Вышеупомянутые исследования ясно показывают, что размер и сила скелетной мускулатуры имеют критическое значение для сохранения здоровья в старости, а уровень синтеза мышечного белка в большой степени зависит от тренировок и потребления протеина. Однако изучение старения на животных выявило, что подавление белкового синтеза (ингибирование mTORC1, ограничение калоража) увеличивает продолжительность жизни (Kapahi et al. 2010).
Например, рапамицин, ограничивающий действие mTORC1, увеличивает срок жизни многих организмов, включая дрожжевые грибки (Kaeberlein et al. 2005), круглых червей (Jia et al. 2004) и дрозофил (Kapahi et al. 2004). В исследованиях на мышах при смертности 90% рапамицин увеличивал мышей продолжительность жизни на 14% у самцов и на 9% у самок, повышая выживаемость как при позднем применении (возраст 600 дней), так и в середине срока (270 дней) (Harrison et al. 2009).
Отключение отдельных регуляторов eIF4G и S6K1 (Selman et al. 2009) повышало срок жизни у изучаемых организмов, а у особей с мутациями, приводившими к понижению уровня инсулина и инсулиноподобного фактора роста (IGF1) (ключевые факторы, управляющие активностью mTORC1 и синтезом белка во время развития), реже развивались рак и диабет (Guevara-Aguirre et al. 2011; Shevah and Laron 2007). Дополнительно отмечено, что у потомков долгожителей (со сниженным риском развития определенных заболеваний и увеличенной продолжительностью жизни по сравнению с контрольной группой) меньше биоактивность циркулирующего IGF1 (Vitale et al. 2012).
Некоторые нюансы этих исследований были проанализированы экспертами (Sharples et al. 2015), и стало понятно, что редкие работы, изучая увеличение срока жизни, принимали также во внимание размер и функцию мышц. Таким образом, физиологический контекст (продолжительность здоровой жизни в противовес просто увеличению срока) часто не учитывался. Два важных исследования лаборатории Блэйка Расмуссена, Dickinson et al. (2011) и Drummond et al. (2009), экспериментально изучали непосредственный эффект рапамицина в мышцах человека (Рис. 4).
Первое (Drummond et al. (2009)) показало, что прием рапамицина у человека полностью блокировал способность силовых тренировок увеличивать синтез мышечного белка (Рис. 4a), подтверждая ранее полученные на крысах результаты (Kubica et al. 2005). Второе (Dickinson et al. (2011)) выявило, что рапамицин может также полностью блокировать синтез мышечного белка в ответ на прием незаменимых аминокислот (Рис. 4b).
Хотя исследований, посвященных долгосрочным эффектам рапамицина у человека, нет, такие работы на мышах зафиксировали снижение синтеза миофибриллярных протеинов (Drake et al. 2013) и утерю способности накапливать мышечную массу (Bodine et al. 2001). Рапамицин вызывал анаболическую резистентность у молодых и здоровых участников, так что вряд ли подойдет для продления жизни у людей в возрасте, уже испытывающих сложности с сохранением мышц.
Снижение активности mTORC1 с помощью рапамицина вызывало анаболическую резистентность у молодых, здоровых мужчин. Было прекращено увеличение синтеза белка после силовых тренировок (a) и приема незаменимых аминокислот (b). Данные a взяты из работы (Drummond et al. 2009); b из работы (Dickinson et al. 2011)
Что же касается ограничения общего калоража, степень этого ограничения и макронутриентный состав имеет критическое значение для сохранения или потери мышечной массы (Cerqueira and Kowaltowski 2010). Например, прием протеиновых добавок при отрицательном энергетическом балансе помогал сохранять мышцы у здоровых людей (Josse et al. 2011; Mettler et al. 2010; Phillips 2014).
Важно отметить, что в исследованиях продолжительности жизни на грызунах проводятся в лабораторных условиях, без естественных перепадов температур, возбудителей болезней и т.д. Мыши не добывают пищу, не борятся за выживание (то есть не используют свою мускулатуру по назначению). Недавнее исследование показало, что в таких условиях они не сохраняют хорошее здоровье и функциональные возможности (Martin et al. 2010).
Это приводит нас к важнейшему вопросу: чего мы хоти достичь в этой области биогеронтологии? Увеличить срок жизни с ущербом для здоровья или продлить активную, здоровую жизнь, для которой требуется поддерживать мышечную массу, силу и функцю?
Вывод:
Как уже было сказано ранее (Ruiz et al. (2008) сохранение физической силы - ключевая стратегия для здоровья в старости. Множество клинических исследований ясно указывает, что активный образ жизни и достаточное потребление белка поддерживает сильную и здоровую скелетную мускулатуру.
Важнейшее значение силы и размера мышц для здоровья и продолжительности жизни у человека заставляет нас вспомнить слова Дарвина: «Выживает сильнейший». Люди, поддерживающие физическую форму и силу, живут дольше и сохраняют хорошее здоровье (Artero et al. 2011; Artero et al.; Haskell et al. 2007; Ruiz et al. 2009; Ruiz et al. 2008).
Надеемся, учитывая все это, что будущие исследования будут рассматривать мышечную систему в целом и изучать ее функциональные реакции, а не замыкаться на работе отдельных генов или анализе белков. И наконец, что важнее всего, для полного понимания сложных процессов человеческой жизнедеятельности необходимы интеграционные исследования, от простых модельных на животных до детализированных клинических на людях.+
Перевод — republicommando