Больше глюкозы в нейроне – дольше продолжительность жизни

Большое количество глюкозы вредит организму, но ее недостаток тоже не сулит ничего хорошего. Наблюдая за тем, что происходит с метаболизмом глюкозы в нейронах при старении, японские исследователи пришли к выводу, что если повысить ее усвояемость, то и продолжительность жизни возрастет. А если совместить повышение усвояемости глюкозы и здоровое питание с умеренным ограничением калорий, то это еще больше может продлить время жизни. Исследование опубликовано в журнале iScience.

Возрастные изменения не щадят ни одну часть организма, и нейроны здесь не становятся исключением. Наблюдения за этими процессами показывают, что прежде всего страдает энергетическая функция нервных клеток. Митохондрии, клеточные энергетические станции, выходят из строя, синтез энергетической «валюты» – АТФ – снижается, и клеткам перестает хватать энергии – они хуже выполняют свои функции.

Как оказалось, одна из основных причин энергетического дефицита – недостаток молекулы, из которой производится АТФ – глюкозы. Но увеличение сладкого в рационе тут не поможет. Просто так глюкоза проникнуть в клетку не может, ей для этого нужны специальные белковые транспортеры. Японским исследователям из Токийского университета удалось показать, что если их количество увеличить и улучшить таким образом усвояемость глюкозы, то это приведет к значительному повышению выработки АТФ в нейронах и увеличит продолжительность жизни.

Тем не менее заранее обольщаться не стоит. Ученые работали лишь с плодовыми мушками Drosophila. С помощью генетической модификации насекомых, в ходе которой была увеличена экспрессия белка-транспортера глюкозы hGlut3, удалось повысить их жизнеспособность. Количество АТФ возросло, что продемонстрировали с помощью флуоресцентных меток, и показатели работы нейронов стареющих мушек приблизились  к таковым у молодых. Это выявлялось в том числе с помощью наблюдения за двигательной активностью – у модифицированных насекомых она оставалась гораздо выше, чем в контрольной группе (см. рисунок).

Некоторые исследования также доказывают, что подобный позитивный эффект может оказать и ограниченное потребление калорий. Хотя до сих пор не были до конца изучены его молекулярные механизмы.

Как выяснили авторы этой работы, пищевые ограничения (dietary restriction, DR) способно увеличить экспрессию белков-транспортеров глюкозы в нейронах, тем самым улучшая их метаболическую функцию. Что уже само по себе приводит к увеличению продолжительности жизни. Но если DR совместить с повышенной экспрессией hGlut3, то «антивозрастной» эффект оказывается гораздо ощутимее. Причем, чем сильнее насекомые ограничивались в пище, тем дольше они жили.

То есть исследователи показали, что улучшение поглощения глюкозы нейронами значительно продлевает продолжительность жизни организма в условиях DR. Они предполагают, что увеличение метаболизма глюкозы в нейронах оптимизирует общий недостаток питательных веществ и обеспечивает ему антивозрастной эффект.

Однако важно понимать, что эта работа имеет ряд важных ограничений, в том числе связанных с отличием сложно организованных людей от гораздо более просто устроенных дрозофил. И для проверки того, насколько реально хорош DR и насколько ему помогает улучшенный метаболизм глюкозы в человеческих нейронах, понадобятся дополнительные исследования.

Текст: Анна Хоружая | Источник: neuronovosti

Increasing neuronal glucose uptake attenuates brain aging and promotes life span under dietary restriction in Drosophila by Mikiko Oka et al. in iScience. Published December 2020 | DOI : 10.1016/j.isci.2020.101979

Читайте также: