Таурин замедлил клеточное старение и продлил здоровую жизнь у мышей и обезьян

Группа ученых выяснила, что с возрастом в крови мышей, обезьян и людей значительно снижается уровень таурина. Добавление этой сульфоаминокислоты в пищу продлевало здоровую жизнь в экспериментах на круглых червях, мышах и обезьянах, а ее дефицит у людей был связан с маркерами метаболических расстройств и воспаления. Кроме того, таурин положительно влиял на многочисленные признаки старения на клеточном и молекулярном уровне. Отчет о проделанной работе опубликован в журнале Science.

Старение многоклеточного организма — неизбежный многофакторный процесс, который характеризуется снижением функций различных органов, с каждым годом повышающим риск «возрастных» заболеваний и смерти. Оно связано с системными изменениями концентраций некоторых метаболитов. При этом во многом неясно, возникают ли эти изменения вследствие старения, или, наоборот, сами ускоряют его.

Один из таких метаболитов — таурин (2-аминоэтансульфоновая кислота). Он схож с простейшей аминокислотой глицином, но вместо карбоксильной содержит сульфогруппу, не входит в состав белков, но активирует некоторые глициновые рецепторы. Таурин широко распространен в тканях животных (составляет около 0,1 процента массы тела человека). Он необходим для правильного развития и работы сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, сетчатки глаза и скелетных мышц. У человека служит условно незаменимым нутриентом (полностью незаменимым у детей). Известно, что его концентрация в крови коррелирует с некоторыми показателями здоровья кожи, сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем, а также метаболизма глюкозы, однако ее возможное влияние на старение изучено мало.

Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи из Австралии, Великобритании, Германии, Индии, Италии, Сингапура, США, Турции, Финляндии и Франции под руководством Виджая Ядава (Vijay Yadav) из Колумбийского университета в Нью-Йорке начали с измерения динамики сывороточной концентрации таурина с возрастом у мышей, макаков-резусов и людей. Оказалось, что она неуклонно снижается: в среднем со 132,3 нанограмма на миллилитр у четырехнедельных мышей до 40,2 — у 56-недельных. У 15-летних обезьян она оказалась в среднем на 85 процентов ниже, чем у пятилетних; у 60-летних людей она составляла лишь треть от уровня пятилетних.

После этого авторы работы назначали 14-недельным мышам (средний возраст) 1000 миллиграмм таурина на килограмм массы тела или плацебо ежедневно до конца жизни при неограниченном питании. Медианная продолжительность жизни возросла на 10–12 процентов, а ожидаемая продолжительность жизни в 28-недельном возрасте — на 18–25 процентов в основной группе по сравнению с контрольной. Подобный эффект удалось воспроизвести у круглых червей Caenorhabditis elegans, но не у пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

На следующей стадии экспериментов удалось установить, что добавление таурина в пищу в среднем возрасте дозозависимо улучшает все исследованные показатели здоровья мышей. В частности, такие животные с возрастом меньше набирали массу тела и меньше теряли плотность костей; лучше сохраняли мышечную силу, выносливость и координацию движений; демонстрировали сохранность когнитивных функций и меньше признаков тревожности и депрессии; обладали лучшей толерантностью к глюкозе и перистальтикой кишечника, а также более интенсивным энергообменом. Кроме того, у них было меньше провоспалительных лейкоцитов, чем у животных из контрольной группы при сохранном уровне эритроцитов. Схожий эффект наблюдался и у макаков-резусов.

Также авторы работы проанализировали связь уровней циркулирующих метаболитов таурина с более чем 50 клиническими факторами риска почти у 12 тысяч участников проспективного популяционного исследования EPIC-Norfolk. Оказалось, что более высокие концентрации таурина и его прекурсора гипотаурина в крови коррелируют с более низкими индексом массы тела, соотношением талии и бедер, абдоминальным ожирением, уровнем глюкозы, заболеваемостью сахарным диабетом второго типа и уровнем маркера воспаления C-реактивного белка. У общего холестерина и аспартатаминотрансферазы (АСТ) наблюдалась положительная связь с таурином, но отрицательная — с гипотаурином. Дополнительный анализ выявил тенденцию к росту уровня таурина и его метаболитов при выполнении теста с возрастающей нагрузкой как у людей с сидячим образом жизни, так и у спортсменов разных направлений (спринтеров, стайеров и бодибилдеров).

Изучение механизмов влияния пищевого таурина на признаки старения у мышей и рыб данио-рерио показало, что он:

• препятствует клеточному старению (сенесценции);
• уменьшает негативные последствия дефицита теломеразы;
• подавляет окислительное повреждение ДНК у повышает выживаемость после него;
• выстраивает у эпигенетической регуляции ДНК путем метилирования CpG-островков в мышцах и коре мозга пожилых мышей паттерны, схожие с молодыми животными;
• модулирует чувствительность клеток к нутриентам и поддерживает протеостаз;
• помогает предотвратить развитие провоспалительного фенотипа;
• снижает дисфункцию митохондрий.

Таким образом, дефицит таурина можно считать одним из движущих факторов старения у многоклеточных животных. Авторы работы полагают, что собранных ими данных достаточно для того, чтобы инициировать долгосрочные контролируемые клинические испытания эффектов таурина, в которых исходами должны стать продолжительность здоровой жизни в частности и жизни в целом.

В 2019 году британские исследователи обнаружили, что таурин может служить хорошим осмолитом, который насыщает клетки кожи жидкостью, увлажняя и омолаживая ее. Годом ранее международная группа ученых показала в эксперименте с данио-рерио, что пищевой таурин — один из основных ингредиентов энергетических напитков — усиливает негативные социальные последствия потребления алкоголя.