W ciągu ostatniego stulecia średnia długość życia znacznie wzrosła – w 1900 roku wynosiła ona zaledwie 46 lat, zaś w 2017 już ponad 72 lata. Coraz poważniejszym problemem stają się więc wszelkie choroby przewlekłe charakterystyczne dla wieku podeszłego, wynikające z zaburzeń funkcji tkanek. Naukowcy od lat poszukują sposobów na zapewnienie jak najdłuższego życia w zdrowiu. Wyniki najnowszych badań wskazują na to, że skuteczną strategią może być stymulacja produkcji dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NAD).
NAD pełni niezwykle ważną funkcję w procesach oddychania komórkowego. Jego pochodne są akceptorami elektronów i protonów w reakcjach utleniania, a także stanowią kofaktory oksydoreduktaz. Udowodniono że z wiekiem ilość NAD w organizmie zmniejsza się, co znacznie pogarsza wydajność funkcjonowania komórek i jest jedną z przyczyn pogorszenia się stanu zdrowia. W produkcji NAD bierze udział enzym nazywany zewnątrzkomórkową fosforybozylotransferazą nikotynamidową (eNAMPT, ang. extracellular nicotinamide phosphorybosyltransferase).
Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis postanowili sprawdzić czy podanie starzejącym się myszom eNAMPT pobranego od młodych osobników będzie w stanie odwrócić niekorzystne zmiany związane z wiekiem. Podejście to różni się od dotychczasowych strategii, opierających się na transfuzji pełnej krwi od młodych myszy, badacze z St. Louis wykorzystali bowiem tylko pojedyncze białko, które obficie występuje we krwi.
“Niezwykłe jest to, że mogliśmy pobrać eNAMPT z krwi młodych myszy, podać je starszym i przekonać się, że u starszych myszy następuje wyraźna poprawa stanu zdrowia, w tym zwiększenie aktywności fizycznej i lepszy sen – mówi prof Shin-ichiro Imai, współautor badania.
Naukowiec podkreślił też, że wysoki poziom NAD jest kluczowy dla prawidłowego funkcjonowania całego organizmu.
“Uważamy, że w organizmie jest tak wiele równoległych systemów pozwalających utrzymać odpowiedni poziom NAD, ponieważ jest to bardzo ważne – mówi prof Imai. – Wyniki nasze, a także innych autorów, sugerują, że reguluje on to, jak długo żyjemy i w jakim stopniu jesteśmy zdrowi w późniejszym wieku. Ponieważ wiemy, że stężenie NAD nieuchronnie maleje wraz z wiekiem, zarówno u robaków, muszek owocowych, myszy czy ludzi, wielu badaczy jest zainteresowanych znalezieniem strategii przeciwstarzeniowych, które pomogą utrzymać poziom NAD w miarę starzenia się.”
Udowodniono, że głównym elementem sprawującym kontrolę nad procesem starzenia się organizmu jest podwzgórze, w znacznej mierze kierowane przez eNAMPT. Od dawna wiadomo było, że podwzgórze reguluje ważne procesy życiowe, takie jak rytm dobowy, poziom hormonów, temperatura ciała czy łaknienie. Wykazano też, że za pomocą eNAMPT produkuje ono NAD. Enzym ten produkowany jest w tkance tłuszczowej i uwalniany do krwi, z którą przedostaje się do mózgu. Wraz ze spadkiem jego poziomu podwzgórze traci zdolność do prawidłowego funkcjonowania, co w efekcie prowadzi do pogorszenia stanu zdrowia zmniejszenia długości życia.
Korelacja między poziomem eNAMPT a długością życia widoczna była także u myszy wykorzystanych w eksperymencie. Zwierzęta, które otrzymały placebo (sól fizjologiczną) zmarły przed 881 dniem, a więc żyły ok. 2,4 roku. Z kolei osobniki, którym podano to białko żyły znacznie dłużej – jeden z nich był wciąż żywy, gdy naukowcy pisali swoją publikację i miał ok. 2,8 roku (1029 dni).
“Moglibyśmy z zaskakującą dokładnością przewidzieć, jak długo będą żyć myszy w oparciu o poziom eNAMPT krążącego w ich krwi – mówi prof Imai. – Nie wiemy jeszcze, czy taka korelacja występuje u ludzi, ale wydaje się, że poziomy eNAMPT powinny być dalej badane, aby sprawdzić czy można je wykorzystywać jako potencjalny biomarker starzenia się.”
Wyniki otrzymane przez zespół z St. Lous były zaskakujące nawet dla samych badaczy. Myszy, których nie poddawano wcześniej żadnym specjalnym modyfikacjom genetycznym bardzo wyraźnie zareagowały na podanie eNAMPT. Diametralnej zmianie uległy ich wzorce zachowania, w tym bieganie w kołowrotku, sen, a nawet wygląd fizyczny – ich sierść stała się grubsza i bardziej błyszcząca, jak u młodych osobników. Poniższy film przedstawia mysz, której podano sól fizjologiczną (mniej aktywna) oraz taką, która otrzymała eNAMPT.