Всем знакома досадная особенность старения – с возрастом мышцы восстанавливаются после травм гораздо медленнее. Новое исследование ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), проведенное на мышах, предлагает удивительное объяснение этому явлению. Оказывается, старение – это не просто угасание функций, а сложный компромисс между эффективностью и выживанием. Результаты работы, опубликованные в журнале «Science», заставляют по-новому взглянуть на биологические процессы, связанные с возрастом.
В ходе исследования команда ученых под руководством доктора Томаса Рэндо обнаружила, что в стволовых клетках старых мышц накапливается высокий уровень белка под названием NDRG1. Этот белок действует как своеобразный «тормоз» для клеточной активности, замедляя сигнальный путь mTOR, который отвечает за рост и восстановление тканей. В результате стволовые клетки медленнее «включаются» для ремонта повреждений. Однако у этого процесса есть и обратная, положительная сторона – тот же самый белок помогает клеткам дольше выживать в более агрессивной и стрессовой среде стареющего организма.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи провели эксперимент на мышах, достигших возраста, эквивалентного 75 человеческим годам. Когда ученые заблокировали активность белка NDRG1, стволовые клетки пожилых грызунов начали вести себя подобно молодым – они активизировались быстрее и эффективнее восстанавливали поврежденные мышечные ткани. Это открытие напрямую указало на NDRG1 как на ключевого регулятора скорости регенерации.
Однако за такое «омоложение» пришлось заплатить. После блокировки NDRG1 выживаемость самих стволовых клеток со временем снизилась. В результате способность мышц к регенерации после повторных травм оказалась под угрозой. «Стволовые клетки молодых животных – это спринтеры, – объясняет доктор Рэндо. – Они отлично справляются с быстрыми задачами, но не приспособлены для долгой дистанции. Напротив, постаревшие клетки – это марафонцы: они медленнее реагируют, но лучше подготовлены к длительным нагрузкам».
Этот феномен исследователи назвали «клеточным смещением в сторону выживаемости». По их мнению, с возрастом выживают не самые функциональные стволовые клетки, а самые стойкие. Те клетки, что не производят достаточно белка NDRG1, со временем погибают под воздействием стресса, оставляя после себя популяцию более медлительных, но выносливых «долгожителей». Таким образом, замедленное восстановление тканей может быть не признаком упадка, а необходимой платой за предотвращение полного истощения запаса стволовых клеток.
Ученые проводят параллель с механизмами выживания в природе. В экстремальных условиях, таких как засуха или голод, животные активируют программы устойчивости, например спячку, вместо того чтобы тратить энергию на размножение. Похоже, стареющие стволовые клетки также перераспределяют ресурсы – от производства новых клеток в пользу программ выживания. Эти выводы могут лечь в основу будущих методов терапии, направленных на улучшение регенерации мышц у пожилых людей. Однако авторы исследования предостерегают: «Бесплатного обеда не бывает. Улучшая функцию старых клеток, мы всегда должны помнить о потенциальной цене и возможных негативных последствиях в долгосрочной перспективе».
