Чтобы лёгкое голодание продлило жизнь, клеткам дрожжей нужно немного перекиси водорода.

Агрессивные молекулы-окислители, или кислородные радикалы, портят клетке её ДНК, белки и липиды, так что никакой пользы от них как будто нет. Эти окислители неизбежно образуются в ходе обычных биохимических реакций, и у клеток есть специальные ферменты, которые обезвреживают кислородные радикалы. Однако бывает, что их образуется больше, чем обычно, или что те ферменты, которые их обезвреживают, начинают плохо работать – и тогда в клетке случается окислительный стресс. Считается, что окислительный стресс служит одной из главных причин старения, и что многие хронические болезни случаются из-за агрессивных кислородных окислителей.

Клетки дрожжей. (Фото: eLife - the journal / Flickr.com) 

Однако, как ни странно, от них бывает и польза. Например, пероксид водорода, который очень неустойчив и легко распадается с образованием тех самых радикалов – так вот, пероксид водорода замедляет старение. Как он это делает, описывают в eLife сотрудники Технического университета Чалмерса и Университета Гётеборга. Они изучали дрожжи и их фермент Tsa1, который служит одним из ферментов-антиоксидантов, которые обезвреживают пероксид водорода. Но оказалось, что Tsa1, хотя и считается антиоксидантом, не слишком снижает уровень пероксида. Зато он играет важную роль в других процессах.

Известно, что ограничение в калориях продлевает жизнь самым разным живым организмам, от дрожжей до обезьян. Очевидно, тут срабатывают определённые сигнальные белки, которые получают информацию о том, что калорий в клетку стало поступать меньше, и передают её другим белкам, эти другие – третьим и т. д., так что все молекулярные процессы в клетке перенастраиваются так, что срок жизни клетки удлиняется. Tsa1 оказался одним из тех сигнальных ферментов, которые оценивают уровень калорий.

Если их в клетку поступает немного, то Tsa1 с помощью пероксида водорода окисляет другой регуляторный фермент, протеинкиназу А, которая регулирует активность обмена веществ. Окисленная протеинкиназа хуже взаимодействует с подведомственными ей белками, и обмен веществ в целом замедляется. Как следствие, клетка начинает медленнее расти, размножаться – и медленнее стареть.

Чтобы замедлить старение, Tsa1 нужно не очень много пероксида, то есть тут нет противоречия с тем, что избыток кислородных радикалов представляет для клетки опасность. Но какое-то количество пероксида всё-таки нужно, без него клетка не сможет перевести свой обмен веществ в энергосберегающий режим. На самом деле это не первая работа, в которой говорится о пользе умеренных количеств кислородных радикалов. Есть данные, что они тормозят рост опухолей, и что известное антидиабетическое лекарство метформин продлевает жизнь круглым червям тоже с помощью радикалов. (В прошлом году мы писали, что метформин в коктейле с гормонами тормозит старение не только у червей, но и у людей.) Как было сказано, ограничение в калориях продлевает жизнь не только дрожжам, но и обезьянам, и, возможно, у приматов срабатывает тот же механизм с участием окислителя-пероксида. Вполне вероятно, что многие возрастные болезни можно было бы отложить или затормозить, активировав в наших клетках пероксидный сигнал, но тут, как обычно, нужно подождать экспериментов с животными и человеческими клетками.