«Апостериори»: Экстракт чеснока улучшил работу мышц у старых мышей

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Исследователи обнаружили, что одно из соединений, образующихся в выдержанном чесноке, может влиять на возрастные изменения мышц через сложную цепочку сигналов между жировой тканью, мозгом и мышцами. В работе, опубликованной в журнале Cell Metabolism, учёные показали, что вещество S-1-propenyl-L-cysteine, или S1PC, повышает уровень фермента eNAMPT, связанного с синтезом молекулы NAD+, а также улучшает мышечную силу у старых мышей.

Чеснок и выдержанный чесночный экстракт давно изучаются как источник биологически активных веществ. Среди них особенно известны аллицин и S-аллилцистеин. Однако механизм действия S1PC до сих пор оставался плохо изученным. Авторы новой работы предположили, что это соединение может быть связано с регуляцией NAD+ – молекулы, играющей важную роль в энергетическом обмене и процессах старения. С возрастом уровень NAD+ в тканях снижается, и в последние годы этому посвящено множество исследований.

В центре нового исследования оказался фермент eNAMPT. Он участвует в процессах, связанных с выработкой клеточной энергии, и способен выделяться жировой тканью в кровь в составе микроскопических пузырьков – внеклеточных везикул. Ранее уже было известно, что такие пузырьки могут воздействовать на гипоталамус – область мозга, регулирующую обмен веществ, температуру тела и работу вегетативной нервной системы. Авторы решили проверить, способен ли S1PC усиливать этот процесс.

Эксперименты показали, что после приёма S1PC уровень eNAMPT в крови мышей действительно повышался. Причём происходило это довольно быстро – уже через 15–30 минут после введения вещества. Одновременно возрастал уровень NAD+ в гипоталамусе. Исследователи также проследили, как S1PC распределяется по организму, и обнаружили, что соединение быстро накапливается в жировой ткани.

Далее учёные попытались понять, какой именно механизм запускает этот эффект. Они обнаружили, что S1PC активирует белок LKB1 – один из важных регуляторов клеточного обмена веществ. Обычно этот белок связывают с другими системами энергетической регуляции клетки. Однако в данном случае исследователи увидели необычную картину: S1PC запускал отдельную цепочку реакций, почти не затрагивая более известные механизмы.

По данным авторов, S1PC помогает нескольким белкам собраться в активный комплекс. После этого усиливается работа белка SIRT1, который способствует выделению eNAMPT из жировых клеток. Исследователи отдельно подчёркивают, что такой механизм оказался для них неожиданным. Более того, эксперименты показывают, что S1PC, вероятно, действует как своеобразный «молекулярный связующий элемент», помогающий этим белкам взаимодействовать друг с другом.

Затем авторы перешли к долгосрочным экспериментам на старых мышах. Животные получали S1PC в течение восьми месяцев. В результате у них снизился так называемый индекс дряхлости – совокупная оценка возрастных нарушений организма. Кроме того, у мышей улучшилась сила мышц и восстановилась температура тела, которая обычно снижается с возрастом. При этом сами мышцы практически не увеличивались в массе. То есть речь идёт не о росте мышечной ткани как таковом, а скорее об изменении её функционального состояния.

Особенно интересным оказался механизм этой связи между жировой тканью и мышцами. Авторы показали, что eNAMPT, выделяемый жировой тканью, накапливается прежде всего в гипоталамусе, а не в самих мышцах. После этого гипоталамус, вероятно, усиливает сигналы нервной системы, регулирующие работу мышц. Это приводит к изменениям в мышечном обмене веществ и увеличению мышечной силы. Когда исследователи блокировали эти сигналы, эффект S1PC исчезал.

Авторы также провели небольшое исследование на людях. В нём участвовали 44 человека в возрасте от 20 до 49 лет. После приёма концентрированного чесночного экстракта с высоким содержанием S1PC уровень eNAMPT в крови увеличивался у участников старше 40 лет, сохранявших нормальную массу жировой ткани. Исследователи отдельно отмечают, что эффект оказался связан именно с наличием достаточного количества жировой ткани – у слишком худых участников рост eNAMPT был выражен значительно слабее.

При этом авторы подчёркивают, что работа пока не доказывает существование «омолаживающего эффекта» у людей. Исследование на людях было небольшим и оценивало прежде всего биомаркеры, а не долгосрочные изменения здоровья или продолжительности жизни. Кроме того, остаётся неизвестным, какие именно клетки гипоталамуса реагируют на eNAMPT и существуют ли дополнительные механизмы действия S1PC помимо описанной цепочки сигналов.

Тем не менее исследование интересно тем, что связывает сразу несколько активно изучаемых направлений современной биологии старения – энергетический обмен клетки, взаимодействие разных органов и влияние мозга на процессы старения организма. И, возможно, показывает ещё один пример того, как вещества, давно присутствующие в рационе человека, могут оказывать гораздо более сложное действие, чем предполагалось ранее.