorii au încercat să afle dacă Sir2 este o condiție necesară pentru prelungirea vieții. În acest scop, gena SIR2 a fost îndepărtată din stocul genetic al animalelor experimentale și s-a observat dacă durata de viață ar putea fi prelungită. Răspunsul este nu, adică fără funcția proteinei Sir2, nu este posibil să se prelungească viața și probabilitatea de a evita bolile legate de vârstă (la animale experimentale, cum ar fi molii).

Deși a fost deja identificat un echivalent de mamifer al genei SIR2 (SIRT1), rezultatele experimentelor la mamifere încă nu vor veni. Cu toate acestea, cercetătorii suspectează că situația va fi aceeași sau foarte similară pentru mamifere.

Efecte benefice

Dar chiar și fără acest lucru, multe întrebări rămân fără răspuns. De exemplu, dacă genele SIR sunt mediatori ai efectelor benefice ale restricției de calorii, cum poate dieta în sine să-și controleze activitatea și, astfel, indirect, rata îmbătrânirii?

Există și o posibilă explicație pentru acest lucru. În consecință, la mamifere, proteinele Sirt se numără printre componentele metabolice centrale de reglare ale ficatului, mușchilor și țesutului adipos care simt modificările din dietă prin modificări ale raporturilor NAD/NADH. Astfel, ei sunt capabili să inițieze diverse schimbări care afectează și longevitatea. Acest lucru este susținut cumva de faptul că reducerea caloriilor crește activitatea proteinei Sirt1 în celulele grase, ca urmare a căreia depozitele de grăsimi sunt transformate și utilizate în organele corespunzătoare sub formă de energie (pentru detalii, consultați articol).

Cu toate acestea, pentru oameni, o dietă care ar necesita o creștere cu 50% a speranței de viață (aproximativ 1000-1200 kcal pe zi) ar duce la un individ slab, dar nefericit, care este puțin probabil să aibă vreo dorință sexuală (de fapt, suficient pentru metabolism, fără nicio activitate serioasă). Cu toate acestea, în loc de foamete reală, ei pot încerca să imite efectele moleculare ale foametei. Dacă ați putea produce o moleculă care s-ar lega de proteina Sirt1 și ar convinge astfel organismul că este nevoie să elibereze rezervele sale de grăsime, oamenii s-ar putea bucura de beneficiile înfometării fără efectele secundare neplăcute ale dietei.

Un alt efect benefic cunoscut al reducerii caloriilor este atenuarea proceselor inflamatorii. Cercetătorii au descoperit că și Sirt1 are un astfel de efect.

Cercetătorii au reușit astfel să demonstreze că este posibil să prelungească viața și să reducă foarte mult riscul de a dezvolta boli asociate îmbătrânirii fără a cunoaște efectiv cauzele îmbătrânirii. Genele SIR au fost găsite în toate organismele testate, cum ar fi un agent patogen numit Leishmania, drojdie de brutar, râme, molii, șoareci și așa mai departe. - până la om inclusiv. Adică, în grupuri la distanțe evolutive enorme și, până acum, cu excepția mamiferelor, s-a dovedit că toate dictează longevitatea. Numai acest fapt este suficient pentru a presupune că și la om ascunde cheia descifrării secretelor a numeroase boli care se dezvoltă ca urmare a îmbătrânirii. În orice caz, experimentele cu mamifere sunt deja în desfășurare și, sperăm, vor răspunde la aceste întrebări cât mai curând posibil.