Едно сравнително просто хранително вещество може да помогне за „връщането на часовника назад“ в стареещите клетки, като възстановява функцията на митохондриите – енергийните централи на клетката.
С напредването на възрастта клетките постепенно стават по-малко ефективни в производството на енергия и в адаптирането към променящите се нужди на организма. Отдавна е известно, че митохондриите играят ключова роля в този процес. Сега учени от Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute (FLI) в Йена, Германия, са идентифицирали важен фактор: мембранен липид, наречен фосфатидилхолин.
Техните резултати показват, че по-ниските нива на фосфатидилхолин намаляват гъвкавостта на митохондриите и ускоряват свързаното с възрастта влошаване на клетъчните функции. Изследователите също така установяват, че добавянето на фосфатидилхолин чрез храната възстановява митохондриалната функция при застаряващи лабораторни организми. Това предполага, че някои аспекти на биологичното стареене може да са по-податливи на влияние, отколкото се е смятало досега.
Един от най-големите въпроси в науката за стареенето е защо с времето хората губят енергия и жизненост.
Митохондриите са известни най-вече като структури, които произвеждат енергията, необходима на клетките. Днес обаче учените знаят, че тяхната роля е много по-широка. Те:
- координират вътреклетъчната комуникация;
- подпомагат адаптацията към променящите се условия;
- регулират множество жизненоважни процеси;
- осигуряват енергия за движение, растеж и възстановяване на тъканите.
Въпреки че е известно, че тяхната ефективност намалява с възрастта, причините за този постепенен спад досега не бяха напълно ясни. Дълго време учените предполагаха, че основната причина за влошаването на митохондриите е натрупването на генетични увреждания в тях.
Ново изследване, публикувано в Nature Communications, насочва вниманието към друг важен фактор. Международният екип, ръководен от Мария Ермолаева, установява, че нарушенията в митохондриалната мрежа са свързани с промени в състава на клетъчните мембрани. В центъра на откритието е фосфатидилхолинът – един от най-разпространените липиди в биологичните мембрани.
Той помага мембраните да останат:
- гъвкави;
- устойчиви;
- способни да се преструктурират при необходимост.
Тази гъвкавост е особено важна за процеса на сливане на митохондриите, при който отделните митохондрии се свързват в големи взаимосвързани мрежи. Такива мрежи позволяват обмен на:
- енергийни молекули;
- метаболитни продукти;
- ДНК;
- сигнални молекули.
Така митохондриите по-ефективно разпределят ресурсите и заменят увредените си компоненти.
Изследователите установяват, че производството на фосфатидилхолин естествено намалява с възрастта. Когато нивата му спаднат, митохондриалните мембрани стават по-фрагментирани и дисфункционални.
Когато учените изключват гените, участващи в производството на фосфатидилхолин при млади червеи, техните митохондрии много бързо започват да приличат на тези на значително по-стари животни.
Още по-впечатляващо е, че храненето на червеите с фосфатидилхолин или неговия прекурсор холин възстановява по-младежка структура на митохондриите само за два дни.
Според единия автор на изследването Татяна Полиежаева екипът е бил изненадан колко силно тази молекула влияе върху структурата, свързаността и функцията на митохондриите.
На пръв поглед малка биохимична промяна може да има мащабни последствия за цялата клетка.
При нормални условия митохондриите образуват силно динамична мрежа, която постоянно се адаптира към енергийните нужди. С напредването на възрастта тази мрежа става по-малко стабилна и по-малко ефективна.
Мария Ермолаева сравнява процеса с електрическа мрежа:
„Можете да си представите цялата система като фино разклонена електропреносна мрежа, която постепенно се поврежда с възрастта – връзките се разрушават, а потокът на енергия се затруднява.“
Макар производството на енергия да продължава, то става по-малко ефективно и по-трудно се разпределя там, където е необходимо. В резултат клетките губят т.нар. метаболитна пластичност – способността си бързо да се адаптират към променящите се енергийни нужди.
Тази способност е важна не само за отделните клетки, но и за тъканите и органите. Намалената метаболитна гъвкавост все повече се разглежда като характерен белег на стареенето и се свързва със заболявания като Диабет.
Резултатите показват, че стареенето на митохондриите не се дължи само на натрупване на генетични увреждания, а и на възрастови промени в производството на липиди. Това разширява разбирането ни защо митохондриите постепенно губят ефективността си.
Изследването също така предполага, че стареенето може да протича на отделни етапи, а не като един непрекъснат процес.
Според данните:
- Първо намалява устойчивостта към стрес.
- Следват нарушения в поддържането на белтъчната стабилност.
- По-късно настъпват метаболитни промени.
- Най-накрая се появяват епигенетични изменения.
Учените откриват и различия между половете. Данните показват най-силно относително намаляване на нивата на фосфатидилхолин при жените около периода на менопаузата. Според Ермолаева това е особено интересно, защото съвпада с период, в който много жени съобщават за значителен спад в енергията и появата на постоянна умора.
Най-значимото откритие е, че част от възрастовите промени в митохондриите изглеждат обратими.
Ермолаева обобщава:
„Нашата работа показва, че както стареенето на митохондриите, така и по-широкото системно стареене са поне частично податливи на промяна. Ако разберем основните механизми, бихме могли да предприемем целенасочени мерки срещу тях.“
Ще са необходими допълнителни изследвания, за да се установи дали тези резултати могат да доведат до терапии за хора. Ролята на храненето обаче изглежда особено обещаваща, тъй като някои хранителни добавки биха могли да подпомагат клетъчното здраве в по-късна възраст.
Изследователите отбелязват, че добавянето на фосфатидилхолин е било ефективно дори когато е започнало в средна или напреднала възраст. Като цяло резултатите насочват вниманието от идеята, че стареенето е неизбежен и необратим упадък, към възможността поне някои негови аспекти да могат да бъдат повлияни и контролирани.
Четете още: Популярната добавка за стави глюкозамин е свързана с по-бързо развитие на болестта на Алцхаймер
