Снижение фертильности у стареющих самцов плодовых мух вызвано не только изменениями в сперме
Бесплодие — один из наиболее заметных эффектов старения. Хотя влияние возраста на фертильность самок изучено лучше и оно более выражено, старение затрагивает и самцов. Репродуктивное старение самцов исследовано меньше, и большинство таких работ сосредоточено на сперме. Однако эякулят содержит не только сперматозоиды. Белки семенной жидкости важны для фертильности и у многих животных оказывают сильное влияние на физиологию и поведение самок. О влиянии старения самцов на эти белки и о том, способствуют ли их изменения ухудшению качества эякулята у пожилых самцов, известно мало.
Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи из Департамента зоологии Оксфордского университета провели эксперименты на модельном организме — плодовой мушке Drosophila melanogaster. Этот вид обычно живет менее пяти недель, что позволяет быстро измерить влияние возраста на фертильность самцов, а также на их сперму и белки семенной жидкости. Этот вид также хорошо подходит для генетических исследований, что позволило ученым генетически манипулировать продолжительностью жизни самцов, чтобы увидеть, как это повлияет на снижение фертильности с возрастом.
Опубликованные на этой неделе в PNAS результаты показывают, что с возрастом самца снижаются как качество, так и количество сперматозоидов и белков семенной жидкости, и каждый из этих компонентов вносит отдельный вклад в ухудшение репродуктивных показателей. Однако относительное влияние на сперму и семенную жидкость часто различается, что приводит к несоответствию между компонентами эякулята. Несмотря на эти различия, экспериментальное увеличение продолжительности жизни самцов улучшило общие показатели эякулята в более позднем возрасте, что говорит о возможности задержать как репродуктивное старение, так и смерть.
Ведущий автор, доктор Ирем Сепил из Департамента зоологии Оксфордского университета, отмечает: «Эти результаты подчеркивают, что снижение фертильности с возрастом самца вызвано не только изменениями в сперме. Качество и количество белков семенной жидкости также меняются по мере старения самцов, и эти изменения могут отличаться от тех, что наблюдаются в сперме, но все равно влияют на репродуктивную функцию. При этом манипуляция, направленная на увеличение продолжительности жизни, также замедляет возрастное снижение репродуктивной функции. Это означает, что препараты и методы лечения, направленные на здоровое старение, потенциально можно использовать для замедления репродуктивного старения у мужчин».
В дальнейшем исследователи планируют изучить здоровье потомства. У людей дети пожилых отцов имеют более высокий риск определенных заболеваний, но механизмы, лежащие в основе этих изменений, остаются неясными. Кроме того, хотя генетическая манипуляция, увеличивающая продолжительность жизни, помогла фертильности пожилых самцов, неясно, будут ли аналогично действовать менее инвазивные методы, которые можно применять в медицине для человека. Продолжаются исследования, чтобы понять, как можно увеличить период здоровой жизни (healthspan) индивидуумов. Цель — не жить дольше, а стареть здорово, замедляя наступление возрастных заболеваний, таких как рак, болезнь Альцгеймера и артрит.
Важно отметить, что описанная работа проводилась на виде мух. Хотя механизмы старения часто схожи у разных животных, чтобы понять, являются ли выявленные закономерности общими, их необходимо изучить и на других видах.