«Беглые» протеины – еще одна причина старения?
Исследователи из Университета Флориды вместе со своими коллегами из других научных центров США идентифицировали протеин, играющий ключевую роль в процессах окислительного повреждения клеток, ведущих в конечном итоге к возрастной потере слуха. Полученные результаты (на текущей неделе они будут опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences) помогут разработать новые стратегии антиоксидантной терапии старческой тугоухости, а в перспективе – и других возрастных болезней.
Возрастная потеря слуха является одним из наиболее распространённых сенсорных расстройств у пожилых людей. Учёные до сих пор пытаются выяснить, какие клеточные процессы определяют потерю слуха или способствуют его утрате. По причине высокой распространённости этого расстройства, возрастная потеря слуха на сегодняшний день представляет серьёзную социальную проблему.
Одна из теорий старения утверждает, что свободные радикалы повреждают компоненты митохондрий. Эти повреждения накапливаются и с течением времени приводят к утечке из митохондрий определённых белков. Внутри митохондрий эти белки жизненно необходимы, но, покидая их, становятся смертоносными. Гибель клеток, вызванная такими «беглыми» белками, проявляется в виде физических эффектов, связанных с процессом старения, включая потерю слуха.
Возрастная потеря слуха подразумевает отмирание чувствительных волосков, нервов и мембранных клеток во внутреннем ухе. Поскольку волоски и нервные клетки у человека не восстанавливаются, их гибель приводит к постепенной потере слуха.
Известно, что один из протеинов под названием Bak ослабляет мембрану митохондрий. Чем выше концентрация этого белка, тем более слабыми и проницаемыми становятся мембраны митохондрий, позволяя вредным молекулам выходить в клетку.
Bak обычно образуется в результате окислительного стресса, и его уровень растёт по мере старения организма. Исследователей заинтересовал вопрос, может ли отсутствие этого протеина предотвратить возрастную потерю слуха, связанную с отмиранием чувствительных волосков, нервов и мембранных клеток во внутреннем ухе.
Тесты на остроту слуха показали, что мыши среднего возраста с недостатком протеина Bak обладали такими же показателями слуха, как и молодые мыши. Кроме того, отмершим оказалось меньшее число важных слуховых клеток по сравнению с «дикими» мышами, не страдающими Bak-недостаточностью.
Исследователи также решили изучить, насколько устойчивы клетки внутреннего уха Bak-дефицитных мышей, для чего подвергли их действию специального реагента, вызывающего окислительный стресс. Именно окислительный стресс индуцирует экспрессию Bak в клетках внутреннего уха.
В ходе эксперимента наблюдалась лишь незначительная утрата клеток улитки при всех испытанных дозах химического стресса, в отличие от уровня, наблюдавшегося у животных дикого типа. Таким образом, учёные пришли к выводу, что протеин Bak способствует гибели кохлеарных клеток в результате окислительного стресса.
Логично предположить, что если окислительный стресс вызывает разрушение и гибель клеток слухового аппарата, усиление антиоксидантной защиты митохондрий должно способствовать снижению уровня повреждений.
Исследователи обнаружили задержку возрастной потери слуха у животных с избыточным количеством фермента, нейтрализующего активные формы кислорода, а также у животных, получавших перорально препараты антиоксидантов.
Эти наблюдения, похоже, указывают на действенную биологическую мишень, которую можно использовать для направленного терапевтического воздействия. Главным вопросом остаются сроки – когда начинать применение антиоксидантов, в каких комбинациях и дозах.
Другой способ сократить окислительный стресс – ограничение калорий – также в некоторой степени способен продлить жизнь и предотвратить возрастную потерю слуха, что ранее было продемонстрировано в одном из экспериментов на мышах. Исходя из новых данных, исследователи полагают, что вероятным механизмом, по которому действует ограничение калорий, является снижение клеточной смертности, индуцированной протеином Bak.
Профессор Хубер Уорнер (Huber Warner) из Университета Миннесоты даёт перспективную оценку работе: «Результаты этого исследования выделяют идею продления жизни с помощью ограничения калорий в совершенно новую отрасль, не изучавшуюся прежде». Выводы учёных показывают, что вместо ограничения калорий, влияющего на обмен веществ в целом, возможна локальная регуляция уровня белка Bak для воздействия на конкретные биологические системы человека, функции которых в первую очередь нарушаются в процессе старения.
Руслан Кушнир
Портал Вечная молодость www.vechnayamolodost.ru по материалам Eurekalert: 'Escaped' proteins add to hearing loss in elderly, UF researchers find
13.11.2009