Раскрыта взаимосвязь между старением и качеством сна
Исследователи университета Пенсильвании, работающие под руководством доктора Ниринджини Наиду (Nirinjini Naidoo), обнаружили место пересечения между сигнальными каскадами процесса старения и реакции организма на клеточный стресс, который, кроме прочего, вызывает старческие нарушения сна. Они считают, что воздействие на соответствующие механизмы может помочь страдающим от бессонницы старикам. По крайней мере, этого удалось добиться в экспериментах на мухах-дрозофилах.
Известно, что старение часто сопровождается различными нарушениями сна. Многие пожилые люди жалуются как на уменьшение продолжительности, так и на ухудшение качества ночного сна. В то же время они часто засыпают в дневное время.
Ранее авторы, занимающиеся изучением молекулярных механизмов этого феномена, установили, что старение ассоциировано с увеличением содержания в клетках развернутых белковых молекул. Эта так называемая «реакция несвернутых белков» является признаком клеточного стресса.
Аномальное сворачивание белковых молекул типично и для целого ряда возрастных заболеваний, в том числе болезней Паркинсона и Альцгеймера, и, как оказалось нарушения сна. Исследователи решили выяснить, может ли восстановление механизмов сворачивания белковых молекул хотя бы частично нормализовать сон стареющего организма.
С помощью системы видеомониторинга они сравнили особенности сна «молодых» (9-12 дней) и «старых» (8 недель) дрозофил. Оказалось, что, как и пожилые люди, престарелые мухи в целом спали меньше и более чутко, а также дольше восстанавливались после вынужденного отсутствия сна, чем их молодые сородичи. Однако стимулирующее нормальное сворачивание белковых глобул соединение, известное как 4-фенилбутират натрия, устраняло большую часть этих проявлений и возвращало стареющим дрозофилам практически юношеский сон.
Молекулярный анализ клеток дрозофил показал, что 4-фенилбутират натрия оказывает свое действие посредством коррекции реакции несвернутых белков. В настоящее время этот препарат применяется для лечения заболеваний, ассоциированных с аномальным сворачиванием белковых молекул, таких как болезнь Паркинсона и муковисцидоз.
Авторы также решили выяснить, может ли аномальное сворачивание белков повлиять на сон молодых особей. Для этого они использовали другой препарат – туникамицин, нарушающий формирование белковых глобул и вызывающий клеточный стресс. Его добавление в корм молодых дрозофил приводило к развитию у них типично старческих нарушений сна: уменьшения общей продолжительности сна, повышения его чуткости и ухудшения способности к восстановлению после недосыпа.
На основании полученных результатов авторы сформулировали три основных вывода. Во-первых, недостаток сна ведет к нарушению сворачивания белковых молекул и клеточному стрессу, а с возрастом способность организма восстанавливаться после стресса ухудшается. Во-вторых, эти явления, судя по всему, являются компонентами петли положительной обратной связи, в которой недостаток или прерывистость сна вызывают клеточный стресс, что, в свою очередь, приводит к нарушениям функционирования нейронов и еще больше ухудшает качество сна.
И наконец, наиболее важно то, что если полученные результаты удастся воспроизвести на мышах и в клинических исследованиях, такие препараты, как 4-фенилбутират натрия можно будет использовать для восстановления качества сна.
Статья Marishka K. Brown et al. Aging induced endoplasmic reticulum stress alters sleep and sleep homeostasis опубликована в журнале Neurobiology of Aging.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Pennsylvania:
Penn Study in Fruitflies Strengthens Connection Among Protein Misfolding, Sleep Loss, and Age.
27.02.2014