Уже некоторое время в науке общим местом считается, что не слишком фанатичное ограничение в еде способствует увеличению продолжительности жизни. Этот эффект наблюдается у самых разных видов от дрожжей до человека. Механизм этого, однако, неизвестен. Говоря о человеке, можно представить себе, что сокращение рациона снижает вес, а сниженный вес снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и диабета. Вероятно, этот механизм действительно вносит вклад в причинно-следственную связь между ограничениями в еде и увеличением продолжительности жизни. Но у дрожжей нет ни сердца, ни сосудов, ни гормонально активной жировой ткани, а эффект есть. И у дрозофил есть, и у мышей, и вообще почти у всех исследованных видов животных.
В чем тут дело, и как добиться того же эффекта, ни в чем себя не ограничивая, разобралась, возможно, американо-австрийская группа ученых, статья которых опубликована в журнале Cell. В статье показано, что к увеличению продолжительности жизни приводит не ограничение в еде как таковое, а снижение употребления двух серосодержащих аминокислот. Непосредственно эффект вызывает повышенное выделение сероводорода.
Авторы предполагают, что их результаты обусловлены эффектом гормезиса. Концепция гормезиса (греч. ὅρμησις «движение вперед, побуждение, стремление») заключается в том, что стресс (яд, радиация) в мелких дозах укрепляет организм. Все, что не убивает, делает нас сильнее. С точки зрения современной биологии этот эффект объясняется тем, что легкие вредные воздействия не наносят организму ощутимого вреда, зато активизируют процессы, призванные этот вред минимизировать. Из-за этого растет устойчивость к внешним воздействиям, ускоряется регенерация, усиливается собственный иммунитет, в том числе, и противоопухолевый, и в итоге растет продолжительность жизни.
Эффект гормезиса был впервые замечен еще в XIX веке, когда немецкий фармацевт Гуго Шульц заметил, что небольшие концентрации некоторых ядов ускоряют рост дрожжей. Похожие эксперименты на животных проводил Рудольф Арндт, сослуживший, впрочем, дурную службу этой научной концепции. Дело в том, что Арндт много высказывался в поддержку гомеопатии, гомеопатии это все равно не помогло, но ко всем остальным идеям ученого стали относиться скептически. Снова идея была интродуцирована в научное сообщество в середине XX века.
Поначалу концепция касалась только токсических веществ, поступающих из окружающего мира. Но со временем, когда знания о молекулярных событиях внутриклеточной жизни достаточно расширились, стало понятно, что некоторые вещества, образующиеся в процессе нормального метаболизма токсичны. В первую очередь – свободные радикалы, образующиеся в митохондриях во время добычи энергии окислительно-восстановительными реакциями. Свободные радикалы высокоактивны и потому токсичны. Казалось бы, они должны причинять вред организму, ускорять старение и сокращать жизнь. А прием антиоксидантов – наоборот улучшать самочувствие, замедлять старение и продлять жизнь. Ничего этого на практике не происходит, все наоборот. Об этом свидетельствуют экспериментальные данные, а для человека – эпидемиологические. Этот эффект получил название митогормезиса (митохондрии+гормезис).
Свободные радикалы – не единственные токсические метаболиты. В состав белков входят две серосодержащие аминокислоты: метионин и цистеин. Метионин – незаменимая аминокислота, ее нельзя полностью изъять из рациона, потому что организм не может сам синтезировать метионин. Цистеин – заменимая аминокислота, ее можно не есть, организм справится сам. Чтобы синтезировать цистеин, организм заимствует серу у метионина. Как раз в процессе переноса атомов серы из молекулы и молекулу и происходит образование сероводорода. В больших концентрациях он токсичен, но в организме иногда используется как сигнальная молекула: например, может передавать сигнал, приводящий к снижению давления.
Так вот, в ходе экспериментов оказалось, что изъятие из диеты цистеина и ограничение метионина приводит к интенсификации процессов переноса серы. При этом растут концентрации сероводорода.
Дальше предстояло доказать существование причинно-следственной связи между концентрацией сероводорода и изменениями диеты с одной стороны и позитивными изменениями с другой стороны. В качестве позитивных изменений рассматривалось увеличение скорости выздоровления после ишемии и последующей реперфузии печени. Ишемия с последующей реперфузией происходит при самых разных состояниях (инфаркты, инсульты с одной стороны, хирургические вмешантельства и пересадка органов – с другой). Суть в том, что сначала из-за ишемии в ткани возникает дефицит кислорода и питательных веществ, а, когда кровоток восстанавливается (реперфузия), развивается еще и воспаление.
Оказалось, что если животным на урезанном рационе давать отдельно стандартные дозы метионина и цистеина, то эффект быстрого выздоровления наблюдаться не будет. С другой стороны, оказалось (отличная новость), что введение соответствующих доз сероводорода без всяких ограничений в диете позволяло добиться эффекта.
