logo

Пользовательского поиска

Thursday 24th of May 2018

Связь между циркадными ритмами и старением: ген SIRT1 регулирует циркадные часы организма

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
25.06.2013 22:18

 

Ученые MIT доказали, что ген SIRT1, связанный с долголетием, регулирует и циркадные ритмы организма.

Ученые MIT доказали, что ген SIRT1, связанный с долголетием, регулирует и циркадные ритмы организма. (Фото: iStockphoto)


Структура сна и бодрствования человека во многом определяется внутренними циркадными часами, в большинстве случаев подчиняющимися 24-часовому циклу дня и ночи. Циркадные часы контролируют многие функции организма, в частности, метаболизм, и принимают участие в регуляции температуры тела.


Исследования, проведенные на работающих в ночную смену людях, выявили у них повышенную предрасположенность к диабету, а эксперименты на животных показали, что нарушение циркадных ритмов связано с развитием диабета и ожирения.

Новое исследование, проведенное в Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology, MIT), показало, что ген SIRT1, задерживающий, как известно, развитие возрастных заболеваний, играет ключевую роль и в управлении циркадными ритмами. Ученые установили, что у нормальных мышей наблюдается возрастное угасание циркадной функции этого гена, но повышение уровней белка сиртуина-1 – продукта экспрессии SIRT1 – в головном мозге может предотвратить это угасание. И наоборот, потеря функции SIRT1 нарушает циркадную регуляцию у молодых мышей, имитируя происходящее при нормальном старении.

Полученные в MIT данные предполагают, что препараты, повышающие активность SIRT1 у человека, могут оказать значительное положительное влияние на здоровье, считает профессор биологии MIT Леонард Гваренте (Leonard Guarente), старший автор статьи об этом исследовании, опубликованной в журнале Cell.

По его мнению, «если в процессе старения мы смогли бы поддерживать активность SIRT1, настолько высокую, насколько это возможно, мы могли бы замедлить старение на уровне центральных часов головного мозга, и польза для здоровья определялась бы их влиянием».

В организме человека и животных циркадные ритмы подчиняются примерно 24-часовому циклу, управляемому центром контроля над циркадными ритмами, называемым супрахиазматическим ядром, расположенным в гипоталамусе.

«Почти все, что происходит на физиологическом уровне, организовывается в соответствии с циркадным циклом», – объясняет профессор Гваренте. «Поэтому в последнее время развивается идея о том, что сохранение правильного циркадного цикла очень важно для здоровья. Если он нарушается, расплачиваться приходится потерей здоровья и, возможно, ускоренным старением».

Более 15 лет назад профессор биологии MIT Леонард Гваренте (Leonard Guarente) первым связал ген SIRT1 с процессом старения.

 

Более 15 лет назад профессор биологии MIT Леонард Гваренте (Leonard Guarente) первым связал ген SIRT1 с процессом старения. (Фото: technologyreview.com)

 

 

 

Белок сиртуин 1 является главным регулятором клеточного ответа на стресс, координирующим работу целого ряда гормональных сетей, белков и генов. В конечном итоге, его функция – сохранить клетке здоровье и жизнь. В прошлом году профессор Гваренте – это он более 15 лет назад первым связал SIRT1 со старением – получил данные о том, что сохранение правильного циркадного цикла коррелирует с большей продолжительностью жизни у мышей. Ученого заинтересовало, какую роль в этом феномене играет SIRT1, который, как известно, увеличивает продолжительность жизни многих биологических видов.

Чтобы исследовать роль SIRT1 в контроле над циркадными ритмами, Гваренте и его коллеги создали генетически модифицированных мышей, в головном мозге которых синтезировались разные количества белка сиртуина 1. У мышей одной из групп сохранялись нормальные уровни сиртуина-1, у другой – сиртуин-1 не синтезировался вообще; еще у двух групп экспрессия белка была повышена – в два и десять раз по сравнению с нормой.

У мышей с пониженным уровнем сиртуина-1 циркадный цикл был немного больше (23,9 часа), чем у нормальных мышей (23,6 часа), а у мышей с 10-кратно повышенным уровнем белка – несколько короче (23,1 часа).

На мышах с нормальным уровнем сиртуина-1 были подтверждены результаты предыдущих исследований: при нарушении 12-ти часового цикла смены света и темноты молодые животные корректировали свои циркадные ритмы гораздо быстрее, чем более старые. Однако эксперименты впервые показали, что процесс старения не сопровождается угасанием функции контроля над циркадными ритмами, если уровни сиртуина-1 в мозге животных повышены.

Кроме того, исследователи установили, что SIRT1 осуществляет этот контроль путем регуляции активности генов BMAL1 и CLOCK – двух главных «хранителей» центральных циркадных часов.

По словам профессора Гваренте, накапливается все больше данных о том, что способность адекватно реагировать на серьезные или незначительные нарушения цикла свет/темнота важна для поддержания здорового метаболизма.

6

 

Циркадные часы млекопитающих. (Рис. sabiosciences.com)

 

 

 

«По существу, мы каждый день испытываем мини-смены часовых поясов, потому что световой цикл постоянно меняется. Важнейшим для нас является способность плавно адаптироваться к этим встряскам», - считает Гваренте. «Многие исследования на мышах показывают, что, в то время как молодые мыши делают это прекрасно, у старых животных возникают проблемы. С человеком вполне может происходить то же самое».

Если это так, то лечить или предупреждать возрастные заболевания можно усилением циркадной функции SIRT1 – либо путем доставки в мозг его активаторов, либо с помощью препаратов, усиливающих какую-либо другую составляющую контроля над циркадными ритмами, полагает ученый.

«Я думаю, мы должны изучать каждый аспект машинерии циркадных часов головного мозга, и любые вмешательства, которые могут поддержать эти механизмы в процессе старения, должны пойти на пользу», - говорит он. «Одной точкой входа может быть SIRT1, потому что мы показали, что у мышей генетическое сохранение его активности помогает поддерживать его циркадную функцию».

Несколько активаторов SIRT1 сейчас проходят испытания в качестве препаратов против диабета, воспаления и других заболеваний, но они не рассчитаны на преодоление гематоэнцефалического барьера и, скорее всего, не смогут достичь центральной нервной системы. Однако можно разработать такие активаторы SIRT1, которые смогут проникать в головной мозг, полагает Гваренте.

Роман Кондратов (Roman Kondratov), адъюнкт-профессор биологии Университета штата Кливленд (Cleveland State University), считает, что последнее исследование профессора Гваренте поднимает несколько интереснейших вопросов, связанных с возможностью задержать или обратить вспять возрастные изменения в головном мозге путем «омоложения» активаторами SIRT1 главных циркадных часов.

«Важность этого исследования состоит в том, что оно имеет как чисто научное, так и прикладное значение, принимая во внимание тот факт, что фармакологические модуляторы SIRT1 сейчас активно изучаются», - говорит исследователь.

В настоящее время лаборатория профессора Гваренте занимается изучением связи между здоровьем, циркадной функцией SIRT1 и диетой. Ученые предполагают, что диета с высоким содержанием жиров ломает циркадные часы, но этой поломке можно противопоставить повышение активности гена.

 

 

По материалам

The link between circadian rhythms and aging

 

8

 

Оригинальная статья:

Hung-Chun Chang, Leonard Guarente. SIRT1 Mediates Central Circadian Control in the SCN by a Mechanism that Decays with Aging

 

 

 

 

 

 

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Еще о старении


Получены неоспоримые доказательства прямой активации ресвератролом белка SIRT1

Расшифрован антираковый и антивозрастной механизм действия метформина

Гипоталамус – ключ к старению

Белок паркин увеличивает продолжительность жизни плодовых мушек, избавляя клетки от биохимического «мусора»

Рецепторы гормонов против старения

Низкие дозы метформина увеличивают продолжительность жизни мышей

Открыт один из ключевых белков, влияющих на процесс старения

Подавление экспрессии mTOR увеличивает продолжительность жизни мышей, но действует на системы органов разнонаправленно

«Самое слабое звено» стареющего протеома

Как теломеры влияют на клеточное старение

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday626
mod_vvisit_counterYesterday602
mod_vvisit_counterThis week3010
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month15500
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3998882

We have: 60 guests, 3 bots online
Your IP: 54.224.151.24
 , 
Today: Май 24, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.