Исследование предлагает метод для увеличения роста кровеносных сосудов и мышц

По мере того как мы становимся старше, наша выносливость снижается, отчасти потому, что наши кровеносные сосуды теряют часть своей способности доставлять кислород и питательные вещества в мышечную ткань. Исследовательская группа ученых обнаружила, что она может восстановить потерю выносливости, связанную с возрастом у мышей, обработав их соединением, которое способствует новому росту кровеносных сосудов.

Исследование показало, что соединение, которое повторно активирует связанные с долголетием белки, называемые сиртуинами, способствует росту кровеносных сосудов и мышц, что повышает выживаемость пожилых мышей до 80 процентов.

Если результаты будут переведены на людей, это восстановление мышечной массы может помочь бороться с некоторыми последствиями возрастной хрупкости, что часто приводит к остеопорозу и другим заболеваниям.

«Мы должны будем увидеть, будет ли это влиять на людей, но вы действительно сможете восстановить мышечную массу в стареющем населении таким вмешательством», — говорит Леонард Гуаренте, профессор биологии Массачусетского технологического института и один из авторов исследования. «Между мышцами и костью существует много помех, поэтому потеря массы мышц в конечном итоге может привести к потере кости, остеопорозу и хрупкости, что является серьезной проблемой при старении».

Гонка со временем

В начале 1990-х годов Леонард Гуаренте обнаружил, что сиртуины, класс белков, встречающихся почти у всех животных, защищают от последствий старения у дрожжей. С тех пор подобные эффекты наблюдались и во многих других организмах.

В своем последнем исследовании Гуаренте и его коллеги решили изучить роль сиртуинов в эндотелиальных клетках, которые выстраиваются внутри кровеносных сосудов. Для этого они удалили ген для SIRT1, который кодирует основной сиртуин млекопитающих в эндотелиальных клетках мышей. Они обнаружили, что в возрасте 6 месяцев у этих мышей была снижена плотность капилляров и она могла работать только вполовину до обычных 6-месячных мышей.

Затем исследователи решили посмотреть, что произойдет, если они повысят уровни сиртуина у нормальных мышей по мере их старения. Они обрабатывали мышей соединением NMN, которое является прекурсором* NAD, кофермента, который активирует SIRT1. Уровни NAD обычно снижаются с возрастом, что, как полагают, вызвано сочетанием сокращенного производства NAD и его более быстрой деградации.

После того, как 18-месячные мыши получали соединение NMN в течение двух месяцев, их плотность капилляров восстанавливалась до уровней, обычно наблюдаемых у молодых мышей, и у них наблюдалось улучшение выносливости на 56-80%. Благоприятные эффекты наблюдались также у мышей возрастом до 32 месяцев (сопоставимых с людьми в возрасте 80 лет).

«При нормальном старении количество кровеносных сосудов снижается, поэтому вы теряете способность доставлять питательные вещества и кислород в ткани, такие как мышцы», — говорит Гуаранте. «Эффект прекурсоров, которые стимулируют NAD, заключается в том, чтобы противодействовать снижению, которое происходит при нормальном старении, возобновить SIRT1 и восстановить функцию в эндотелиальных клетках, чтобы вызвать увеличение количества кровеносных сосудов».

Эти эффекты усиливались, когда исследователи лечили мышей как NMN, так и сероводородом, другим активатором сиртуина.

Преимущества упражнений

Исследователи также обнаружили, что активность SIRT1 в эндотелиальных клетках имеет решающее значение для положительного эффекта физических упражнений у молодых мышей. У мышей упражнения обычно стимулирует рост новых кровеносных сосудов и повышает мышечную массу.

Однако, когда исследователи убрали SIRT1 из эндотелиальных клеток 10-месячных мышей, а затем провели четырехнедельную программу упражнений на беговой дорожке, они обнаружили, что упражнение не привело к таким же результатам, что и у обычных 10-месячных мышей.

Результаты исследования предполагают, что повышение уровня сиртуина может помочь пожилым людям сохранить свою мышечную массу с помощью физических упражнений, говорит Гуаранте. Исследования на людях показали, что возрастные мышечные потери могут быть частично устранены с помощью упражнений, особенно для тренировки веса.

*Преку́рсор (лат. praecursor — предшественник) — вещество, участвующее в реакции, приводящей к образованию целевого вещества.

Больше информации: Impairment of an Endothelial NAD -H 2 S Signaling Network Is a Reversible Cause of Vascular Aging. Cell, 2018; 173 (1): 74 DOI: 10.1016/j.cell.2018.02.008