Тривалість життя залежить від балансу амінокислот в їжі • Олександр Марков • Новини науки на "Елементи" • Молекулярна біологія, Медицина

Тривалість життя залежить від балансу амінокислот в їжі

Самка мушки-дрозофіли зайнята найважливішою справою в своєму житті – откладкой яєць. Фото з сайту www.sciencecentric.com

Обмежувальна дієта продовжує життя багатьом тваринам, одночасно знижуючи їх плодючість. Зазвичай це пояснювали перерозподілом ресурсів організму між функціями розмноження і підтримки тілесного здоров'я. Однак експерименти на дрозофилах не підтвердили цю гіпотезу. Як з'ясувалося, плодючість залежить від змісту в їжі метіоніну, а довголіття – від кількісного співвідношення метіоніну та інших незамінних амінокислот. Це дозволяє підібрати таку дієту, при якій життя продовжується без зниження плідності.

Позитивний вплив обмежувальної дієти на довголіття виявлено у багатьох живих істот – від дріжджів до приматів. Однак збільшення тривалості життя у тварин, що сидять на дієті (зокрема, у круглих черв'яків C. elegans, Дрозофіл і гризунів), зазвичай супроводжується зниженням плодючості. Багато експертів припускали, що це пояснюється перерозподілом ресурсів організму: при нестачі їжі організм кидає всі сили на збереження здоров'я і зменшує витрати на розмноження.Стратегічний сенс такої реакції може полягати в тому, щоб дочекатися більш рясних часів, коли їжі знову стане багато і потомство матиме більше шансів на виживання.

Співробітники Інституту здорового старіння (Institute of Healthy Ageing, Лондон) Річард Грандисон, Меттью Пайпер і Лінда Партрідж перевірили «гіпотезу перерозподілу ресурсів» в серії експериментів на дрозофилах. Отримані результати ясно показали, що гіпотеза невірна – принаймні для дрозофіл.

У природі дрозофіли харчуються дріжджами, що розвиваються на різноманітних гниючих субстратах – від заграли фруктів до старих плодових тіл лісових грибів. В експериментах по вивченню впливу обмежувальної дієти на тривалість життя зазвичай використовують два виду корму – «стандартний» і «дієтичний». У першому випадку при виготовленні 1 літра корми використовують 200 г порошку з сухих дріжджів, у другому – 100 г. У принципі, мухи, посаджені на дієту, мають можливість «обдурити» дослідників, поїдаючи вдвічі більше корму, але на практиці вони цього не роблять .

Дрозофіли, що використовувалися в експериментах, живуть приблизно стільки ж днів, скільки люди – років.На стандартному кормі половина мух доживає до 50-60 днів, на дієтичному – приблизно до 70. При цьому на стандартному кормі самки відкладають за своє коротке життя значно більше яєць, ніж за довге життя на дієті.

Автори розділили поживні речовини, що містяться в дріжджах, на чотири групи (вуглеводи, жири, вітаміни, амінокислоти) і стали додавати їх в дієтичний корм окремо. Виявилося, що підвищення концентрації вуглеводів, жирів і вітамінів до стандартного рівня не впливає ні на довголіття, ні на плодючість мух, що сидять на дієті. Мухи, які отримують стандартну кількість будь-якого з цих компонентів, як і раніше живуть довго, а яєць відкладають мало. Але якщо додати до дієтичного корму повний набір амінокислот, ефект виходить такий же, як при «стандартному» харчуванні: життя скорочується, а плодючість зростає. Отже, вся справа в амінокислотах.

Виживання мух залежно від дієти. По горизонтальній осі – вік мухи в днях, по вертикальній – частка мух, що дожили до такого віку. зліва: Тривалість життя мух, що сидять на дієті (DR, сині кружки), Не знижується від додавання в їжу вуглеводів (carbohydrates, сірі трикутники), Ліпідів (lipids, сірі ромби) Або вітамінів (vitamins, сірі квадрати), Проте на "стандартному" (повному) раціоні мухи живуть значно менше (Fully fed, червоні кружки). справа: Додавання в дієтичний корм повного набору амінокислот (all AAs, сірі трикутники) Різко знижує тривалість життя. Малюнок з обговорюваної статті в Nature

У наступній серії експериментів автори розділили амінокислоти на дві групи: замінні і незамінні (по 10 амінокислот в кожній групі; набір незамінних амінокислот у мух і ссавців майже однаковий). Додавання замінних амінокислот в дієтичний корм ні на що не вплинуло, незамінних – дало такий же ефект, як переклад на стандартний корм.

Після цього автори зосередилися на 10 незамінних амінокислотах (НА), додаючи їх в дієтичний корм по одній або в різних комбінаціях. Результати вийшли вельми несподівані. З'ясувалося, що плодючість мух залежить тільки від однієї НА – метіоніну. При «стандартному» кількості метіоніну плодючість висока, при «дієтичному» – низька, незалежно від інших НА.

З тривалістю життя все виявилося трохи складніше. Життя скорочується тільки в тому випадку, якщо мухи отримують «стандартне» кількість одночасно і метіоніну, і інших НА.Всі інші комбінації: (1) метіоніну багато, інших НА мало; (2) метіоніну мало, інших НА багато; (3) того і іншого мало – гарантують довге життя (див. Таблицю).

Інших НА багатоІнших НА мало
метіоніну багатоЖиття коротке, плодючість високаЖиття довге, плодючість висока
метіоніну малоЖиття довге, плодючість низькаЖиття довге, плодючість низька

Найцікавіше, що одна з перерахованих комбінацій (метіоніну багато, інших НА мало) забезпечує одночасно і довге життя, і високу плодючість. Цей результат фактично ставить хрест на «гіпотезі перерозподілу ресурсів», принаймні для дрозофіл. Дана гіпотеза припускала, що функції розмноження і уповільнення старіння «конкурують» один з одним за якісь харчові ресурси. Але виявилося, що в дійсності плодючість і тривалість життя ні за що не конкурують, оскільки залежать від різних параметрів дієти: перша – від кількості метіоніну, друга – від балансу НА, тобто від співвідношення метіоніну та інших НА. Які саме з незамінних амінокислот взаємодіють з метіоніном таким чином, що при великій кількості того чи іншого життя скорочується, – цього авторам з'ясувати не вдалося.Судячи з усього, взаємини між цими компонентами харчування досить складні.

Треба думати, що в найближчому майбутньому ці результати будуть перевірені на інших тварин. Не виключено, що у ссавців виявиться щось схоже. По крайней мере, раніше на мишах було показано, що скорочення кількості метіоніну в їжі може продовжувати життя. Правда, у мишей подібними ефектами володіє і інша НА – триптофан, а у дрозофіл триптофан сам по собі не впливає на довголіття.

З точки зору самих дрозофіл, отримані результати свідчать про те, що баланс амінокислот в їх природному їжі – дріжджах – не є оптимальним для Мушина довголіття. Природний відбір, як і слід було очікувати, оптимізував організм дрозофіл не по довголіттю (до якого йому немає діла), а по плодючості, тобто по ефективності перетворення корму (дріжджів) в відкладені життєздатні яйця. Але ми, люди, на відміну від природного відбору, високо цінуємо своє довголіття. Ми теж, швидше за все, оптимізовані еволюцією зовсім не за тими параметрами, за якими ми хотіли б бути оптимізованими на даному етапі культурно-соціального розвитку.Майже напевно, як і у мух, наш «стандартний корм» має не найкращий для нашого довголіття баланс компонентів. І це дуже добре, тому що такий дисбаланс неважко виправити – і тоді люди без особливих зусиль, майже даром, отримають зайві роки життя.

джерело: Richard C. Grandison, Matthew D. W. Piper, Linda Partridge. Amino-acid imbalance explains extension of lifespan by dietary restriction in Drosophila // Nature. Advance online publication 2 December 2009.

Див. також:
1) Голодування проти старіння, «Елементи», 27.02.2007.
2) Рапаміцин уповільнює старіння у мишей, «Елементи», 15.07.2009.

Олександр Марков


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: