Вчені знайшли спосіб уповільнити старіння клітин: роль однієї молекули виявилась вирішальною

Вчені Інституту Фріца Ліпмана (FLI) у Німеччині з’ясували, чому з віком мітохондрії — клітинні «енергетичні станції» — працюють дедалі гірше. Виявилося, що ключову роль у цьому процесі відіграє поступове зниження рівня фосфатидилхоліну — ліпіду, критично важливого для структури мітохондріальних мембран. Дослідження проводилось на моделях круглих червів, людських клітинах та зразках тканин людини.

Фосфатидилхолін є одним із головних структурних компонентів мембран мітохондрій. Коли його кількість зменшується, цілісність мембран порушується, мітохондрії втрачають пластичність і фрагментуються. У молодих клітинах мітохондрії здатні зливатись між собою, утворюючи розгалужені мережі для ефективного розподілу енергії — з віком ця здатність поступово зникає. Як пояснює біолог Марія Єрмолаєва з FLI, уся система нагадує складну енергетичну мережу, яка з часом руйнується: зв’язки розриваються, а передача енергії стає нестабільною.

Причина вікового зниження фосфатидилхоліну — у поступовому зменшенні вироблення білків, відповідальних за синтез цього ліпіду. Без достатньої кількості «будівельного матеріалу» мітохондрії не можуть повноцінно формувати власні мембрани. Перший автор дослідження Тетяна Полежаєва зазначила, що вчених вразило, наскільки сильно одна молекула здатна впливати на структуру, взаємодію та функціональну активність мітохондрій.

Експерименти показали, що відновити молодий стан мітохондрій можна за допомогою харчових добавок. Коли дослідники додавали до раціону червів фосфатидилхолін або холін — речовину, яка природним чином перетворюється на нього в організмі, — мітохондрії повертали собі гнучкість і ефективніше виконували свої функції. Автори вважають зниження синтезу цього ліпіду еволюційно збереженою, але досі недооціненою причиною природного старіння клітин.

Аналіз людських тканин виявив, що нижчий рівень фосфатидилхоліну частіше зустрічається у людей з ожирінням і цукровим діабетом. Натомість вищий його вміст корелює зі швидшою ходою та кращими показниками пам’яті — ознаками здорового старіння. Дослідження також зафіксувало помітну статеву відмінність: якщо у чоловіків рівень ліпіду знижується поступово, то у жінок падіння різке й особливо виражене в період менопаузи — приблизно між 45 і 55 роками. Саме ці зміни можуть пояснювати хронічну втому, на яку скаржаться багато жінок у цей період.

Вчені підкреслюють, що зниження фосфатидилхоліну — не єдина причина вікової деградації мітохондрій, однак його роль є достатньо суттєвою, щоб продовжувати дослідження. Наступний етап роботи — вивчення того, як саме дефіцит цього ліпіду змінює структуру мітохондріальних мембран на молекулярному рівні. Порушення роботи мітохондрій давно пов’язують із розвитком цукрового діабету, онкологічних захворювань та нейродегенеративних хвороб, зокрема Паркінсона.

За словами Марії Єрмолаєвої, отримані результати свідчать: як старіння мітохондрій, так і ширші процеси старіння організму принаймні частково піддаються корекції. Якщо вченим вдасться повністю розкрити механізми, що лежать в їхній основі, у майбутньому стане можливою розробка цільових методів протидії віковим змінам.