Холод продлевает жизнь через воздействие на кишечник

Исследователи из Мичиганского университета установили биохимические механизмы, за счет которых температура среды, в которой находится круглый червь Caenorhabditis elegans, влияет на продолжительность жизни этого животного. Оказалось, что термочувствительные нервные клетки посылают сигналы «жарко» и «прохладно» в кишечник червя, в результате чего там меняется активность гена-регулятора продолжительности жизни. Научная статья будет опубликована в журнале Genes & Development, пишет сайт Мичиганского университета.

Биологи выбрали для экспериментов Caenorhabditis elegans, так как строение и работа генов этого организма хорошо изучены. Известно, что у взрослого самца червя этого вида тело всегда состоит из 1031 клетки, 302 из которых — нервные. Продолжительность жизни C. elegans меняется в широких пределах. Изучены факторы, влияющие на нее, а также гены, регулирующие срок жизни этого животного. Например, при температуре +20 градусов Цельсия Caenorhabditis elegans живут в 40 раз дольше, чем при температуре +34 градуса Цельсия. В прохладе у них более активен ген daf-16. Кодируемый им белок DAF-16 повышает продолжительность жизни. При жаре интенсивность экспрессии daf-16 падает, и вырабатывается меньше одноименного белка.

Температуру окружающей среды воспринимают специальные чувствительные к ее изменению клетки, относящиеся к нервной системе червя и расположенные на переднем конце его тела — терморецепторы. Исследователи поставили себе цель проверить, нет ли прямой связи между терморецепторами и интенсивностью работы белка DAF-16 в других частях тела C. elegans. Сначала они идентифицировали группы терморецепторов, воспринимающих прохладу, и терморецепторов, реагирующих на высокую температуру. Затем ученые посмотрели, что выделяют клетки каждой из этих групп, куда выделенные вещества попадают, и на что они действуют.

Оказалось, что «рецепторы прохлады», активируясь при +20 градусах Цельсия, производят сигнальное вещество серотонин. Серотонин достигает кишечника, и активность белка DAF-16 в этом органе повышается. Из него химический сигнал разносится и в другие органы и ткани. В результате червь живет дольше. В случае повышенной температуры (+34 градуса Цельсия) «рецепторы жары» образуют вещество, похожее на инсулин. Оно тоже действует на кишечник и прочие органы червя. Инсулиноподобные молекулы тормозят работу DAF-16, и продолжительность жизни Caenorhabditis elegans снижается.

Авторы предыдущих исследований связи работы кишечника и мозга фокусировались на влиянии пищеварительной системы на нервную. Новая работа делает акцент на обратной задаче: понять, как активность нервных клеток влияет на пищеварение, а через него и на прочие функции организма. Ученые предлагают говорить об «оси старения нервная система — кишечник». Поскольку серотонин и похожие на инсулин вещества есть в том числе и у человека, можно ожидать, что подобная система присутствует и у нас.

Ранее специалисты рассказали, как пережить холода.