В ваши годы, дедушка, вредно недосыпать!
Ученые университета Пенсильвании установили, что в клетках мозга старых мышей нарушен механизм отклика неструктурированных белков (unfolded protein response, UPR), являющийся реакцией на стресс, вызываемый недостатком сна.
Это открытие свидетельствует о том, что у пожилых людей недосыпание может усугубить уже, как правило, нарушенные защитные реакции на аномальное сворачивание белковых молекул, частота которого растет по мере старения клетки. Накопление и агрегация аномальных белков в клетке ассоциирована со многими заболеваниями, в том числе с болезнями Альцгеймера и Паркинсона.
Отклик неструктурированных белков является частью «системы контроля качества», осуществляющей мониторинг синтеза белков в эндоплазматическом ретикулуме. При накоплении внутри ретикулума слишком большого количества аминокислотных цепочек или при каких-либо других сбоях эндоплазматический ретикулум использует механизм отклика неструктурированных белков, замедляющий процесс синтеза и предоставляющий ретикулуму возможность избавиться от избытка аминокислотных цепочек. Если механизм не срабатывает, запускается процесс самоуничтожения клетки – апоптоз.
Авторы продемонстрировали, что недостаток сна не нарушает отклика неструктурированных белков у 10-недельных мышей, при этом в эндоплазматическом ретикулуме клеток коры мозга не происходит накопления неправильно свернутых белковых молекул. В тоже время, у старых 2-летних мышей при недостатке сна механизм отклика неструктурированных белков не справлялся со своей функцией, и аномальные белки засоряли эндоплазматический ретикулум. У старых животных, на которых недостаток сна не оказывал стрессорного воздействия, были выявлены предшествующие эксперименту нарушения отклика неструктурированных белков.
Сон мышей заключается в коротких периодах пассивности в течение дня и ночи. В среднем мышь спит один час на каждые два часа бодрствования. Для создания недостатка сна ученые постоянно наблюдали за животными и тихонько толкали щеточкой засыпающих мышей, возвращая их в фазу активности.
Через 3, 6, 9 и 12 часов лишения сна часть животных умерщвляли и анализировали белковый состав клеток их мозга. Через 6 часов бессонницы синтез белка в клетках мозга молодых мышей был блокирован с помощью вспомогательного белка (белка-чаперона) BiP/GRP78, что свидетельствовало о полноценном отклике неструктурированных белков. У старых мышей, напротив, белок BiP/GRP78 не выявлялся и наблюдался белковый синтез в эндоплазматическом ретикулуме.
По сравнению с молодыми животными, у старых мышей также наблюдалось меньшее количество белков, исправляющих аномально свернутые белковые молекулы, и большее количество белков, вызывающих клеточную гибель. Таким образом, лишение сна активирует в стареющем мозге сразу несколько процессов, общим результатом которых является накопление аномальных белков.
Авторы считают, что в стареющем мозге выявленный ими эффект с большой степенью вероятности усугубляет и без того работающие с ошибками системы сворачивания и расщепления белковых молекул. В рамках своей следующей работы они планируют протестировать возможность замедления старения и снижения эффектов дефицита сна посредством введения в клетки ключевых белков, обладающих защитными функциями.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам EurekAlert
30.06.2008