Изследователи са установили, че при ниски температури се забавя агрегацията на белтъците – процес, който води до преждевременна клетъчна смърт. Това обяснява данните, че студът има благоприятен ефект върху продължителността на живота.
Белтъчно стареене
Известно е, че в основата на много заболявания, свързани със стареенето, лежи процесът на агрегация на белтъците, когато в тъканите се натрупват необичайно нагънати и слепени белтъци, известни като амилоидни фибрили.
Това се случва по различни причини: поради мутации в ДНК последователността, при нарушаване на нормалния белтъчен синтез, при екологични стресове от рода на екстремни температури, при въздействие на окислители (активни форми на кислорода), а също и в резултат на стареене.
В клетките има механизми на контрол, които проследяват и премахват аномално усукани белтъци. С възрастта обаче защитата отслабва и белтъчните агрегати започват да се натрупват в тъканите, кръвоносните съдове и ставите. Това е една от основните причини за сърдечносъдови заболявания, склероза, болест на Алцхаймер и Паркинсон.
Нарушенията на белтъчния обмен на ранни стадии се проявяват като комплекс от симптоми на амилоидоза, такива като повишена уморяемост, слабост, отичане на ръцете и краката, задух, сърцебиене, вегетативна и еректилна дисфункция, нарушение на храносмилането и вътрешно възпаление. С напредването на възрастта проблемите се увеличават.
Подмладяване със студ
Резултатите от изследване, проведено от биолози от университета в Кьолн върху моделен организъм – почвения червей Caenorhabditis elegans, показали, че при понижаване на температурата патологичната агрегация на белтъците се забавя. Студът активира клетъчния механизъм на очистване, който разгражда вредните белтъчни натрупвания и продължителността на живота на организма се увеличава. Ако при стандартните 20 градуса по Целзий C. elegans живее обикновено 20 дни, то при 15 градуса е с почти една трета повече – до 28 – 29 дни.
Учените са установили, че при ниски температури клетката произвежда повече от белтъка активатор PSME3, който регулира работата на протеазомите – молекулярни комплекси, които премахват увредените белтъци. В резултат на реакцията на протеолиза се разрушават пептидните връзки, клетката се изчиства от вредните протеини и животът ѝ се удължава.
Авторите са проверили изводите си върху култивирани човешки клетки, носещи рискови гени за две невродегенеративни заболявания, които засягат възрастните хора – амиотрофична латерална склероза (ALS) и болест на Хънтингтън. Експериментът демонстрирал, че когато температурата се понижи до 36 градуса, в клетките се активира човешкият аналог на протеина PSME3.
„Смятаме, че получените резултати може да се разпространят до други възрастови невродегенеративни заболявания, както и до други видове животни“, казва ръководителят на изследването проф. Дейвид Вилчес.
Ако екстремното охлаждане е опасно за организмите, то умереното може да има положителен ефект. Доказано е, че то удължава живота на студенокръвни животни като червеи, мухи или риби, чиято телесна температура зависи от условията на околната среда. Оказва се, че същият ефект се разпростира и върху бозайниците, чиято температура се колебае в много тесен диапазон. При мишките например продължителността на живота се увеличава дори при леко снижение от 0,5 градуса.
„Взети заедно, тези данни показват, че в хода на еволюцията студът е съхранил своето влияние върху регулирането на протеазомите – с терапевтични последици за стареенето и свързаните с него заболявания“, казва Вилчес.
Нормалната телесна температура на човека е между 36,5 и 37 градуса. Спадането под 35 води до нарушаване на физиологичните процеси и може да доведе до смърт. Но изместване с половин градус е съвсем допустимо. През деня колебанията достигат до един градус, а 36 градуса се считат за нормална температура на спящия човек. Именно до тази температура учените охладили човешките клетки по време на изследването.
„При високи температури метаболитните процеси в цялото тяло са много по-интензивни и клетките изразходват ресурсите си по-бързо – обяснява Галина Хусаинова, експерт в областта на подмладяването и дълголетието. – Снижаването на телесната температура забавя метаболитните процеси, което закономерно трябва да доведе до увеличаване на продължителността на живота. Същият ефект се проявява и при умерено гладуване – доказан фактор за дълголетие.“
Ключово станало откритието, че активността на протеазомите може да се увеличи дори без допълнително охлаждане, само чрез генно инженерство – чрез допълнителна експресия на белтъка PSME3. При такъв вариант протеазомите са способни да отстранят патологичните протеини от организма независимо от телесната температура. А това означава, че в бъдеще ще бъде възможно да се създаде лекарство за борба с възрастовите заболявания.
Ставаме по-студени и по-здрави
Според медицински наблюдения за периода от 1862 г., когато започват редовните измервания, до наши дни нормалната телесна температура на човека е намаляла от 36,6 на 36,1 градуса. През последните 160 години тя намалява с около 0,03 градуса на всяко десетилетие: Ставаме все по-студени – 36,6°C вече не е нормална температура.
Все още няма ясно обяснение за това. Смята се, че достъпността до храна, по-комфортните условия на живот, развитието на хигиената и медицината са довели до отслабване на хроничните възпалителни процеси – затова и температурите са се понижили. Някои учени приписват „охлаждането“ на съвременните хора на общото забавяне на метаболизма или на други причини, като активното използване на антибактериални препарати, които потискат дейността на чревните микроби.
Според специалистите, независимо от биологичния механизъм лекото понижаване на телесната температура има благоприятен ефект върху организма. След кратко излагане на студ се активира имунната система, засилват се лимфотокът и капилярната циркулация, подобрява се защитният потенциал на нервните клетки, ускорява се метаболизмът, намалява се количеството на провъзпалителните компоненти и се задействат процесите на клетъчно възстановяване.
Хипотермията, криотерапията, различните форми на закаляване набират все по-голяма популярност. Криотехнологиите се използват широко в козметологията за подобряване на състоянието на кожата, намаляване на бръчките и намаляване на възпалителните процеси. Те обаче все още не се използват за радикално подмладяване.
Продължителността на живота се влияе от много фактори: наследственост, достъп до медицински грижи, хранене, начин на живот. И много от тях вероятно са по-важни от температурата на околната среда. Освен това важна роля играят физическата активност, позитивното отношение и активната житейска позиция.
