Белки сиртуины: биологический секрет молодости и долголетия

Что такое сиртуины?

Сиртуины — это белки (точнее ферменты), вырабатываемые организмом под воздействием определенных генов. Семейство сиртуинов состоит из семи белковых молекул  от Sirt1 до Sirt7.  Каждая из них расположена в разных частях клетки и играет разную роль, но все они важны для предотвращения повреждения ДНК. 

Сиртуины играют ключевую роль в регуляции клеточного гомеостаза. Однако они могут функционировать только в присутствии НАД+, никотинамидадениндинуклеотида (производное витамина В3, активно участвующее в производстве энергии в клетках), кофермента, обнаруженного во всех живых клетках.

Что касается борьбы со старением, то известно, что в неблагоприятной питательной среде (например, при ограничении калорий или дефиците некоторых питательных веществ) сиртуины запускают определенные функции в наших клетках, которые позволяют им выживать дольше, пока не восстановится нормальное потребление питательных веществ.

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Функции сиртуинов

Сиртуины известны как один из путей к долголетию из-за важной роли, которую они играют в нашем организме. Вот некоторые из их функций:

• Влияние эпигенетики

Эпигенетика относится к внешним модификациям (редактированию) ДНК, которые включают и выключают гены. Вот почему клетки нашей кожи отличаются от мышечных клеток. Они содержат одну и ту же ДНК, но гены экспрессируются по-разному.

Сиртуины отвечают за эпигенетические модификации и установление связи между метаболизмом и эпигенетикой.

Исследования показали, что манипулирование сиртуинами может увеличить продолжительность жизни за счет эпигенетических модификаций.

• Предотвращение рака

Когда клетка становится раковой, клеточные процессы становятся аномальными. Сиртуины играют важную роль в регуляции  клеточного метаболизма, поддержания структуры хроматина и стабильности генома.

На все эти процессы отрицательно влияет раковая клетка. Следовательно, сиртуины могут помочь минимизировать риск развития рака, который является одной из основных причин ранней смертности и низкого качества жизни.

• Улучшение сердечно-сосудистой функции

Сиртуины также могут улучшать сердечно-сосудистую функцию, подавляя окислительный стресс, регулируя кровяное давление и обеспечивая гомеостаз во время стресса и физиологических состояний. Тем самым эти белки могут играть важную роль в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний.

• Улучшение обмена веществ (печень, поджелудочная железа, мышцы, жировые отложения).

Повышая уровень НАД+, можно улучшить функционирование сиртуинов, что ускоряет метаболизм.

Еще один способ, которым сиртуины способствуют долголетию, — это регулирование обмена веществ.

Сиртуины управляют метаболизмом глюкозы и жиров в ответ на физиологические изменения уровня энергии. Это помогает поддерживать сбалансированный уровень энергии.

• Улучшение неврологической функции

Сиртуины играют решающую роль в регуляции функций мозга. Ученые обнаружили, что они также могут улучшить память и мощность мозга.

С возрастом и снижением уровня НАД+ уровень активности сиртуинов снижается, что приводит к длительному нейровоспалению, вызывающему повреждение синапсов и гибель нейронов.

Возрастное снижение функции гипоталамуса (часть мозга, которая контролирует температуру тела, жажду, голод, усталость, сон, циркадные ритмы и некоторые поведенческие аспекты, такие как привязанность) может быть вызвано снижением активности SIRT1.

• Уменьшение воспаления/стрессовой реакции

Сиртуины защищают и восстанавливают воспаление и играют важную, но различную роль при хроническом и остром воспалении. Хронические воспалительные заболевания часто сохраняются в состоянии «низкого сиртуина», а повышение уровня или активности SIRT1 может быть полезным.

Известные эффекты сиртуинов

Прежде всего, эти ферменты участвуют в регуляции метаболизма сахаров и жиров в организме, когда они «сжигаются» кислородом для производства энергии. В частности, здесь вмешиваются сиртуины, уменьшая выработку свободных радикалов в митохондриях, а значит, сдерживая процессы окисления.

Фактически, каждый сиртуин выполняет одну или несколько конкретных функций. Они также могут действовать, стимулируя плюрипотентные стволовые клетки (которые могут воссоздавать ткани определенных органов), в частности, посредством гена SIRT6.

В частности, Sirt1 активируется в периоды ограничения калорий и вырабатывает сиртуин-1. Это замедляет метаболический путь инсулина и Igf 1 (или инсулиноподобный фактор роста, основное производное гормона роста), связанный с метаболизмом углеводов. В конечном итоге, согласно исследованиям на мелких животных, это обеспечивает увеличение продолжительности жизни на 30%.

Известно, что Sirt2 участвует в антипролиферативном эффекте ресвератрола на раковые клетки. Кроме того, исследования показали замедление старения за счет активации гена Sirt2 у дрожжей.

Как активировать сиртуины

Согласно наблюдениям ученых, рестрикция калорий имеет хорошо известное влияние на продолжительность жизни (у животных) в связи с активацией сиртуинов, которые оно вызывает.

Интервальное голодание, помимо улучшения чувствительности к инсулину и восстановления ДНК, увеличивает активность генов сиртуина.

Состояние кетоза (и выработка кетоновых тел), достигаемое при диете с низким содержанием сахаров (например, Аткинса, или других кетодиетах) или в период голодания, связано с повышенной активностью сиртуинов.

Физическая активность, помимо общего противовоспалительного эффекта, увеличивает Sirt1.

Воздействие сильной жары, например, в сауне, работает аналогичным образом.

Ресвератрол, помимо того, что является хорошим антиоксидантом, может быть, в частности, одним из активаторов Sirt1, что объясняет его влияние на продолжительность жизни. Он особенно стимулирует активность митохондрий, которая имеет тенденцию к снижению с возрастом. Фактически, несколько исследований показали увеличение продолжительности жизни мышей на высококалорийной диете с добавлением ресвератрола.

Считается, что другие полифенолы, такие как физетин и кверцетин (известные как сенолитики), а также бутеин и пикеатанол, обладают схожим эффектом.

Мелатонин, который, как известно, регулирует сон, тоже активирует Sirt1, показывая антивозрастной эффект.

Увеличение НАД+ в наших клетках с помощью никотинамидрибозида или NMN также может активировать сиртуины наряду с выработкой энергии в клетках.

Добавки лейцина увеличивают уровень Sirt1 у мышей с ожирением, получающих диету с высоким содержанием жиров.

Некоторые диетологи предлагают диету SirtFood, которая активирует сиртуины, чтобы помочь похудеть и жить дольше. Она предполагает довольно существенное ограничение в калориях, рекомендуя продукты, известные как «активаторы сиртуина»: некоторые цитрусовые, брокколи, красное вино и шоколад.

По сути, то, что активирует сиртуины, не является специфичным для них. Среди методов и веществ, известных своим антивозрастным действием -  ресвератрол, куркумин, альфалипоевая кислота, коэнзим Q10 и т. д., которые действуют на mTOR, AMPK и другие метаболические пути, связанные со старением. Вероятно, ученые постепенно открывают разные части одного и того же механизма, обеспечивающего долголетие.

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Краткие выводы

• Сиртуины регулируют многие биологические функции в организме человека и необходимы для долголетия. 

• Они играют очень важную роль в балансе обмена веществ и производства энергии в наших клетках. Некоторые также действуют в основном в митохондрии за счет уменьшения количества свободных радикалов. Они также повышают уровень антиоксидантных ферментов.

• Прежде всего, они очень активно восстанавливают непоправимые повреждения, нанесенные ДНК делением клеток, радиацией, токсинами и т. д. Таким образом, это фундаментальная защита долголетия клеток.

• Сиртуины способствуют устойчивости к стрессу, выживанию нейронов и могут предотвратить преждевременную гибель поврежденных клеток. Таким образом, они могут играть защитную роль при нейродегенеративных заболеваниях, а также быть полезными в предотвращении диабета, рака и, наконец, старения организма.

• Сиртуины не могут функционировать без НАД+,  уровень которого снижается с возрастом.

Список использованной литературы

1. Boily G, Seifert EL, Bevilacqua L, He XH, Sabourin G, Estey C, Moffat C, Crawford S, Saliba S, Jardine K, Xuan J, Evans M, Harper ME, McBurney MW. SirT1 regulates energy metabolism and response to caloric restriction in mice. PLoS ONE. 2008;3(3).

2. Bonkowski MS, Sinclair DA. Slowing ageing by design: the rise of NAD+ and sirtuin-activating compounds. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;7(11).

3. Bordone L, Guarente L. Calorie restriction, SIRT1 and metabolism: understanding longevity. Nat Rev Mol Cell Biol. 2005;6(4).

4. Bori Z, Zhao Z, Koltai E, Fatouros IG, Jamurtas AZ, Douroudos II, Terzis G, Chatzinikolaou A, Sovatzidis A, Draganidis D, Boldogh I, Radak Z. The effects of aging, physical training, and a single bout of exercise on mitochondrial protein expression in human skeletal muscle. Exp Gerontol. 2012.

5. Bosch-Presegué L, Vaquero A. The dual role of sirtuins in cancer. Genes Cancer. 2011;2(6).