Разные типы ограничения калорий продлили жизнь генетически разнообразным мышам

Американские исследователи провели эксперименты на генетически разнообразных мышах и выяснили, что и постоянное снижение количества потребляемых калорий, и периодическое голодание продлевают жизнь животных. При этом метаболические изменения с продолжительностью жизни не коррелировали — она сильнее всего зависела от наследственности, стрессоустойчивости и показателей системы крови. Отчет о работе опубликован в Nature, там же ему посвящена редакционная статья.

Предыдущие исследования показывали, что ограничение потребляемых калорий может продлевать жизнь лабораторных мышей. Схожий эффект удавалось пронаблюдать у самых разных организмов — от дрожжей до крыс и, потенциально, обезьян. При этом эффекты разных режимов диетических ограничений, их механизмы и зависимость от генетических факторов остаются малоизученными.

Чтобы получить более полную информацию по этим вопросам, Гэри Черчилль (Gary Churchill) из Лаборатории Джексона с коллегами из разных научных центров США провели эксперименты на 960 генетически различных самках мышей из разных популяций. Их разделили на пять равных групп: с шестимесячного возраста одну не ограничивали в пище, две другие голодали сутки или двое подряд в неделю, еще двум ограничивали количество калорий на 20 и 40 процентов, причем раз в неделю корм насыпали на три дня вперед. Животных регулярно взвешивали; в возрасте 10, 22 и 34 месяца определяли массу жировой и нежировой ткани; по нескольку раз измеряли более 200 функциональных, поведенческих, метаболических, иммунологических и гематологических признаков (до 724 измерений у каждой особи).

Увеличение средней продолжительности жизни наблюдалось при любых диетических ограничениях. Наиболее выраженным оно было при снижении калорий на 40 процентов (медианное 36,3; максимальное — 38,4 процента по сравнению с неограниченным питанием), затем шли снижение калорий на 20 процентов (18,2 и 22,3 процента), двухдневное голодание (10,6 и 14,9 процента) и однодневное голодание (11,8 и 6,2 процента). Также во всех группах наблюдались снижение жировой массы и уровня глюкозы в крови, что указывает на благоприятные изменения обмена веществ.

Тем не менее снижение массы тела и позитивные метаболические изменения, хотя и сохраняли здоровье дольше, с продлением жизни не коррелировали — влияние на него диетических ограничений оказалось более сложным. К примеру, 40-процентное снижение калорий негативно отражалось на нескольких типах иммунных клеток, что потенциально повышает уязвимость к инфекциям, и дольше всего при нем жили не те животные, у которых снижение массы тела было наибольшим, а те, у которых это снижение было умеренным. В целом по подгруппам продление жизни было тем меньше, чем больше была исходная масса тела (у мышей с избыточной массой периодическое голодание на него вообще не влияло). При этом сохранение или набор массы в возрасте 10 и 22 месяца был связан с более долгой жизнью.

Выраженную связь с продолжительностью жизни демонстрировали показатели крови. Она положительно коррелировала с количеством циркулирующих лимфоцитов, эритроцитов, уровнем гемоглобина и гематокритом и отрицательно — с вариабельностью размеров эритроцитов и распределения в них гемоглобина. В целом наиболее сильную предсказательную силу по ожидаемой продолжительности жизни имела физическая устойчивость к стрессовым факторам — дольше других жили те животные, которые теряли меньше массы тела в ответ на стресс, связанный с проводимыми манипуляциями (взвешиванием, забором крови и другими) и самим по себе ограничением калорий, особенно в возрасте 10–11 месяцев.

Интересно, что наследственность влияла на продолжительность жизни значительно сильнее, чем диетические ограничения. В возрасте шести месяцев от нее зависело 23,6 процента вариации продолжительности жизни против 7,4 — от диеты. К 12 месяцам эти показатели составляли соответственно 17,1 и 8,4 процента, а к 18 месяцам — 15,9 и 11,4 процента. При этом найти какие-либо варианты отдельных генов, отвечающие за это, исследователям не удалось — по-видимому, ответ на диетические ограничения представляет собой сложный полигенный признак.

Это исследование стало одной из крупнейших работ, посвященных диетическим ограничениям у животных. Оно показало, что продление жизни при снижении потребляемых калорий, мало зависит от метаболических изменений, а в большей степени обусловлено наследственностью, стрессоустойчивостью и показателями системы крови, а значит, улучшение здоровья и продление жизни — разные задачи, требующие разных воздействий, заключают авторы работы.

Диетические ограничения — не единственный экспериментальный метод продления жизни. Так, например, ранее сотрудники Медицинского института имени Говарда Хьюза, Гарвардского университета, Массачусетского технологического и Броудовского институтов показали, что продолжительность жизни мышей, ускоренно стареющих в результате мутации, можно продлить, наполовину уменьшив концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе.