Смесь натуральных соединений, блокирующая вредное воздействие сахара, продлила жизнь мышей, подавляя чувство голода и улучшая метаболизм. Это исследование указывает на новый способ борьбы с ожирением, диабетом и старением без снижения потребления калорий.
Хотя это естественная химическая реакция, гликирование происходит, когда молекулы сахара связываются с белками, жирами или ДНК, образуя «липкие» вредные соединения, называемые конечными продуктами гликирования (КПГ), которые, как считается, способствуют развитию диабета, ожирения и старению.
Новое исследование, проведенное Институтом Бака по изучению старения (Институт Бака) в Калифорнии, проверило, как соединение, состоящее из пяти натуральных веществ, известных своими свойствами снижать гликирование, может уменьшить количество конечных продуктов гликации (КПГ), улучшить метаболизм и, возможно, увеличить продолжительность жизни.
«После образования конечных продуктов гликации (КПГ) их трудно удалить», — сказал профессор Панкадж Капахи, доктор философии, руководитель лаборатории Капахи в Институте Бака и автор-корреспондент исследования. «С возрастом наша защита от гликирования ослабевает. Учёные давно подозревали, что конечные продукты гликации ускоряют развитие многих возрастных заболеваний. Наши результаты убедительно подтверждают концепцию о том, что гликирование — не просто побочный эффект старения; оно может быть корректируемой целью, которая поможет людям жить более здоровой и долгой жизнью».
В природе взаимодействие сахаров и белков (обычно при нагревании) даёт нам насыщенный коричневый цвет и знакомый вкус и аромат тостов, поджаренного стейка и жареных кофейных зерен. Это называется реакцией Майяра, и когда она происходит вне организма, это полезно. Однако внутри организма реакция Майяра может быть проблематичной. Она протекает медленно и без нагревания, поскольку сахара присоединяются к белкам или жирам в крови и тканях. Это приводит к образованию конечных продуктов гликации (КПГ), которые со временем накапливаются и повреждают клетки, кровеносные сосуды и органы, способствуя старению и таким заболеваниям, как диабет, болезнь Альцгеймера и сердечно-сосудистые заболевания.
В рамках данного исследования учёные проанализировали 640 природных соединений и обнаружили, что сочетание пяти из них — никотинамида (формы витамина B3), α-липоевой кислоты (АЛК), тиамина (витамина B1), пиридоксамина (формы витамина B6) и пиперина — наилучшим образом снижало повреждения, вызванные гликированием, в лабораторных условиях на клетках. Смесь получила название Gly-Low.
Мыши, склонные к ожирению и диабету, получали корм Gly-Low в течение 16 недель. В течение этого времени исследователи измеряли уровни метилглиоксаля (MGO) и MG-H1 в крови, вредных побочных продуктов гликирования, а также потребление пищи, массу тела, жировую и мышечную массу, а также уровень сахара в крови.
В отдельном эксперименте здоровые мыши, самцы и самки, получали Gly-Low в течение нескольких недель или месяцев. Ученые анализировали изменения генов и белков в гипоталамусе, уровни гормонов, связанных с чувством голода (грелина, лептина), толерантность к глюкозе и инсулину, а также продолжительность жизни. Гипоталамус — это область мозга, которая контролирует аппетит и обмен веществ.
Исследователи обнаружили, что Gly-Low снижает уровень MGO примерно на 60%, а MG-H1 — примерно на 40% у мышей с диабетом, что подтверждает его способность снижать стресс гликирования, вызванный образованием конечных продуктов гликации (КПГ). Мыши, принимавшие Gly-Low, также потребляли меньше пищи и теряли преимущественно жир, сохраняя при этом мышечную массу. Эти эффекты не были связаны с повышением активности или метаболизма; мыши просто казались менее голодными. У мышей с диабетом, принимавших Gly-Low, наблюдался более низкий уровень сахара в крови натощак и меньшее повреждение почек. Здоровые пожилые мыши также демонстрировали лучший контроль уровня глюкозы и более сильную реакцию на инсулин.
Gly-Low не вызывал отвращения к еде и не делал еду неприятной на вкус. Он блокировал сигнал грелина, «гормона голода», который обычно запускает процесс приёма пищи. Он также подавлял фермент AMPK, вызывающий чувство голода, и активировал биологический путь, связанный с чувством сытости и синтезом белка. Этот паттерн мозговой сигнализации снижал аппетит независимо от лептина, другого гормона сытости.
«Gly-Low сместил баланс с сигналов «корми меня» в сторону насыщения», — сказал соавтор исследования, доктор Киёми Канеширо, научный сотрудник с докторской степенью. «Эффект был значительным: мыши добровольно съедали меньше пищи, сохраняя при этом мышечную массу. Наши данные свидетельствуют о том, что это была не просто перестройка пищевого отвращения, а биологическая перестройка чувства голода».
Когда Gly-Low давали старым мышам (эквивалент примерно 70 человеческих лет), продолжительность жизни увеличивалась примерно на 8%, а координация и подвижность улучшались. Это было примечательно, поскольку большинство методов ограничения калорийности неэффективны, если начать их применять в позднем возрасте.
«Примечательно, что ограничение калорийности, золотой стандарт долголетия, обычно не приводит к увеличению продолжительности жизни, если начать его в позднем возрасте», — сказал Капахи. «Gly-Low, напротив, оказался успешным. Это говорит о том, что его действие выходит за рамки простого сокращения потребления пищи — он обращает вспять некоторые молекулярные признаки старения гипоталамуса».
Главным ограничением исследования является то, что результаты, полученные на мышах, не могут быть автоматически применимы к человеку. Человеческий метаболизм и процессы старения сложнее. Кроме того, большинство экспериментов проводились на самцах мышей; результаты у самок могут отличаться из-за гормональных различий. Хотя это маловероятно, в исследовании не проводился формальный тест на «условное отвращение к вкусу», поэтому возможно, что мышам еда немного не понравилась. Наконец, специфический вклад каждого компонента, входящего в состав Gly-Low, не был полностью разделен.
Тем не менее, если аналогичные эффекты будут наблюдаться у людей, Gly-Low может способствовать снижению аппетита и набору веса естественным образом, без подсчёта калорий. Он может улучшить чувствительность к инсулину и контролировать уровень сахара в крови, способствуя профилактике диабета. Кроме того, он предлагает средство для борьбы со старением, потенциально улучшая продолжительность жизни и работу мозга.
Однако это всё ещё ранняя стадия исследований. Исследователи понимают, что безопасность для человека, дозировка и долгосрочные последствия потребуют проведения обширных клинических испытаний.
«Мыши — не люди, и нам нужны тщательные испытания на людях, прежде чем применять их в клинической практике», — сказал Капахи. «Но последствия обширны. Многие возрастные заболевания, от болезни Альцгеймера до заболеваний почек, сопровождаются высоким уровнем конечных продуктов гликации (КПГ). Если удастся безопасно воздействовать на гликирование, это может открыть новые возможности для лечения целого спектра заболеваний одновременно».
Несколько авторов исследования, включая Капахи, заявили о конфликте интересов, поскольку являются патентообладателями GLYLO, добавки, лицензированной компанией Juvify Bio. Капахи является основателем Juvify Bio.
Исследование опубликовано в журнале Cell Reports .
