Читать книгу Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью - Майкл Грегер - Страница 10
Часть I
Одиннадцать способов замедления старения
AMPK
ОглавлениеВ моей книге «Не сдохни на диете», посвященной всем научно обоснованным методам снижения веса, есть раздел, названный «Усиление AMPK». AMPK (АМФ-активируемая протеинкиназа) – это фермент, который действует как датчик для растений и животных подобно датчику уровня топлива в автомобиле. Как на приборной панели мигает лампочка, когда бензин почти на исходе, так АМРК повышает обороты, когда обнаруживает истощение запасов универсального топлива. AMPK переключает организм с накопления жира на его сжигание для восстановления энергетического баланса. Поэтому AMPK известен не только как главный энергетический сенсор[123] в нашем организме, но и как регулятор жировых отложений[124]. Именно поэтому я отвожу ей главную роль в книге «Не сдохни на диете». Но она влияет не только на контроль веса. Она также может контролировать старение[125].
Во времена изобилия наши клетки могут работать на полную мощность. Однако в условиях дефицита – когда не хватает пищи для животных или света для растений (темнота – это, по сути, голод для растений)[126] – в работу включается АМРК, который переводит клетку в режим экономии и начинает использовать запасы энергии, например сжигать жиры. Наши клетки также могут запускать программу утилизации, называемую аутофагией.
Аутофагия – это процесс уборки, в ходе которой дефектные клеточные компоненты, такие как неправильно свернутые белки, которым в хорошие времена было позволено накапливаться, теперь расщепляются на мелкие составляющие и выбрасываются. Как я подробно рассказываю в главе «Аутофагия», она одновременно является и спасательной операцией, и процедурой вывоза мусора, собирая дефицитное сырье и удаляя накопившийся шлак, который участвует в процессе старения. Это одна из причин, по которой AMPK все больше признается в качестве фактора, способствующего долголетию[127]. AMPK вызывает аутофагию, которая наводит порядок в доме, убирает накопившиеся отходы и фактически запускает своего рода клеточную перезагрузку[128].
Существует три основных вопроса, ответы на которые помогают исследователям долголетия установить влияние на старение того или иного фактора.
1. Усугубляется ли фактор с возрастом?
2. Если его усилить, ускоряет ли он старение?
3. Ели его ослабить, замедляет ли он старение и тем самым увеличивает продолжительность жизни[129]?
Потеря активности AMPK с возрастом – тот фактор, в отношении которого можно дать положительный ответ на все три вопроса. С возрастом уровень AMPK снижается, и ее становится все труднее активировать, все труднее переключить на «зарядку аккумуляторов»[130]. Когда это снижение усугубляется, старение ускоряется (по крайней мере, у мышей)[131], но если процесс обратить вспять, усилив активацию AMPK, у модельных организмов[132], например у C. elegans[133], круглого червя, продолжительность жизни увеличивается на целых 38 % (see.nf/models).
На всем пути эволюции самым надежным способом увеличения продолжительности жизни было длительное ограничение питания[134]. Одним из механизмов такого увеличения продолжительности жизни считается активация AMPK. Однако примечательным в экспериментах с активацией AMPK является то, что в результате жизнь животных продлевалась даже несмотря на то, что им разрешалось есть столько, сколько они хотели[135]. Активаторы AMPK способны эффективно обмануть организм, заставив его «думать», что он голодает, и переключить его в режим защитной уборки, не испытывая при этом никаких лишений. Таким образом, активаторы AMPK можно считать миметиками[136] ограничения калорийности, или имитаторами. Именно поэтому AMPK считается мишенью для лекарственного воздействия, цель которого – долголетие, и различные активаторы AMPK[137] массово выпускаются фармацевтическими компаниями.
123
López M. Hypothalamic AMPK: a golden target against obesity? Eur J Endocrinol. 2017;176(5):R235–46. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28232370/
124
Steinberg GR, Macaulay SL, Febbraio MA, Kemp BE. AMP-activated protein kinase – the fat controller of the energy railroad. Can J Physiol Pharmacol. 2006;84(7):655–65. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16998529/
125
Salminen A, Kaarniranta K. AMP-activated protein kinase (AMPK) controls the aging process via an integrated signaling network. Ageing Res Rev. 2012;11(2):230–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22186033/
126
Vazirian M, Nabavi SM, Jafari S, Manayi A. Natural activators of adenosine 5’-monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) and their pharmacological activities. Food Chem Toxicol. 2018;122:69–79. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30290216/
127
Jiang S, Li T, Yang Z, et al. AMPK orchestrates an elaborate cascade protecting tissue from fibrosis and aging. Ageing Res Rev. 2017;38:18–27. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28709692/
128
Burkewitz K, Weir HJM, Mair WB. AMPK as a pro-longevity target. In: Cordero MD, Viollet B, eds. AMP-activated Protein Kinase. Experientia Supplementum. Vol 107. Springer; 2016:227–56. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27812983/
129
Ruiz R, Pérez-Villegas EM, Manuel Carrión Á. AMPK function in aging process. Curr Drug Targets. 2016;17(8):932–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26521771/
130
Salminen A, Kaarniranta K, Kauppinen A. Age-related changes in AMPK activation: role for AMPK phosphatases and inhibitory phosphorylation by upstream signaling pathways. Ageing Res Rev. 2016;28:15–26. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27060201/
131
Wang S, Kandadi MR, Ren J. Double knockout of Akt2 and AMPK predisposes cardiac aging without affecting lifespan: role of autophagy and mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(7):1865–75. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31109453/
132
Ruiz R, Pérez-Villegas EM, Manuel Carrión Á. AMPK function in aging process. Curr Drug Targets. 2016;17(8):932–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26521771/
133
Mair W, Morantte I, Rodrigues APC, et al. Lifespan extension induced by AMPK and calcineurin is mediated by CRTC-1 and CREB. Nature. 2011;470(7334):404–8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21331044/
134
Sokolov SS, Severin FF. Manipulating cellular energetics to slow aging of tissues and organs. Biochemistry (Mosc). 2020;85(6):651–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32586228/
135
Burkewitz K, Weir HJM, Mair WB. AMPK as a pro-longevity target. In: Cordero MD, Viollet B, eds. AMP-activated Protein Kinase. Experientia Supplementum. Vol 107. Springer; 2016:227–56. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27812983/
136
Миметики – это лекарственные вещества, биохимически имитирующие естественное синтезируемое в организме вещество или вызывающие в организме изменения, сходные с теми, которые проявляются под действием какого-либо внешнего фактора. – Примеч. ред.
137
Burkewitz K, Zhang Y, Mair WB. AMPK at the nexus of energetics and aging. Cell Metab. 2014;20(1):10–25. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24726383/