Исследователи из Института биологии старения Общества Макса Планка в Германии опубликовали в журнале «Nature Aging» научную статью под названием «Активность комплекса AMPK 1, связанная с возобновлением питания, является признаком здоровья и долголетия».
Исследование показывает, что у молодых животных цикл голодания-возобновления питания запускает обратную колебательную экспрессию генов, кодирующих регуляторные субъединицы Prkag1 и Prkag2 AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK), тогда как у пожилых животных старение ослабляет эту регуляцию, что приводит к снижению экспрессии Prkag1. У трансгенных рыб с устойчивой экспрессией Prkag1 можно продемонстрировать более молодой ответ на питание и голодание в пожилом возрасте, что улучшает метаболическое здоровье и увеличивает продолжительность жизни.
Кроме того, у людей экспрессия Prkag1 снижается с возрастом и связана с мультиморбидностью и многомерным риском слабости. Таким образом, избирательная активация Prkag1 может способствовать метаболическому здоровью и увеличению продолжительности жизни у людей.
AMPK, или AMP-зависимая протеинкиназа, является ключевой молекулой в регуляции биологического энергетического обмена, и ранее было показано, что активация AMPK опосредует увеличение продолжительности жизни и благоприятные эффекты ограничения питания у модельных беспозвоночных организмов.
В этом исследовании ученые проанализировали влияние голодания на киллифиш, быстро стареющую рыбу с продолжительностью жизни 6-7 месяцев, в разном возрасте и обнаружили с помощью транскриптомного анализа, что жировая ткань старых рыб демонстрирует транскрипционную программу, похожую на программу голодания, при которой энергетический обмен веществ подавляется, выработка белка снижается, а ткани не могут обновляться независимо от того, питаются они или голодают.
Исследователи утверждают, что жировая ткань наиболее чувствительна к изменениям в потреблении пищи и играет важную роль в обмене веществ, в то время как висцеральная жировая ткань у старых рыб нечувствительна к кормлению.
Старение изменяет физиологическую реакцию жировой ткани на голодание
Напротив, для жировой ткани молодых рыб цикл голодание-возобновление питания запускает обратную колебательную экспрессию генов, кодирующих субъединицы Prkag1 и Prkag2, регулируемые AMP-активируемой протеинкиназой (AMPK). Экспрессия Prkag1 подавляется голоданием и индуцируется возобновле-нием питания, тогда как старение ослабляет эту регуляцию, что приводит к снижению экспрессии Prkag1.
Исследователи генетически модифицировали старую рыбу, чтобы она постоянно экспрессировала Prkag1, и обнаружили, что у модифицированной старой рыбы было устранено состояние голодания, она демонстрировала более молодые реакции на кормление и голодание, улучшала обмен веществ и увеличивала продолжительность жизни.
Устойчивая активация Prkag1 способствует метаболическому здоровью и долголетию
Наконец, исследователи проанализировали значимость Prkag1 для здоровья и долголетия человека, а транскриптомный анализ подкожной жировой ткани человека после голодания показал, что, как и в случае с орикой, голодание повышает экспрессию Prkag2 и снижает экспрессию Prkag1.
Кроме того, у людей экспрессия Prkag1 также снижалась с возрастом и была связана с риском мультиморбидности и многомерной слабости, при этом более высокие уровни Prkag1 были связаны с меньшей слабостью у людей в пожилом возрасте, что позволяет предположить, что избирательная активация Prkag1 может способствовать метаболическому здоровью и продлевать продолжительность жизни у людей.
Исследователи подчеркивают, что на данный момент мы не знаем, действительно ли Prkag1 у людей способствует более здоровому старению, и следующим шагом будет попытка найти молекулы, которые могут точно активировать эту субъединицу, и исследовать, можно ли их использовать для положительного влияния на старение.
В совокупности результаты показывают, что возрастное угасание метаболизма можно предотвратить путем избирательной стимуляции комплекса Prkag1, тем самым способствуя метаболическому здоровью и долголетию позвоночных.
