Кишечные бактерии и долголетие

БАКТЕРИИ И ДОЛГОЛЕТИЕ

Еще в начале XX века известный русский иммунолог Илья Мечников исследовал в Парижском институте вопросы старения. Собрав данные по 36 странам, он установил, что самое большое количество «столетников» — в Болгарии — 4 на 1000 человек. Данное обстоятельство он связал со свойствами кишечной микрофлоры, а также кисломолочными продуктами, которые в большинстве своем потребляли жители Болгарии. Мечников считал, что предел нормальной человеческой жизни должен составлять не 70-80, а 100—120 лет, и даже более, и что все это в будущем позволит воплотить в реальность особая наука – макробиотика.

Действительно, исследования последних лет позволяют ученым обоснованно утверждать, что кишечные бактерии действительно могут помочь в разработке радикальных методов лечения старения. Хочется привести два интересных примера исследований, показывающих перспективность «бактериального подхода» к созданию препаратов для увеличения продолжительности жизни.         

1. ПОЛНОЦЕННАЯ КИШЕЧНАЯ МИКРОФЛОРА ТОРМОЗИТ СТАРЕНИЕ

Интересное исследование провела группа немецких ученых из Института Макса Планка в Кельне. Они обнаружили крепкую взаимосвязь между скоростью старения, продолжительностью жизни африканских рыбок нотобранхиус (Nothobranchius furzeri) и их кишечной микробиотой. Исследованием руководил доктор Дарио Риккардо Валенцано. Результаты были опубликованы 18 апреля на сайте института.

Рис.1. Нотобранхиус Фурцери (Nothobranchius furzeri) в молодости (5 недель, вверху) и старости (12 недель, внизу). Фото. д-ра Валенцано.

Ученые во главе с Дарио Риккардо Валенцано (Dario Riccardo Valenzano) ставили эксперимент на нотобранхах Фурцера (Nothobranchius furzeri), небольших похожих на аквариумных петушков рыбках, живущих в пересыхающих озерах юга Африки. Их жизненный цикл в дикой природе занимает один сезон — с наступлением засушливой поры водоемы пересыхают, все рыбы в них умирают, остается лишь икра, которая дожидается следующих дождей под слоем пересохшего ила. Поэтому и старость у взрослых рыб наступает, по нашим меркам, рано: в возрасте нескольких месяцев. Больше им жить просто незачем.

Т.к. рыбка проходит через все стадии жизни (от вылупления до смерти) за относительно короткий период, это делает ее идеальной моделью для исследований процессов старения. В биологии и других науках, связанных с использованием подопытных животных, нотобранхи играют примерно такую же роль, как нематоды и дрозофилы, - любые эксперименты с ними дают очень быстрые результаты. Разница лишь в том, что, будучи позвоночными, они все-таки значительно ближе к человеку, чем упомянутые круглые черви или членистоногая мушка.

Как и у человека, у нотобранхов в старости разнообразие кишечных бактерий сильно уменьшается. Остается всего несколько ключевых родов, что, разумеется, отрицательно влияет на процесс переваривания и усвоения пищи и иммунитет, а также дает возможность активно развиваться патогенным бактериям.

Ученые пытались понять взаимосвязь между составом кишечных бактерий и старением рыбок. Для этого они взяли рыбок возрастом 9,5 недель и провели лечение антибиотиками, чтобы очистить их кишечную флору. Кишечную микрофлору пожилых нотобранхов ученые уничтожали комбинацией из нескольких антибиотиков: ванкомицина, неомицина, метронидазола и ампициллина.

Затем рыбок поместили в аквариум, где прежде жили их молодые сородичи (карпозубые рыбки возраста до 6 недель), оставившие там своих бактерий. Теперь же эта микрофлора заселяла организмы «пришельцев» - старые нотобранхиусы вместе с плавающими в воде частицами и кормом неизбежно поглощали кишечные бактерии молодых рыб, плавающие в воде с калом. Таким образом, кишечная микробиота молодняка «пересаживалась» старым рыбам и развивалась в их кишечнике.

Результаты наблюдений показали, что старые нотобранхиусы не только жили на 40% дольше рыбок контрольной группы с неизмененной микрофлорой, но на 16-й неделе жизни, в почтенном для себя возрасте, все еще сохраняли проворность и активность, свойственную только молодым особям, и по-прежнему имели яркую окраску.

В обратном эксперименте на молодых рыб кишечная микрофлора старших видимого влияния не оказала — их окраска и поведение остались прежними.

Как именно бактерии сумели омолодить своих «хозяев», пока неясно. Их кишечная микрофлора по видовому разнообразию и функциям похожа на человеческую и примерно так же влияет на потребление пищи, обмен веществ и иммунную защиту, но какие именно функции оказались задействованы в этот раз, ученые пока не знают.

Валенцано допускает, что это происходит в т.ч. из-за того, что «омоложенная» кишечная микрофлора более эффективно защищает иммунную систему от старения, при котором в кишечнике наблюдается высокий уровень патогенов. Микробиота молодого организма помогает предотвращать воспаление, что и приводит к улучшению здоровья и увеличению продолжительности жизни.

Источник:  Max-Planck-Gesellschaft

Еще одно интересное заявление на днях сделали  американские ученые. Они сообщили что нашли перспективный метод повышения продолжительности жизни, который, по их мнению, будет использоваться в будущем. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Cell:

2. "ЭЛИКСИР МОЛОДОСТИ" НАШЛИ В КИШЕЧНИКЕ

Специалисты из Техасского университета полагают, что для замедления естественных процессов старения люди вскоре смогут принимать пищевые добавки или продукты, содержащие специальные бактерии, полученные из кишечника. Они подчеркивают, что научное сообщество с большим воодушевлением исследует внутренние связи нашего организма с миллионами микробов - микробиомом кишечника, который влияет на многочисленные функции тела, включая когнитивную деятельность и метаболическую активность, а также старение. Согласно заявлению специалистов, существуют штаммы микроорганизмов, которые способствуют замедлению роста раковых опухолей и накоплению бета-амилоидов - соединений, связанных с развитием болезни Альцгеймера. Как показали клинические исследования, определённые разновидности кишечных бактерий действительно способны увеличить продолжительность жизни.

К подобным выводам ученые пришли, проведя эксперименты на круглом черве, свободноживущей нематоде (Caenorhabditis elegans) - простом организме, моделирующем старение человека. Поскольку на млекопитающих подобного рода эксперименты проводить весьма сложно, исследователи изучали микроскопических лабораторных червей. C.elegans по размеру не длиннее булавочной головки, однако они имеют некоторые общие характеристики с биологией человека.  

В ходе исследования специалисты следили за активностью около 4000 генов кишечной палочки E.coli – бактерии, которая содержалась в организме червей. Как выяснилось, удаление 29 из них повышало продолжительность жизни нематоды за счёт воздействия на определенные биологические процессы в их организме, связанные со старением, а активизация 12 оказалась связанной с замедлением роста раковых опухолей и предотвращению накопления бета-амилоидов.

Исследователи полагают, что, основываясь на данных результатах, в будущем возможна разработка бактериальных препаратов, замедляющих процесс старения.

Источники: Cell и EurekAlert  

Дополнительные материалы: о микробиоме, возрастных изменениях и здоровом долголетии:

• Бактерии кишечника связаны с возрастными изменениями
• Кишечный микробиом может показать возраст человека
• Индолы: эликсир здорового долголетия из кишечных бактерий
• Антоцианы, микробиом и здоровое долголетие
• Пропионовокислые бактерии P. freudenreichii увеличивают продолжительность жизни
• Бифидобактерии для геродиетического питания
• Замедление старения: роль питательных веществ и микробиоты в модуляции эпигенома