Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью
Шрифт:
На животных моделях было выявлено, что он также увеличивает продолжительность жизни [1377] . Оказалось, что рапамицин противодействует возрастному снижению когнитивных и физических функций [1378] , способствует регенерации пародонтальной кости, удерживающей зубы на месте [1379] , предотвращает потерю слуха [1380] , дисфункцию артерий [1381] и жесткость сухожилий [1382] . Он даже способен омолаживать сердца пожилых мышей [1383] . Примечательно, что преимущества для здоровья и долголетия могут быть достигнуты при интервальном или кратковременном приеме препарата, например по одной дозе каждые 5 дней [1384] или в течение нескольких месяцев в среднем возрасте [1385] .
1377
Majumder S, Caccamo A, Medina DX, et al. Lifelong rapamycin administration ameliorates age-dependent cognitive deficits by reducing IL-1ss and enhancing NMDA signaling. Aging Cell. 2012;11(2):326–35. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22212527/
1378
Wilkinson JE, Burmeister L, Brooks SV, et al. Rapamycin slows aging in mice. Aging Cell. 2012;11(4):675–82. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22587563/
1379
An JY, Kerns KA, Ouellette A, et al. Rapamycin rejuvenates oral health in aging mice. Elife. 2020;9:e54318. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32342860/
1380
Altschuler RA, Kanicki A, Martin C, Kohrman DC, Miller RA. Rapamycin but not acarbose decreases age-related loss of outer hair cells in the mouse cochlea. Hear Res. 2018;370:11–5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30245283/
1381
Lesniewski LA, Seals DR, Walker AE, et al. Dietary rapamycin supplementation reverses age-related vascular dysfunction and oxidative stress, while modulating nutrient-sensing, cell cycle, and senescence pathways. Aging Cell. 2017;16(1):17–26. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27660040/
1382
Zaseck LW, Miller RA, Brooks SV. Rapamycin attenuates age-associated changes in tibialis anterior tendon viscoelastic properties. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2016;71(7):858–65. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26809496/
1383
Dai DF, Karunadharma PP, Chiao YA, et al. Altered proteome turnover and remodeling by short-term caloric restriction or rapamycin rejuvenate the aging heart. Aging Cell. 2014;13(3):529–39. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24612461/
1384
Arriola Apelo SI, Pumper CP, Baar EL, Cummings NE, Lamming DW. Intermittent administration of rapamycin extends the life span of female C57BL/6J mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2016;71(7):876–81. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27091134/
1385
Bitto A, Ito TK, Pineda VV, et al. Transient rapamycin treatment can increase lifespan and healthspan in middle-aged mice. Elife. 2016;5:e16351. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27549339/
Как
1386
Urfer SR, Kaeberlein TL, Mailheau S, et al. A randomized controlled trial to establish effects of short-term rapamycin treatment in 24 middle-aged companion dogs. Geroscience. 2017;39(2):117–27. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28374166/
Можно ли как-то подавить mTOR, не принимая лекарств?
Ограничение калорийности
Для того чтобы организм как можно быстрее достиг репродуктивного возраста, ему, конечно, имеет смысл работать на полную катушку, но в некоторых случаях приходится сбавлять темп по необходимости. Когда мы эволюционировали, у нас не было такой роскоши, как доставка продуктов. Периодическое голодание было нормой. Тот, кто не замедлял свой бег (в смысле роста клеток) в периоды дефицита, мог не прожить достаточно долго, чтобы передать свои гены. Поэтому у нас развился механизм торможения, запускаемый ограничением калорийности пищи.
Помните AMPK, наш фермент для измерения уровня топлива? Когда бак пустеет, AMPK переводит нас в режим экономии энергии, частично отключая mTOR с помощью двух отдельных механизмов, чтобы мы не продолжали безудержно тратить топливо, которое пока еще плещется на дне бака. AMPK и mTOR можно представить как «инь» и «ян» в деле определения количества питательных веществ и контроля роста [1387] . В зависимости от наличия питательных веществ один из них повышается, а другой понижается.
1387
Gonzalez A, Hall MN, Lin SC, Hardie DG. AMPK and TOR: the Yin and Yang of cellular nutrient sensing and growth control. Cell Metab. 2020;31(3):472–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32130880/
Возможно, подавление mTOR станет центральным медиатором увеличения продолжительности жизни при ограничении питания [1388] . mTOR может объяснить, почему у женщин, госпитализированных по поводу анорексии, риск развития рака молочной железы оказался вдвое ниже [1389] . Жесткое ограничение калорий, вызванное этим расстройством, вероятно, подавило экспрессию mTOR, который был обнаружен в опухолях молочной железы и ассоциировался с более агрессивным развитием заболевания, а также с более низкой выживаемостью больных раком молочной железы [1390] . Конечно, нервная анорексия, являясь одним из самых опасных психических расстройств [1391] , сама по себе сопряжена с огромным риском, но и серьезное длительное ограничение калорийности пищи не является легкой прогулкой.
1388
Liu GY, Sabatini DM. mTOR at the nexus of nutrition, growth, ageing and disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21(4):183–203. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31937935/
1389
Michels KB, Ekbom A. Caloric restriction and incidence of breast cancer. JAMA. 2004;291(10):1226–30. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15010444/
1390
Wazir U, Newbold RF, Jiang WG, Sharma AK, Mokbel K. Prognostic and therapeutic implications of mTORC1 and Rictor expression in human breast cancer. Oncol Rep. 2013;29(5):1969–74. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23503572/
1391
Arcelus J, Mitchell AJ, Wales J, Nielsen S. Mortality rates in patients with anorexia nervosa and other eating disorders. A meta-analysis of 36 studies. Arch Gen Psychiatry. 2011;68(7):724–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21727255/
Некоторые считают ограничение калорийности источником вечной молодости [1392] , однако негативными побочными эффектами могут быть опасное снижение артериального давления, бесплодие, замедление заживления ран, нарушение менструального цикла, чувствительность к холоду, слабость, хрупкость костей и потеря либидо, а также «психологические состояния, такие как депрессия, эмоциональная холодность и раздражительность». Кроме того, вы постоянно живете с чувством голода. В печально известном Миннесотском эксперименте с голоданием, в котором во время Второй мировой войны в качестве подопытных кроликов использовались люди, отказывающиеся от военной службы, многие из них страдали от озабоченности едой, постоянного голода, переедания, а также от многих эмоциональных и психологических
1392
Dar BA, Dar MA, Bashir S. Calorie restriction the fountain of youth. Food Nutr Sci. 2012;3(11):1522–6. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=24485
1393
Dirks AJ, Leeuwenburgh C. Caloric restriction in humans: potential pitfalls and health concerns. Mech Ageing Dev. 2006;127(1):1–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16226298/
1394
Bourzac K. Interventions: live long and prosper. Nature. 2012;492(7427):S18–20. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23222670/
Ограничение белка
Научным прорывом стало открытие, показавшее, что польза от уменьшения количества потребляемой пищи может заключаться не в ограничении калорий, а скорее в ограничении белка. Всесторонний сравнительный метаанализ исследований на животных моделях показал, что уменьшение доли потребляемого белка имеет большее значение для продления жизни, чем степень ограничения калорийности [1395] . Более того, было показано, что простое снижение потребления белка без изменения калорийности рациона иногда дает эффект, сходный с ограничением калорийности [1396] . Крысы, получавшие рацион, содержащий около 8 % белка, живут почти на 40 % дольше, чем крысы, получавшие рацион, содержащий около 20 % белка [1397] .
1395
Nakagawa S, Lagisz M, Hector KL, Spencer HG. Comparative and meta-analytic insights into life extension via dietary restriction. Aging Cell. 2012;11(3):401–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22268691/
1396
Solon-Biet SM, McMahon AC, Ballard JWO, et al. The ratio of macronutrients, not caloric intake, dictates cardiometabolic health, aging, and longevity in ad libitum-fed mice. Cell Metab. 2014;19(3):418–30. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24606899/
1397
Ross MH. Length of life and nutrition in the rat. J Nutr. 1961;75:197–210. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14494200/
Логично, что потребление белка может способствовать активации mTOR. Недостаточно иметь энергию (калории), строительным бригадам нужны строительные материалы. Да, недостаток калорий может выключить mTOR, запустив AMPK, но калории не являются основным индуктором активности mTOR – им являются аминокислоты, строительные блоки белков [1398] . Это хорошая новость. Ограничение белка гораздо проще и безопаснее, чем ограничение питания, и может быть даже более эффективным, поскольку оно подавляет mTOR и ИФР-1 – два пути, которые, как считается, отвечают за долголетие и пользу от ограничения калорийности [1399] .
1398
Liu GY, Sabatini DM. mTOR at the nexus of nutrition, growth, ageing and disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21(4):183–203. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31937935/
1399
Fontana L, Partridge L, Longo VD. Extending healthy life span – from yeast to humans. Science. 2010;328(5976):321–6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20395504/
Особенно важна небольшая группа аминокислот: метионин и три аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) – изолейцин, лейцин и валин [1400] (имеют жирные боковые цепи, ответвляющиеся от их центральной структуры). Ограничение этих специфических аминокислот повторяет многие полезные действия ограничения белка, которое само по себе является основой ограничения калорийности, но ограничение только метионина достаточно для продления жизни в лабораторных условиях [1401] . Таким образом, ограничение всех калорий для увеличения продолжительности жизни путем подавления mTOR подобно голоданию для лечения аллергии на арахис. Это работает, но это ненужное излишество.
1400
Kitada M, Xu J, Ogura Y, Monno I, Koya D. Mechanism of activation of mechanistic target of rapamycin complex 1 by methionine. Front Cell Dev Biol. 2020;8:715. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32850834/
1401
Dumas SN, Lamming DW. Next generation strategies for geroprotection via mTORC1 inhibition. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020;75(1):14–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30794726/
Где сосредоточены аминокислоты, ускоряющие процесс mTOR? В животных белках. В сывороточном белке больше лейцина, стимулирующего mTOR, чем в сопоставимом количестве пшеничного белка (глютена) [1402] . Люди, питающиеся исключительно растительной пищей, по-прежнему испытывают высокую потребность в белке, но при этом потребляют примерно на 30 % меньше BCAA (включая лейцин) и на 47 % меньше метионина, чем всеядные. Это приводит к значительному снижению их содержания в крови, что, возможно, объясняет более долгую жизнь [1403] , [1404] и более низкий уровень заболеваемости раком среди тех, кто питается растительной пищей [1405] . (Триптофан – еще одна аминокислота, ограничение которой может способствовать долголетию, задержке возникновения опухолей и увеличению средней и максимальной продолжительности жизни у крыс [1406] . Он содержится в меньшем количестве в рационе и крови тех, кто питается растительной пищей [1407] .)
1402
Norton LE, Layman DK, Bunpo P, Anthony TG, Brana DV, Garlick PJ. The leucine content of a complete meal directs peak activation but not duration of skeletal muscle protein synthesis and mammalian target of rapamycin signaling in rats. J Nutr. 2009;139(6):1103–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19403715/
1403
Schmidt JA, Rinaldi S, Scalbert A, et al. Plasma concentrations and intakes of amino acids in male meat-eaters, fish-eaters, vegetarians and vegans: a cross-sectional analysis in the EPIC-Oxford cohort. Eur J Clin Nutr. 2016;70(3):306–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26395436/
1404
Jafari S, Hezaveh E, Jalilpiran Y, et al. Plant-based diets and risk of disease mortality: a systematic review and meta-analysis of cohort studies. Crit Rev Food Sci Nutr. Published online May 6, 2021:1–13. Accessed June 23, 2021.; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33951994/
1405
Tantamango-Bartley Y, Jaceldo-Siegl K, Fan J, Fraser G. Vegetarian diets and the incidence of cancer in a low-risk population. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2013;22(2):286–94. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23169929/
1406
Green CL, Lamming DW. Regulation of metabolic health by essential dietary amino acids. Mech Ageing Dev. 2019;177:186–200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30044947/
1407
Schmidt JA, Rinaldi S, Scalbert A, et al. Plasma concentrations and intakes of amino acids in male meat-eaters, fish-eaters, vegetarians and vegans: a cross-sectional analysis in the EPIC-Oxford cohort. Eur J Clin Nutr. 2016;70(3):306–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26395436/