Ученые из Центра нейронаук и клеточной биологии Коимборского университета в Португалии предполагают, что нейропептид Y может играть важную роль в увеличении продолжительности жизни человека. Проведенный ими анализ большого количества статей показал, что нейропептид Y влияет на шесть из девяти основных признаков старения, которые открыл испанский ученый Карлос Лопез-Оттин в 2013 году. Ранее уже отмечалась роль нейропептида Y в изменении поведения, способности к запоминанию и обучению, формировании чувства голода и суточных биоритмов человека.
Старость и нейропептид Y
Старение всегда рассматривается, как совокупность многих процессов в организме. Внимание ученых всего мира обращено на молекулярные механизмы, которые лежат в основе долгожительства. Возьмем, например, голого землекопа (Heterocephalus glaber), который при своих скромных размерах достигает возраста 30 лет и чаще всего умирает именно от старости, а не от болезней. Существует много научных гипотез о том, почему землекопу так “повезло” — от повышения содержания гиалуроновой кислоты в крови до особо эффективного процесса синтеза белка организма, но однозначного ответа на этот вопрос пока не найдено. У мышей с повышенной секрецией нейропептида Y продолжительность жизни тоже значительно увеличивалась, в связи с чем это вещество может быть одним из тех “мостиков”, которые помогут найти механизм борьбы со старением.
Как же именно нейропептид Y влияет на все шесть признаков старения? Разберемся по порядку:
1. Нарушение правильной упаковки белка и удаления неправильных белков в организме (или протеостаз)
В организме существует множество белков-шаперонов, которые помогают синтезироваться новым белкам. В свою очередь белки теплового шока тоже следят за тем, чтобы поврежденные при стрессе белки вовремя утилизировались, а новые восполняли потребности клеток, встав на место старых. Как оказалось, нейропептид Y изменяет экспрессию генов белка теплового шока HSP 72, который поддерживает функцию мышц и защищает их от дистрофии. Немаловажной регуляторной функцией нейропептида Y — это его уникальная способность предотвращать накопление поврежденных макромолекул в нейронах гипоталамуса, тем самым защищая от нейродегенеративных заболеваний, а, следовательно, и старения.
2. Неправильное поступление питательных веществ
Учеными всего мира признано, что ограничение калорий — это единственное негенетическое вмешательство, которое продлевает жизнь многих организмов от дрожжей до млекопитающих. Оказывается, нейропептид Y играет в этом процессе не последнюю роль. Установили, что если мышей полностью лишить этого вещества, то ограничение калорий не принесет никакого эффекта. Нейроны гипоталамуса, ответственные за секрецию нейропептида Y, регулируют важные сигнальные пути и весь обмен веществ. Они могут уменьшать уровень глюкозы в крови и снижать аппетит через гормон желудка грелин, гормон жировой ткани лептин и инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. Нейропептид Y напрямую воздействует на механизмы старения через сигнальный путь FOXO и гормон роста.
3. Нарушение работы митохондрий
Фрагмент нейропептида Y прикреплен к внешней мембране митохондрий и может влиять на ее энергетический баланс. Недостаток его рецепторов может “сломать” нормальные механизмы транспорта жиров в митохондриях и привести к избыточному окислению и образованию опасных свободных радикалов (окислительный стресс) в мышцах и печени.
4. Старение клеток
Клеточное старение происходит из-за замедления деления и роста клеток в следствие окислительного стресса, описанного в предыдущем разделе. “Принять на себя” этот удар и защитить организм от последствий стресса может иммунная система, которая вовремя удаляет поврежденные клетки из организма. Нейропептид Y стимулирует деятельность таких клеток иммунной системы, как лимфоциты и NK- клетки. Кроме того, под действием нейропептида Y усиливается рост и развитие популяций нервных, стволовых и эпителиальных клеток.
5. Истощение запаса стволовых клеток
С возрастом количество стволовых клеток уменьшается, также как и способность тканей к регенерации. Нейропептид Y потенциально может поддерживать самовозобновление и способность эмбриональных стволовых клеток к делению через активацию Y1 и Y5 рецепторов. Ученые утверждают, что именно Y5 рецептор увеличивает рост и развитие стволовых клеток костного мозга у крыс, замедляя старение. Благодаря своей способности запускать пролиферацию клеток предшественников различных типов клеток, нейропептид Y может использоваться в составе заместительной терапии при нейродегенеративных заболеваниях.
6. Изменения внутриклеточных взаимодействий
Существуют данные о том, что нейропептид Y усиливает межклеточные взаимодействия между клетками кости в пробирке, заставляя остеокласты активно делиться. Так как количество костной ткани с возрастом уменьшается, то они становятся хрупкими и подвержены переломам. Влияние нейропептида Y имеет большое значение для коррекции возрастных нарушений в кости.
Волшебный белок
Нейропептид Y по данным научных статей может воздействовать на шесть из девяти признаков старения, играя важную физиологическую роль в процессах, лежащих в основе нормального развития и старения клеток. На данный момент нет информации о его влиянии на нестабильность генома, эпигенетические изменения и укорочение теломер. Однако это не значит, что нейропептид Y не участвует в этих механизмах, возможно мы просто еще не все о нем знаем. Ученые предлагают более подробно изучить процессы, на которые нейропептид Y мог бы оказывать точечное воздействие, замедляя старение.