Бельгийские медики экспериментально доказали, что физические упражнения на выносливость и голодание предотвращают преждевременное укорачивание теломер. Чем медленнее сокращаются концевые участки хромосом, тем больше продолжительность жизни. О последних исследованиях рассказывает «Лента.ру».
Теломеры — это концевые участки хромосом, выполняющие защитную функцию. С младенчества их размеры постепенно сокращаются: в среднем в два раза к зрелому возрасту и в четыре — к пожилому. Это считается одной из причин старения организма человека. Сокращение темпов деградации теломер, таким образом, напрямую связано с увеличением продолжительности жизни.
Регуляторные механизмы транскрипции, связанные с человеческими теломерами, пока не вполне понятны. В новом исследовании ученые продвинулись вперед, указав на два фактора, влияющих на этот процесс: активность белков PGC-1α и AMPK. Эксперименты проводились в два этапа. На первом был выполнен скрининг доступных теломерных последовательностей человека на наличие транскрипционных факторов. Использовался метод in silico. На втором этапе медики организовали эксперименты с велосипедистами, в том числе биопсию скелетных мышечных тканей.
Анализ теломерных последовательностей, расположенных на концах хромосом, выявил белок PGC-1α. Протеин взаимодействует с теломерами на участке, где происходит транскрипция TERRA. Эта молекула представляет собой некодируемую РНК, которая обеспечивает целостность теломер. Белок PGC-1α выступает регулятором энергетического обмена клетки, запускаемом, как показали предыдущие исследования, после упражнений на выносливость или ограничения калорийности потребляемой пищи.
На втором этапе экспериментов ученые решили выяснить, действительно ли белок PGC-1α участвует в энергетическом обмене клетки. Протеин, как оказалось, выступает в роли переключателя транскрипции молекулы TERRA, а его активность регулируется ферментом AMPK. Этот фермент вырабатывается также под действием различных стимулов, в частности при физических упражнениях и голодании. Свои выводы ученые проверили на десяти здоровых добровольцах.
Участники эксперимента в течение 45 минут занимались на велотренажере. Чтобы получить различные уровни активации AMPK, испытуемых разделили на две группы, в зависимости от тяжести физической нагрузки. В первую включили тех, кто продемонстрировал результат в 50 процентов показателя VO2 max, во вторую — 75 процентов VO2 max. Параметр VO2 max, применяемый в спортивной медицине, характеризует способность тканей поглощать и усваивать кислород. Биопсия мышечных тканей, проведенная до и после велотренировки, свидетельствует, что спустя 2,5 часа после занятий физическими упражнениями активность маркеров, связанных с PGC-1α, у представителей второй группы выросла в десятки раз, а выработка TERRA — на десятки процентов.
Если бельгийские медики предлагают продлевать жизнь при помощи физических упражнений, то бразильские и американские ученые установили, что синтетический мужской гормон даназол способствует выработке фермента теломераза. Употребление 27 больными апластической анемией гормонального препарата показали, что в среднем длина теломер у каждого из них увеличилась на 386 пар. Кроме того, уровень гемоглобина в крови поднялся до почти физиологически приемлемого уровня.
«У здорового взрослого человека длина теломер в среднем колеблется от 7000 до 9000 пар оснований. Теломеры обычно сокращаются на 50-60 пар оснований в год, а у пациентов с дефицитом теломеразы — на 100-300 пар оснований в год, — говорит ведущий автор исследования Родриго Каладо. — У пациентов, получавших даназол, длина теломер увеличилась на 386 базовых пар в среднем в течение двух лет».
Однако терапия даназолом обладает существенными недостатками. В частности, злоупотребление гормоном может привести к атрофии яичек у мужчин и маскулинизации у женщин. Даназол также токсичен для печени. В настоящее время проводятся эксперименты с препаратами на основе нандролона, имеющими гораздо меньше противопоказаний. Медики сходятся во мнении, что употребление препаратов, влияющих на продолжительность жизни, имеет смысл лишь тогда, когда их эффект перевешивает возможные риски и противопоказания.
Низкая физическая активность признана вторым после курения фактором, повышающим риск преждевременной смерти. Исследование, проведенное шведскими медиками, показало, что чем больше организм способен усваивать кислород в ходе физических упражнений, тем лучше. Коллеги шведов из Норвегии, Австралии и США поспешили успокоить общественность, указав, что для нейтрализации негативного эффекта от сидячего образа жизни достаточно умеренных физических нагрузок.
Под этим понимается, например, ходьба со скоростью не менее 4,8 километра в час или езда на велосипеде со скоростью около 16 километров в час. Продолжительность нагрузки — не менее часа. Для тех, кто каждые сутки проводит около восьми часов в сидячем положении, оптимальными считаются нагрузки в течение 60-75 минут. Отдельные этапы физкультуры могут быть разнесены по времени.
Всемирная организация здравоохранения подсчитала, что здоровье человека примерно на 20 процентов определяется генетическими факторами, на 25 процентов — состоянием окружающей среды и на 15 процентов — уровнем медицинского обслуживания. Остальные 40 процентов приходятся на условия и образ жизни людей. Именно этот показатель напрямую зависит от человека. В частности, отказ от курения, употребления алкоголя и жирной пищи в сочетании с физическими упражнениями позволит сильно повысить качество и продолжительность жизни.