«Эти результаты помогают нам понять процессы, лежащие в основе как нормального старения, так и преимуществ ограничения калорий, — поделился главный исследователь Лора Л. Дуган, доктор медицинских наук, доцент кафедры неврологии, медицины, анатомии и нейробиологии. — Если на некоторые аспекты старения влияют свободные радикалы, мы можем предотвратить или обратить вспять эти нарушения».
Свободные радикалы — это химически активные молекулы, образующиеся либо как побочные продукты естественных процессов организма, либо в результате воздействия окружающей среды, например смога или солнечного света. Наличие свободных радикалов — это нормально, но ученые считают, что их накопление в слишком большом количестве может привести к повреждению клеток и вызвать целый ряд заболеваний, начиная от инсульта и заканчивая раком. Антиоксиданты, такие как витамины С и Е, помогают предотвратить разрушение свободными радикалами.
Поскольку есть доказательства того, что как антиоксиданты, так и ограничение калорий увеличивают продолжительность жизни и уменьшают связанные со старением заболевания, Дуган и ее коллеги выдвинули гипотезу, что ограничение калорий, как и антиоксиданты, помогает защитить мозг от повреждения свободными радикалами.
Чтобы проверить свою теорию, команда сравнила молодых и старых мышей, которых кормили обычной пищей, со старыми мышами, которым давали на 35 процентов меньше калорий, начиная примерно с годовалого возраста. Один год для мышей примерно соответствует физиологическому эквиваленту 40 лет у людей.
Животным вводили флуоресцентный краситель, который меняет цвет при взаимодействии со свободным радикалом, называемым супероксидом. Исследователи изучили срезы мозга из трех групп, чтобы измерить уровни супероксида в определенных областях мозга.
У старых мышей, которых кормили обычной пищей, в нескольких областях мозга было значительно больше супероксида, чем у их молодых собратьев, особенно в одной области, связанной с болезнью Паркинсона, называемой черной субстанцией. Но у старых мышей с ограничением калорий этого не произошло.
«За последние 20 лет проводились исследования, которые предполагают, что свободные радикалы, особенно супероксид, участвуют в накопительном повреждении с возрастом и что нервная система может быть одной из наиболее уязвимых мишеней, — говорит Дуган. — Однако большая часть этих доказательств была косвенной. Используя чувствительные, современные методы, мы действительно смогли увидеть, какие клетки производят избыточные уровни свободных радикалов».
Затем Дуган и ее коллеги оценили животных, у которых сохранялся низкий уровень супероксида, чтобы выяснить, сохранили ли они способность выполнять ряд поведенческих задач. Они обнаружили, что старые животные, получавшие ограниченное количество калорий, были так же хороши, как и молодые животные, в тестах на силу захвата, координацию и гибкость, например, быстро спускаться по шесту и висеть вниз головой на экране. Старые животные, которых кормили обычной пищей, значительно хуже справлялись с этими задачами.
«Мы считаем, что чувствительные сигнальные пути, которые особенно важны в мозге, нарушаются высоким уровнем свободных радикалов, и что эти нарушения могут объяснить, почему при нормальных обстоятельствах функция мозга со временем снижается, — говорит Дуган.