Рост на ранних стадиях развития и старение

Рост на ранних стадиях развития и
старение
J.-H. Chen, E.C. Cottrell и Susan Ozanne
Эпидемиологические исследования выявили связь между плохим ростом
на ранних стадиях развития и появлением сердечнососудистых заболеваний,
диабета 2 типа, устойчивости к инсулину и других характерных признаков
метаболического синдрома. Механистическая основа этой связи неизвестна.
Однако все большее количество данных свидетельствует о том, что в раннем
возрасте важную роль играют такие экологические факторы как питание.
Исследования по изучению внутриутробного развития в период голодания
показали прямую связь между питанием матери и переносимостью глюкозы у
плода. Дальнейшие подтверждения были получены при изучении
монозиготных близнецов, не совпадающих по предрасположенности к диабету
2 типа. Эти исследования позволили установить, что в тех случаях, когда
отмечалась разница между близнецами по заболеваемости диабетом 2 типа, у
близнеца с диабетом был меньший вес при рождении, чем у близнеца без
диабета. Было также показано, что питание в раннем постнатальном периоде
имеет отдаленные последствия с точки зрения здорового метаболизма.
Предположительно, избыточное питание и ускоренный рост в течение
неонатального периода оказывают неблагоприятный эффект. Напротив,
медленный рост в процессе грудного вскармливания, по всей видимости,
защищает от возможных в будущем метаболических нарушений. Для
выяснения механизмов, связывающих экологию питания в раннем возрасте и
восприимчивость к заболеваниям в последующие периоды жизни, был
проведен ряд экспериментов на животных, включая моделирование ситуаций
ограничения диеты самки по содержанию белка, снижению калорийности
пищи и количеству железа. Моделирование ограниченного поступления белка
в организм матери применялось наиболее широко, и данный вид исследований
подробно описан в литературе. В подобном эксперименте грызунам давали
диету с низким содержанием белка (8%) на протяжении беременности и/или
лактации. Такое изменение диеты самки приводит к появлению потомства с
низким весом и развитию у него многочисленных признаков метаболического
синдрома, включая диабет 2 типа. Непереносимость глюкозы связана с
нарушением функции β-клеток и развитием устойчивости к глюкозе.
Устойчивость к инсулину сопровождается изменениями в экспрессии
ключевых компонентов каскада реакций, сигнализирующих об уровне
инсулина, в мышечных клетках и адипоцитах. Мы выявили аналогичные
изменения в пробах биопсии тканей, полученных от молодых мужчин с
низким весом при рождении. Недавно проведенные исследования по
моделированию ограничения поступления белка в организм матери показали,
что питание и рост на стадии внутриутробного развития плода и в раннем
постнатальном
периоде
жизни
могут
оказывать
влияние
на
продолжительность жизни.
7
Потомство, рожденное от самок, которым давали диету с низким содержанием
белка, имело низкий вес при рождении, однако, если крысят выкармливали
контрольные самки, в постнатальном периоде отмечался быстрый рост. Такое
‘выздоровевшее’ потомство приобретает избыточный вес. Если на этапе
отнимания от самки крысят кормят стандартным лабораторным кормом, они
также становятся более восприимчивы к ожирению, индуцированному диетой,
и имеют более короткую продолжительность жизни. Более короткая
продолжительность жизни связана с признаками более интенсивного старения
клеток, включая ускоренный процесс укорочения теломеры, повышенное
окислительное повреждение и экспрессию маркеров старения клеток.
Напротив, потомство контрольных самок, которое выкармливали самки,
находившиеся на диете с низким содержанием белка, росли медленно в период
лактации, прибавляли меньше веса при отнимании от самки, если их кормили
стандартным лабораторным кормом, а также были более устойчивы к
ожирению, спровоцированному диетой, и имели большую продолжительность
жизни. Это увеличение продолжительности жизни было связано с
уменьшением
укорочения
теломеры,
повышенной
экспрессией
антиоксидантных ферментов и повышенной экспрессией SIRT1, NADзависимой гистон деацетилазы, которую считают важным ферментом с точки
зрения опосредования эффектов, оказываемых ограничением калорийности
пищи, на увеличение продолжительности жизни.
8