Исследовательский центр питания человека при Министерстве сельского хозяйства США имени Джин Майер (HNRCA) совместно с международной командой ученых сделал важный шаг вперед в понимании процессов старения. В результате масштабного исследования было обнаружено, что примерно 40% малых молекул, которые циркулируют в крови собак, изменяются с возрастом. Особую ценность этому открытию придает тот факт, что значительная часть этих молекул также присутствует в человеческом организме, что позволяет надеяться на новые прорывы и для медицины человека. Результаты работы были представлены в престижном научном издании Aging Cell.
Метаболиты: ключ к здоровому долголетию
В центре внимания исследователей оказались метаболиты – малые молекулы, являющиеся основой для построения белков, ДНК и других важных клеточных структур. Они регулируют процессы жизнедеятельности в каждой клетке живого организма. Для анализа ученые изучили почти 800 образцов крови собак разного возраста, пола, породы и размера. В процессе работы особое внимание было уделено редкой группе метаболитов – посттрансляционно модифицированным аминокислотам (ПТМА).
Оказалось, что именно эта группа аминокислот тесно связана с процессом старения. ПТМА могут появляться двумя основными способами: их синтезируют кишечные бактерии во время пищеварения, либо они формируются при расщеплении белков. Эти процессы свойственны не только собакам, но и людям, что открывает возможности для универсального подхода к диагностике и прогнозированию темпов старения у разных видов.
Значение функций почек и роль микробиоты
В ходе исследования ученые установили: эффективность работы почек играет решающую роль в накоплении ПТМА в крови. В норме почки очищают кровь от продуктов распада белков, но при снижении их функции посттрансляционные модификации аминокислот начинают задерживаться в организме. Именно этот фактор может объяснить, почему некоторые особи доживают до преклонного возраста в хорошем здоровье, тогда как другие сталкиваются с ранним старением.
Немаловажно, что ПТМА также выявлены у человека, в частности, они участвуют в созревании инсулина и других жизненно важных гормонов и белков. При изменениях в генах, ответственных за эти процессы, могут возникать различные заболевания. Сегодня ученые расширяют свои исследования, чтобы понять, как именно микрофлора кишечника влияет на динамику метаболитов с течением времени. В будущем специалисты планируют выявить конкретные виды кишечных бактерий, численность которых заметно меняется с возрастом, а также оценить связь между уровнем ПТМА и изменением мышечной массы.
Потенциал для новых методов диагностики и профилактики
Продолжая наблюдение за той же выборкой собак, ученые планируют проследить за изменениями метаболитов на протяжении нескольких лет. Их цель – определить, способны ли ПТМА и другие малые молекулы выступать в роли надежных биомаркеров, отражающих индивидуальные темпы старения и дающих информацию о состоянии здоровья и ожидаемой продолжительности жизни. Специалисты уверены, что методы, выработанные в рамках этого исследования, найдут применение и в работе с человеческими биоматериалами.
Перспективы новых данных вдохновляют ученых на раскрытие фундаментальных законов старения. Ведь мониторинг изменений в составе крови позволит разработать персонализированные профилактические и лечебные программы для представителей различных видов – от домашних любимцев до людей.
Оптимизм науки и возможности для будущего
Открытия Исследовательского центра питания человека при HNRCA подчеркивают неразрывную связь между молекулярными изменениями в организме и качеством жизни. Совместные усилия ученых, а также развитие технологий анализа биоматериалов обещают вывести современные медико-биологические исследования на совершенно новый уровень. Работа с редкими метаболитами способствует более точному пониманию того, как стареют живые системы, а значит — приближает человечество к созданию долгосрочных программ по поддержанию здоровья и активного долголетия.
Таким образом, эти результаты дают повод для оптимизма – ведь само исследование демонстрирует, как наука способна проливать свет на сложнейшие биологические процессы и предлагать пути для их контроля. Новые знания, полученные в ходе исследования, открывают перспективы улучшения качества жизни как для животных, так и для людей, и уверенно ведут науку к созданию методов активного и здорового старения.
