Удивительные уроки долголетия от самого старого животного в мире

Вас можно простить, если вы не слышали об океанском куахоге, также известном как исландский циприн: это не тот вид животных, которым уделяется много внимания на телевидении. Это крупный двустворчатый моллюск, обитающий в песке на обоих побережьях Атлантики, от южной Флориды и Кадиса в Испании до более холодных вод Квебека в Канаде и Норвегии. Если вы пробовали суп из моллюсков в США, вы почти наверняка его съели. Его панцирь имеет тонкие линии, напоминающие кольца ствола дерева, и, как и годичные кольца, по этим линиям можно определить возраст.

Самый старый известный экземпляр исследователи назвали Хафрун — исландское имя, которое означает «тайна океана». Хафрун родился в 1499 году и жил так же, как жили его предки на протяжении нескольких поколений, спокойно придерживаясь скромной диеты, собиравшейся у берегов Исландии. В этом смысле его жизнь была ничем не примечательна, если бы не тот факт, что она продолжалась и продолжалась – и продолжалась. Фактически, оно закончилось только в 2006 году, когда его вытащила из моря команда Эксетерского университета в Великобритании. Склерохронолог Пол Батлер исследователю было поручено состарить его. Склерохронология включает анализ раковин двустворчатых моллюсков, чтобы построить временные рамки для окружающей их среды.

«Первоначально его возраст составлял чуть более 400 лет, но более внимательное изучение линий роста и сравнение с другими раковинами показало, что на самом деле ему было 507 лет», — говорит он мне. Вполне вероятно, что существуют еще более старые особи, особенно в холодных водах вокруг Исландии, где они растут медленнее и живут еще дольше. Есть ли верхний предел их возраста? «Трудно поверить, что они живут намного дольше, — говорит Батлер, — хотя однажды нам удалось получить возраст нескольких людей, проанализированных математиком, который сказал, что в принципе они могут жить вечно». Ну, это вам математики.

Ключ к долголетию куахога, по-видимому, кроется в его митохондриях — структурах в наших клетках, которые используют пищу для обеспечения нас энергией. Под «нами» я имею в виду нас, эукариотов – всех сложные организмыот тисовых деревьев и мучных червей до медуз и кроликов.

«Наличие крепких митохондрий, которыми обладает Arctica Islandica, имеет первостепенное значение для здорового старения у самых разных модельных видов», — говорит Энрике Родригес, который исследует митохондрии в Университетском колледже Лондона.

Митохондрии Куахога в буквальном смысле слова жестче. У них мембрана более устойчива к повреждениям, чем у других видов. Мембрана митохондрии наполнена белковыми механизмами, которые обрабатывают электроны и протоны и генерируют АТФ, универсальную молекулу энергии, используемую в клетках. У квахогов этот механизм больше и более сгруппирован, что делает его более надежным. «Белки имеют более высокую молекулярную массу и более сложную структуру», — говорит Родригес. «Они более сплочены».

Благодаря этому механизму митохондрии куахогов меньше повреждаются. Отчасти это связано с тем, что они более осторожны в распределении миллиардов протонов и электронов, пересекающих эти мембраны каждую секунду. Когда электроны утекают, они производят активные формы кислорода (АФК), такие как перекись водорода, которые вызывают повреждения. Родригес сравнивает это с автомобилями в пробке. В нормальных митохондриях красный свет во главе очереди заставляет машины сдавать задним ходом, их выхлопные газы выбрасываются наружу и наносят ущерб окружающей среде. Однако в митохондриях квахога светофор – в данном случае белковый комплекс – гораздо эффективнее перемещает транспорт, и из автомобилей выбрасывается меньше выхлопных газов.

Но не только прочная мембрана помогает квахогу прожить здоровую жизнь. Это также происходит потому, что квахоги зачищают те АФК, которые все же просачиваются наружу. Если использовать аналогию Родригеса, это похоже на очистку выхлопных газов автомобилей.

Родригес сравнил антиоксидантную способность куахога с рядом короткоживущих родственных видов и обнаружил, что она в 3-14 раз больше возможностей по уничтожению АФК. Все это добавляет поддержку так называемому теория старения митохондриального окислительного стресса (МОСТА). Это тоже кажется быть за исключительной продолжительностью жизни голого землекопа, который может прожить 40 летболее чем в шесть раз длиннее, чем у других грызунов того же размера.

Пьер Блиеисследователь метаболизма животных и генетики аквакультуры из Университета Квебека, держит куахогов в аквариумах в своей лаборатории, чтобы изучить механизм их долголетия. Он подтверждает, что океанские квахоги обладают более высокой способностью буферизировать окислители. «Арктика Исландика имеет митохондрии, которые гораздо более устойчивы и способны противостоять АФК», — говорит он, поддерживая теорию MOSTA.

Это начинает отвечать на вопрос, как эти животные живут так долго – но как насчет того, почему? Другими словами, какое давление отбора привело к эволюции таких крепких митохондрий?

Подсказка кроется в низком уровне кислорода в окружающей среде моллюска. «Арктика “Могут оставаться с закрытым панцирем, не используя жабры для захвата кислорода, около недели”, – говорит Родригес. Их митохондрии должны были выработать способы выживания в течение длительных периодов с низким содержанием кислорода или даже его отсутствием – так называемая аноксия – а затем стать достаточно крепкими, чтобы справиться с внезапным притоком кислорода и смягчить внезапное увеличение окислительного стресса, который возникает. Это также похоже на голых землекопов. “Голые землекопы живут в норах с очень низким уровнем кислорода”, – говорит Родригес. Родригес: «Мы видим схожие закономерности в том, что их митохондрии устойчивы и приспособлены к сопротивлению аноксии и реоксигенационному стрессу, а также к долгой жизни». Так что, возможно, говорит он, отбор на аноксию привел к увеличению продолжительности жизни почти как побочный эффект.

Большой вопрос, конечно, в том, сможем ли мы укрепить наши собственные митохондрии. В 2005 году группа из Калифорнийского университета в Ирвине создала трансгенных мышей, которые производили больше «зачистного» антиоксидантного фермента каталазы в своих митохондриях, и это увеличило продолжительность жизни мышей примерно на пять месяцев. – значительная сумма, когда нормальная продолжительность жизни составляет два года. Хотя теперь это возможно редактирование генов митохондрий человекамы далеки от понимания того, как безопасно увеличить продолжительность жизни, поэтому нам нужен другой путь.

Мы знаем, что тренировки улучшает работу наших митохондрий. Мы также знаем, что тибетские шерпы, живущие на больших высотах, имеют другие митохондрии, чем жители равнин. В исследовании 2017 года изучались коренные жители равнин и шерпы, поднимающиеся в базовый лагерь Эвереста на высоте около 5300 метров над уровнем моря. Шерпы смогли лучше использовать кислород и имели большую защиту от окислительного стресса. потому что их митохондрии были более крепкими – и это имело генетическую основу.

Блиер настаивает на том, что А. исландика действительно есть что рассказать нам о долголетии. «Мой совет, чтобы жить дольше, — заботиться о своих митохондриях: занимайтесь спортом, хорошо питайтесь и принимайте холодный душ… Похоже, что холодный душ запускает механизмы контроля качества митохондрий».

Ну, если это сработает для квахогов…