Обмеження білка в раціоні може запускати в усьому тілі узгоджену адаптивну програму, що пов’язує «відчуття» поживних речовин клітинами, гормональні сигнали, роботу мозку й обмін речовин. Таку гіпотезу пропонує нова наукова робота, на яку звертає увагу видання SciTechDaily. Вона може допомогти пояснити, чому харчування з меншим вмістом білка подовжує життя в різних видів тварин навіть без скорочення калорійності.
У багатьох тварин зменшення частки білка в їжі змінює те, як організм витрачає енергію, росте й обирає продукти. Ці зміни поведінки та метаболізму пов’язують із покращенням показників здорового старіння й підвищенням тривалості життя.
Гормон FGF21 з’єднує дефіцит білка з мозком
Дослідники з Пеннінгтонського біомедичного дослідницького центру при Університеті штату Луїзіана пропонують, що ключову роль у цій відповіді відіграє мозок. Саме він, за їхньою версією, поєднує сигнал про нестачу білка з широкими змінами у функціонуванні органів.
У своїй оглядовій статті в журналі Cell Metabolism доктор Кріс Моррісон (Chris Morrison), доктор Сора Кім (Sora Kim) і доктор Санґхо Ю (Sangho Yu) аналізують, як клітини «зчитують» наявність поживних речовин, як гормони передають цю інформацію та як на неї реагують мозок і інші тканини.
У нейросигнальній лабораторії центру Пеннінгтона вчені, які вивчають адаптацію організмів до зниженого споживання білка, ідентифікували гормон FGF21. Він діє безпосередньо на мозок і, судячи з експериментів, потрібен для того, щоб обмеження білка впливало на тривалість життя, метаболізм та харчові вподобання.
У дослідах на плодових мушках було показано, що сигнали з кишечника передають до мозку інформацію про поживний статус, впливаючи і на вибір їжі, і на довголіття. Разом із результатами щодо FGF21 це підкріплює ідею, що мозок організовує адаптивну відповідь на дефіцит білка.
За словами Моррісона, команда дійшла висновку, що мозок відіграє критичну роль у координації змін, які запускаються обмеженням білка, і саме ці узгоджені зміни зрештою пов’язані з подовженням життя.
Апетит до білка як можливий «індикатор програми»
Автори пропонують перевірити, чи можуть вимірювані риси цієї відповіді показувати, наскільки ефективно адаптивна програма активована. Серед потенційних індикаторів вони називають:
- чутливість до гормону FGF21;
- метаболічні зсуви, наприклад зміни регуляції глюкози й витрат енергії;
- посилення або ослаблення апетиту саме до білка та незамінних амінокислот, які організм повинен отримувати з їжі.
Такі показники можуть стати біомаркерами — вимірюваними ознаками ширшої адаптивної відповіді на обмеження білка. На думку авторів, сам по собі потяг до білкової їжі необов’язково безпосередньо забезпечує користь для здоров’я, але його «сила» може бути наочним відображенням того, наскільки повно увімкнено загальну програму перебудови обміну речовин.
У майбутньому подібні вимірювання могли б допомогти пояснити, чому реакція на дієти з меншим вмістом білка відрізняється залежно від статі, генетики, віку та стану метаболічного здоров’я. Це також потенційно відкриває шлях до більш персоналізованих харчових підходів чи до пошуку способів прицільно активувати потрібні ланки цієї відповіді, щоб підтримати здоров’я протягом життя.
Як обмеження білка пов’язане з «ознаками старіння»
Ключовим відкритим питанням залишається зв’язок між такою системною відповіддю організму та старінням на клітинному рівні. Більшість сучасних робіт у геронтології орієнтуються на так звані «ознаки старіння» — дванадцять клітинних процесів, які пов’язують із віковими змінами й розглядають як можливі мішені для терапій.
Серед них, зокрема, дисфункція мітохондрій (порушення роботи клітинних «енергостанцій»), клітинне старіння, коли клітини перестають ділитися, а також геномна нестабільність, пов’язана з ушкодженнями та змінами в ДНК.
Дослідження на модельних організмах показують, що обмеження білка впливає на кілька з цих ознак паралельно з подовженням життя. У своїй роботі автори намагаються вписати такі клітинні ефекти в ширшу мережу поживного чуття, гормональних сигналів, активності нейронних ланцюгів та фізіології окремих тканин.
Вони пропонують розглядати обмеження білка як цілісний фізіологічний стан, у якому клітинні сенсори поживних речовин, ендокринні сигнали, нейронні мережі та робота органів діють спільно. Окремі шляхи в такій картині — лише частини більшого цілого, і саме узгоджене залучення всієї системи, ймовірно, визначає підсумкову реакцію організму на дефіцит білка.
Наразі незрозуміло, де саме всередині цієї складної мережі народжується ефект подовження життя. Можливо, він зумовлений роботою одного чи кількох ключових шляхів, а можливо, вимагає саме їхньої скоординованої взаємодії. Визначення того, який сценарій правильний, має допомогти пояснити, чому різні організми так по-різному реагують на дієти з низьким вмістом білка.