Odkryto mechanizm Dlaczego zimno pozwala nam żyć dłużej

Naukowcy z Uniwersytetu w Kolonii zidentyfikowali kluczowy szlak metaboliczny, który leży u podstaw przedłużającego życie działania zimna. Kluczową rolę odgrywają w tym procesie produkt metaboliczny – dihydrobiopteryna (BH2) – oraz mięśnie. Odkrycie to może w przyszłości przyczynić się do zapobiegania niektórym chorobom związanym z wiekiem.

Umiarkowanie niskie temperatury należą do najskuteczniejszych sposobów przedłużania życia i opóźniania procesu starzenia się zarówno u zwierząt, jak i u ludzi. Nie jest jednak jeszcze jasne, w jaki sposób niskie temperatury wywołują te efekty na poziomie molekularnym. W ramach swoich badań zespół naukowców pod kierownictwem profesora dr Davida Vilcheza z kolońskiego klastra doskonałości zajmującego się badaniem starzenia się i chorób związanych z wiekiem (CECAD) oraz Centrum Medycyny Molekularnej w Kolonii (CMMC) przy Uniwersytecie w Kolonii oraz Szpitalu Uniwersyteckim w Kolonii zdołał rozszyfrować system sygnałowy, który jest regulowany przez produkty przemiany materii w różnych tkankach. 

W przypadku organizmu modelowego Caenorhabditis elegans system sygnałowy ten wykazał związek między niską temperaturą, wydłużoną długością życia a proteostazą – czyli utrzymaniem równowagi białkowej. Mięśnie pełnią przy tym rolę „głównej fabryki”, która wytwarza produkt metaboliczny dihydrobiopterynę (BH2) . BH2 jest następnie transportowana do innych tkanek, gdzie wyzwala syntezę aminokwasu tyrozyny. Wspomaga ona mechanizmy komórkowe odpowiedzialne za prawidłowe funkcjonowanie białek oraz utrzymanie zdrowej równowagi w komórkach. Badanie zatytułowane „Cold activates a BH2 metabolic network promoting longevity and proteostasis” zostało opublikowane w czasopiśmie naukowym „Nature”.

Układ mięśniowy chroni cały organizm

W ramach swoich badań naukowcy wykorzystali nicienia C. elegans i zweryfikowali wyniki na ludzkich modelach komórkowych choroby Huntingtona oraz stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). Obie te choroby są schorzeniami neurodegeneracyjnymi, których główną cechą charakterystyczną jest gromadzenie się nieprawidłowo sfałdowanych lub uszkodzonych białek. „Cieszymy się, że możemy wykazać, iż umiarkowane zimno wyzwala produkcję określonego metabolitu, BH2, który jest wytwarzany w mięśniach, tam magazynowany, a następnie uwalniany przez tkankę mięśniową. BH2 rozprzestrzenia się następnie do innych części ciała, gdzie pomaga utrzymać równowagę białkową, przyczyniając się w ten sposób do zdrowia tkanek w procesie starzenia się” – wyjaśnia kierownik grupy David Vilchez. „Te odkrycia wskazują, że ukierunkowane oddziaływanie na pojedynczą tkankę, taką jak mięśnie, może zapewnić ochronę całego organizmu. Otwiera to przed nami nowe możliwości w zakresie podejść terapeutycznych”.

Tabletka, która symuluje uczucie chłodu?

Opierając się na wcześniejszych badaniach dotyczących zimna, jednym z celów naukowców było zbadanie, czy pozytywny wpływ zimna można osiągnąć również poprzez suplementację produktów metabolicznych wykrytych w badaniu. Wyniki wykazały działanie ochronne u C. elegans oraz w hodowlach komórkowych zarówno przy podawaniu BH2, jak i tyrozyny. Pozwala to stwierdzić, że produkty przemiany materii odtwarzają pozytywny wpływ zimna bez konieczności zmiany temperatury.

Byliśmy naprawdę zaskoczeni, że suplementacja znacznie wydłużyła długość życia, nawet w normalnych lub podwyższonych temperaturach.

dr Hyun Ju Lee

„Kolejne eksperymenty na komórkach ludzkich zachęcają nas do poszukiwania metod leczenia, które naśladowałyby pozytywny wpływ zimna bez konieczności zmiany temperatury ciała” – dodaje dr Hyun Ju Lee, która przeprowadziła eksperymenty na nicieniach.