Улучшение питания и усвоения глюкозы в мозге продлевает жизнь плодовым мушкам

Исследователи из Токийского столичного университета обнаружили, что генетически модифицированные плодовые мушки с улучшенным усвоением глюкозы имеют значительно увеличенную продолжительность жизни. Изучая клетки мозга стареющих мушек, они выяснили, что лучший захват глюкозы компенсирует возрастное ухудшение моторных функций и ведет к более долгой жизни. Эффект был более выраженным в сочетании с диетическими ограничениями. Это позволяет предположить, что здоровое питание плюс улучшенное усвоение глюкозы в мозге могут привести к увеличению продолжительности жизни.

Мозг — особенно энергозатратный орган, потребляющий 20% поступающего кислорода и 25% глюкозы. Поэтому так важно, чтобы он оставался активным, используя глюкозу для производства аденозинтрифосфата (АТФ), «энергетической валюты» организма. Этот химический процесс, известный как гликолиз, происходит как во внутриклеточной жидкости, так и в митохондриях. Однако с возрастом клетки мозга становятся менее способными производить АТФ, что в целом коррелирует с уменьшением доступности глюкозы.

Команда под руководством доцента Канаэ Андо изучала эту проблему на плодовых мушках Drosophila. Во-первых, они подтвердили, что клетки мозга у старых мушек имеют тенденцию к более низкому уровню АТФ и сниженному захвату глюкозы. Они связали это конкретно с уменьшением количества ферментов, необходимых для гликолиза.

Чтобы противодействовать этому эффекту, исследователи генетически модифицировали мушек для производства большего количества белка-переносчика глюкозы под названием hGut3. Удивительно, но этого увеличения захвата глюкозы оказалось достаточно для значительного повышения уровня АТФ в клетках. Более конкретно, они обнаружили, что большее количество hGut3 приводило к меньшему снижению производства ферментов, противодействуя возрастному упадку. Хотя это не улучшило возрастные повреждения митохондрий, мушки также демонстрировали меньшее ухудшение локомоторных функций.

В дальнейшем команда поместила мушек с усиленным захватом глюкозы на диету с ограничениями, чтобы увидеть взаимодействие эффектов. В результате продолжительность жизни мушек стала еще больше. Любопытно, что повышенный захват глюкозы фактически не увеличил уровень глюкозы в клетках мозга. Результаты указывают на важность не только количества глюкозы, но и эффективности ее использования после попадания в клетки для производства необходимой мозгу энергии.

Хотя польза ограниченной диеты для борьбы со старением была показана у многих видов, команде удалось сочетать ее с улучшенным усвоением глюкозы, чтобы усилить преимущества обоих подходов для еще большего продления жизни у модельного организма. Дальнейшие исследования могут дать ключ к пониманию того, как мы можем дольше сохранять здоровье мозга.