Outlive: The Science and Art of Longevity

Первый из них - фермент под названием AMP-активируемая протеинкиназа, или сокращенно AMPK. AMPK - это как лампочка низкого уровня топлива на приборной панели вашего автомобиля: , когда он чувствует низкий уровень питательных веществ (топлива), он активируется, запуская каскад действий. Хотя обычно это происходит в ответ на недостаток питательных веществ, AMPK также активируется при физической нагрузке, реагируя на кратковременное снижение уровня питательных веществ. Точно так же, как вы измените маршрут, если загорится лампочка топлива, и направитесь к ближайшей заправке, а не к бабушке, AMPK побуждает клетку экономить и искать альтернативные источники энергии.

Сначала он стимулирует производство новых митохондрий - крошечных органелл, вырабатывающих энергию в клетке, - с помощью процесса, называемого биогенезом митохондрий. Со временем - или при неправильном использовании - наши митохондрии становятся уязвимыми к окислительному стрессу и геномным повреждениям, что приводит к дисфункции и отказу. Ограничение количества доступных питательных веществ с помощью диеты или физических упражнений запускает процесс производства новых, более эффективных митохондрий, которые заменяют старые и поврежденные. Эти новые митохондрии помогают клетке производить больше АТФ - клеточной энергетической валюты - из имеющегося у нее топлива. AMPK также побуждает организм предоставить больше топлива для этих новых митохондрий, вырабатывая глюкозу в печени (о чем мы поговорим в следующей главе) и высвобождая энергию, запасенную в жировых клетках.

Что еще более важно, AMPK подавляет активность mTOR, регулятора клеточного роста. Точнее, похоже, что снижение количества аминокислот вызывает отключение mTOR, а вместе с ним и всех анаболических процессов (роста), которые контролирует mTOR. Вместо того чтобы производить новые белки и делить клетки, клетка переходит в более экономичный и стрессоустойчивый режим, активируя важный процесс клеточной утилизации, называемый аутофагией, что означает "самопоедание" (или, лучше сказать, "саморазрушение").

Аутофагия представляет собой катаболическую сторону метаболизма, когда клетка перестает производить новые белки и вместо этого начинает расщеплять старые белки и другие клеточные структуры на аминокислотные компоненты, используя отходы для создания новых. Это своего рода клеточная переработка, очистка клетки от накопившегося в ней хлама и его повторное использование или утилизация. Вместо того чтобы идти в Home Depot и покупать новые пиломатериалы, гипсокартон и шурупы, клеточный "подрядчик" перебирает обломки только что снесенного дома в поисках запасных материалов, которые он может использовать повторно либо для строительства и ремонта клетки, либо для сжигания с целью получения энергии.

Аутофагия необходима для жизни. Если она полностью прекращается, организм погибает. Представьте, если бы вы перестали выносить мусор (или перерабатывать его); ваш дом вскоре стал бы непригодным для жизни. Только вместо мусорных пакетов уборкой клеток занимаются специализированные органеллы - лизосомы, которые собирают старые белки и прочий мусор, включая патогены, и перемалывают их (с помощью ферментов) для повторного использования. Кроме того, лизосомы разрушают и уничтожают так называемые агрегаты - сгустки поврежденных белков, которые накапливаются со временем. Белковые агрегаты были связаны с такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, поэтому избавление от них полезно. Нарушение аутофагии было связано с патологией, связанной с болезнью Альцгеймера, а также с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), болезнью Паркинсона и другими нейродегенеративными заболеваниями. Мыши, у которых отсутствует один конкретный ген аутофагии, погибают от нейродегенерации в течение двух-трех месяцев.

Очищая клетки от поврежденных белков и другого клеточного мусора, аутофагия позволяет клеткам работать более чисто и эффективно и делает их более устойчивыми к стрессу. Но с возрастом аутофагия снижается. Считается, что нарушение аутофагии является важной движущей силой многочисленных фенотипов и заболеваний, связанных со старением, таких как нейродегенерация и остеоартрит. Таким образом, меня восхищает тот факт, что этот очень важный клеточный механизм может быть запущен определенными видами вмешательств, такими как временное сокращение количества питательных веществ (как при физических нагрузках или голодании), а также лекарством рапамицином. (Нобелевский комитет разделяет это восхищение, присудив в 2016 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине японскому ученому Йошинори Охсуми за его работу по выяснению генетической регуляции аутофагии).

 

-