Кубанский государственный технологический университет

Хладнокровные мыши живут дольше

06-02-2012
Американским биологам удалось обмануть нейроны преоптической области гипоталамуса (на рисунке), отвечающие за терморегуляцию, заставив их постоянно снижать на полградуса температуру тела трансгенных мышей (изображение с сайта www.colorado.edu)

Мудрость предков говорит, что хладнокровие предохраняет от преждевременной старости. Теперь американские биологи доказали, что это поучение можно понимать вполне буквально. Полученные ими результаты свидетельствуют о том, что заветные 36,6 градусов по Цельсию, которые испокон веков считаются нормой температуры человеческого тела, на самом деле вовсе не идеальны — во всяком случае, в том, что касается продолжительности жизни. Одновременно эти результаты подтвердили очень старую гипотезу, согласно которой снижение температуры тела способствует долголетию.

В ее пользу имеется много анекдотических свидетельств, теперь же она подкреплена строгими данными, полученными в специально спланированном физиологическом эксперименте. Его провели сотрудники расположенного в калифорнийском городе Ла-Холья (La Jolla) Скриппсовского исследовательского института (Scripps Research Institute), возглавляемые нейрологом Бруно Конти (Bruno Conti).

Этот опыт был поставлен на мышах, вечных мучениках науки. Впрочем, в данном случае его хвостатым участникам вроде бы было не на что жаловаться, поскольку экспериментаторы вполне преуспели в продлении их земного существования. Они снизили температуру тела животных, в результате чего те прожили куда дольше отведенного природой срока.

Давным-давно известно, что за стабилизацию внутренней среды (гомеостаз) отвечает гипоталамус, очень древний отдел промежуточного мозга, который существует у всех позвоночных (точнее, даже у всех хордовых), но лучше всего развит у млекопитающих. В число важнейших параметров гомеостаза входит поддержание физиологически оптимальной температуры тела, которую регулируют нейроны, локализованные в преоптической области (preoptic area) гипоталамуса. Филогенетически (иначе говоря, по эволюционному происхождению) преоптическая область принадлежит не промежуточному, а переднему мозгу, однако структурно относится к гипоталамусу.

Нейрологические механизмы терморегуляции довольно сложны, они включают взаимодействия между различными группами клеток, описание которых увело бы нас слишком далеко. Достаточно сказать, что у небольших млекопитающих в этом процессе активно участвуют нервные импульсы, идущие к бурым адипоцитам — клеткам бурого жира. Эти импульсы вынуждают адипоциты вырабатывать так называемый разобщающий белок первого типа (uncoupling protein 1, UCP-1), который влияет на работу митохондрий — энергетических станций клетки. Митохондрии по должности синтезируют аденозинтрифосфат (АТФ) — главный хранитель и переносчик внутриклеточной химической энергии, однако под воздействием UCP-1 они его не аккумулируют для клеточных нужд, а перерабатывают в тепло.

С помощью этого механизма производства тепла (по-научному, термогенеза) природа наделила зверьков портативными нагревателями в лице островков бурого жира, которые позволяют им избегать переохлаждения организма в зимнее время. Для крупных животных этот механизм не столь важен, поскольку они лучше сохраняют тепло из-за большой массы тела.

Теперь вернемся к эксперименту Конти со товарищи. Ученые сконструировали генетически модифицированных мышей, у которых постоянно перегревался небольшой участок гипоталамуса, расположенный менее чем в миллиметре от центра терморегуляции. Сделано это было весьма остроумно. В состав бокового гипоталамуса входят три тысячи нейронов, которые — и только они — синтезируют некие пептиды, называемые орексинами — от греч. orex «аппетит», поскольку поначалу считалось, что эти пептиды играют важную роль в регуляции пищевого поведения. (Одновременно эти пептиды были открыты в 1998 году другой группой ученых и названы «гипокретинами» — ГИПОталамическими инКРЕТИНАМИ, так как их приняли за представителей группы гастроинтестинальных гормонов инкретинов, вызывающих увеличение производства инсулина. В дальнейшем это сходство опровергли. А из двух названий больше прижилось первое.) Трансгенные мыши были изготовлены таким образом, чтобы у них под воздействием орексинов экспрессировался ген UCP-2, непосредственно связанный с UCP-1. В результате митохондрии этих клеток переходили в режим термогенеза, и в боковом гипоталумусе включались химические грелки. Нейроны преоптической области воспринимали это тепло как свидетельство общего перегрева мышиного организма и потому снижали его температуру на 0,3-0,5 градуса.

Экспериментаторы выяснили, что медианная продолжительность жизни «охлажденных» самцов на 12% превышает таковую у их обычных сородичей, а самок — даже на 20% (и это при том, что и те, и другие получали пищу не только нормальной, но даже несколько повышенной калорийности!).

Конечно, мыши есть мыши, их обмен веществ сильно отличается от человеческого. Но ведь говорят, что и индийские факиры умеют продлевать свою жизнь, снижая температуру тела. Во всяком случае, доктор Конти считает, что в будущем люди смогут добиваться таких же результатов с помощью препаратов, воздействующих на мозговой центр терморегуляции.

Источник: Bruno Conti et al. Transgenic Mice with a Reduced Core Body Temperature Have an increased Life Span // Science. V. 314. P. 825-828.

Алексей Левин

‹‹