Здоровье человека во многом зависит от того, насколько хорошо организм вырабатывает и использует энергию. По причинам, которые остаются неясными, способность клеток производить энергию снижается с возрастом, что побуждает ученых подозревать, что неуклонное снижение эффективности в цепочке снабжения организма энергией является ключевым фактором процесса старения.
Теперь ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе показали, что добавление здоровым мышам природного соединения под названием NMN может компенсировать эту потерю выработки энергии, уменьшая типичные признаки старения, такие как постепенное увеличение веса, потеря чувствительности к инсулину и снижение физической активности.
Исследование опубликовано 27 октября в журнале Cell Metabolism.
«Мы показали способ замедлить физиологический спад, который мы наблюдаем у стареющих мышей», - сказал Шин-итиро Имаи, доктор медицинских наук, профессор биологии развития и медицины. «Это означает, что метаболизм и уровень энергии пожилых мышей напоминают таковые у молодых мышей. Поскольку человеческие клетки полагаются на тот же процесс производства энергии, мы надеемся, что это поможет людям оставаться более здоровыми с возрастом».
Imai работает с исследователями, проводящими клинические испытания для проверки безопасности NMN у здоровых людей. Первая фаза испытаний началась в начале этого года в Медицинской школе Университета Кейо в Токио.
С возрастом организм теряет способность производить ключевой элемент производства энергии, называемый НАД (никотинамидадениндинуклеотид). Предыдущая работа Имаи и соавтора Джуна Йошино, доктора медицинских наук, доцента медицины, показала, что уровни NAD снижаются во многих тканях по мере старения мышей. Предыдущие исследования также показали, что NAD не эффективен при непосредственном введении мышам, поэтому исследователи искали непрямой метод повышения его уровня. Для этого им нужно было всего лишь перейти на один шаг вперед в цепочке поставок НАД к соединению под названием NMN (никотинамидмононуклеотид).
NMN можно безопасно давать мышам, и он естественным образом содержится в ряде продуктов, включая брокколи, капусту, огурец, эдамаме и авокадо. Новое исследование показывает, что когда NMN растворяют в питьевой воде и дают мышам, он появляется в кровотоке менее чем за три минуты. Важно отметить, что исследователи также обнаружили, что NMN в крови быстро преобразуется в NAD во многих тканях.
«Мы хотели убедиться, что когда мы даем NMN через питьевую воду, он действительно попадает в кровоток и в ткани», - сказал Имаи. «Наши данные показывают, что поглощение NMN происходит очень быстро».
Чтобы определить долгосрочные последствия введения NMN, Имаи, Йошино и их коллеги изучили три группы здоровых самцов мышей, которых кормили обычной диетой для мышей. Начиная с пятимесячного возраста, одна группа получала высокую дозу питьевой воды с добавлением НМН, другая группа получала питьевую воду с низкой дозой НМН, а третья группа служила контролем, не получая НМН. Исследователи сравнили различные аспекты физиологии между группами, сначала в возрасте 5 месяцев, а затем каждые три месяца, пока мыши не достигли возраста 17 месяцев. Типичные лабораторные мыши живут около двух лет.
Исследователи обнаружили множество полезных эффектов добавок NMN, в том числе на скелетные мышцы, функцию печени, плотность костей, функцию глаз, чувствительность к инсулину, иммунную функцию, массу тела и уровни физической активности. Но эти преимущества наблюдались исключительно у старых мышей.
«Когда мы даем NMN молодым мышам, они не становятся более здоровыми молодыми мышами», - сказал Йошино. «Добавка NMN не оказывает никакого влияния на молодых мышей, потому что они все еще производят много собственных NMN. Мы подозреваем, что увеличение воспаления, которое происходит с возрастом, снижает способность организма производить NMN и, соответственно, NAD."
В скелетных мышцах исследователи, в том числе первый автор исследования, Кэтрин Миллс, научный руководитель лаборатории Имаи, обнаружили, что введение NMN помогает энергетическому метаболизму, улучшая функцию митохондрий, которые действуют как клеточные электростанции. Они также обнаружили, что мыши, получавшие NMN, набирали меньше веса с возрастом, даже если они потребляли больше пищи, вероятно, потому, что их усиленный метаболизм вырабатывал больше энергии для физической активности. Исследователи также обнаружили улучшение функции сетчатки у мышей при добавлении NMN, а также увеличение производства слез, которые часто теряются с возрастом. Они также обнаружили улучшенную чувствительность к инсулину у мышей старшего возраста, получавших NMN, и эта разница оставалась значимой даже после поправки на разницу в массе тела.
В статье, опубликованной ранее в этом году в Cell Reports, Йошино и его коллеги раскрыли более подробную информацию о том, как NAD влияет на метаболизм глюкозы и жировую ткань организма. В этом исследовании у мышей был обнаружен дефект способности производить НАД только в жировой ткани организма. Остальные ткани и органы были в норме.
«Несмотря на то, что синтез НАД был остановлен только в жировой ткани, мы наблюдали метаболическую дисфункцию во всем организме, включая скелетные мышцы, сердечную мышцу, печень и показатели липидов в крови», - сказал Йошино. «Когда мы давали NMN этим мышам, эти дисфункции были устранены. Это означает, что NAD в жировой ткани является важным регулятором метаболизма всего тела».
Добавил Имаи: «Это важно, потому что Джун показал, что если вы нарушите синтез НАД только в жировой ткани, вы увидите резистентность к инсулину повсюду. Жировая ткань должна делать что-то замечательное, чтобы контролировать чувствительность всего организма к инсулину».
Во время долгосрочного исследования NMN на здоровых мышах Имаи также сказал, что они наблюдали за животными на предмет любого потенциального увеличения развития рака в результате введения NMN.
«Известно, что некоторые опухолевые клетки обладают более высокой способностью синтезировать NAD, поэтому мы были обеспокоены тем, что введение NMN может увеличить заболеваемость раком», - сказал Имаи. «Но мы не видели никаких различий в уровне заболеваемости раком между группами».
Испытание фазы 1 в Японии использует NMN производства Oriental Yeast Co., которая также предоставила NMN, использованный в этих исследованиях на мышах. Вне этого клинического испытания высококачественный NMN для потребления человеком коммерчески недоступен. Но всегда есть брокколи.