При пониженных температурах замедляется агрегация белков — процесс, который приводит к преждевременной клеточной смерти. Это объясняет данные о том, что холод благотворно влияет на продолжительность жизни. К такому выводу пришли немецкие ученые из Кельнского университета.
Известно, что в основе многих заболеваний, связанных со старением, лежит процесс агрегации белков, когда в тканях накапливаются аномально свернутые и слипшиеся белки, известные как амилоидные фибриллы.
Происходит это по разным причинам: из-за мутаций в последовательности ДНК, при нарушении нормального синтеза белка, при экологических стрессах вроде экстремальных температур, при воздействии окислителей (активных форм кислорода), а также в результате старения.
В клетках есть механизмы контроля, которые отслеживают и удаляют аномально скрученные белки. Однако с возрастом защита ослабевает и белковые агрегаты начинают накапливаться в тканях, сосудах и суставах. Это одна из главных причин сердечно-сосудистых заболеваний, склероза, болезней Альцгеймера и Паркинсона.
Результаты исследования, которое биологи из Кельнского университета провели на модельном организме — почвенном черве Caenorhabditis elegans, показали, что при снижении температуры патологическая агрегация белков замедляется. Холод активирует клеточный механизм очистки, который расщепляет вредные белковые скопления, и продолжительность жизни организма увеличивается. Если при стандартных 20 градусах Цельсия elegans живет обычно 20 дней, то при 15 градусах почти на треть дольше — до 28-29 дней.
Ученые установили, что при низких температурах клетка нарабатывает больше белка-активатора PSME3, который регулирует работу протеасом — молекулярных комплексов, удаляющих поврежденные белки. В результате реакции протеолиза разрушаются пептидные связи, клетка очищается от вредоносных белков и ее жизнь продлевается.
Полученные выводы авторы проверили на культивированных клетках человека, несущих гены риска двух нейродегенеративных заболеваний, от которых страдают пожилые, — бокового амиотрофического склероза (БАС) и болезни Гентингтона. Эксперимент продемонстрировал, что при понижении температуры до 36 градусов в клетках активируется человеческий аналог белка PSME3.
Если экстремальное охлаждение опасно для организмов, то умеренное может иметь положительный эффект. Доказано, что оно продлевает жизнь хладнокровных животных, таких как черви, мухи или рыбы, чья температура тела зависит от условий окружающей среды. Оказалось, тот же эффект распространяется на млекопитающих, температура которых колеблется в очень узком диапазоне. У мышей, например, срок жизни увеличивается даже при небольшом снижении на 0,5 градуса.
Нормальная температура тела человека — от 36,5 до 37 градусов. Падение ниже 35 вызывает сбой в физиологических процессах и может привести к гибели. Но сдвиг на полградуса вполне допустим. В течение дня колебания достигают одного градуса, а нормальной температурой спящего человека считают 36 градусов. Именно до этого значения ученые охлаждали человеческие клетки во время исследования.
По мнению специалистов, независимо от биологического механизма небольшое понижение температуры тела благотворно влияет на организм. После короткого воздействия холода активизируется иммунная система, усиливаются лимфоток и капиллярное кровообращение, улучшается потенциал защиты нервных клеток, ускоряется метаболизм, снижается количество провоспалительных компонентов, запускаются процессы клеточного восстановления.
