Новая математическая модель объясняет связь между расходом энергии и старением

Почему дог живёт меньше, чем мопс? Ответ кроется в сложной взаимосвязи между использованием энергии и продолжительностью жизни. Исследователь из Технологического университета Миссури раскрывает эту связь с помощью численного моделирования.

Используя принципы сохранения энергии и законы аллометрического масштабирования, доктор Чэнь Хоу разработал теоретическую модель, которая позволяет оценивать старение на основе расхода энергии. Хоу обнаружил, что рост организма сопряжён с компромиссом в поддержании здоровья, а предыдущие исследования в этой области не так однозначны, как считалось ранее.

«Прошлые исследования метаболических скоростей давали противоречивые результаты при сравнении разных видов и введении диетических ограничений, — говорит Хоу, доцент биологических наук. — Моя модель показывает, что энергия, затрачиваемая на рост, является ключом к пониманию долголетия».

Исследование Хоу демонстрирует, что окислительный метаболизм по-разному влияет на клеточные повреждения и долголетие у животных с разной жизненной историей и в различных экспериментальных условиях. Например, он сравнивает массу при рождении большого швейцарского зенненхунда и шелковистого терьера. Зенненхунд рождается с массой всего 1% от конечного веса, тогда как терьер уже при рождении весит 8% от своего итогового веса. Эта разница означает, что зенненхунд должен потратить больше энергии на рост до взрослого состояния, относительно меньше энергии — на поддержание здоровья и, следовательно, имеет меньшую продолжительность жизни, чем терьер.

«Если бы удалось подавить или манипулировать ростом для поддержания меньших размеров, животное жило бы дольше и имело бы больше энергии для поддержания здоровья — процесса самовосстановления организма, — говорит Хоу. — С другой стороны, "догоняющий" рост, когда особи с низкой массой при рождении достигают или превышают нормальный вес в более позднем возрасте, часто негативно сказывается на здоровье взрослой особи и продолжительности её жизни».

Исследование Хоу основано на различных работах, включая изучение клеточных повреждений; корреляций между скоростью роста, скоростью метаболизма и продолжительностью жизни; а также влияния ограничения диеты, генетической модификации, низких температур и физических нагрузок на продолжительность жизни.

Его последняя работа на эту тему, «О сложной взаимосвязи между расходом энергии и долголетием: согласование противоречивых эмпирических результатов с помощью простой теоретической модели», была опубликована в журнале Mechanisms of Aging and Development.