Щоб зрозуміти старіння, потрібно знати, що відбувається з окремими клітинами. Чому наші клітини стають менш ефективними і більш вразливими до хвороб з часом?

Нове дослідження, проведене в Інституті Фріца Ліппмана в Німеччині, розкриває, як енергетичні «двигуни» клітин – органели, відомі як мітохондрії – починають сповільнюватися з роками.

Дослідники виявили, що рівень певної молекули ліпідів, фосфатидилхоліну, знижується з віком. Вони також показали, що відновлення рівня фосфатидилхоліну через дієту може оживити втомлені мітохондрії.

«Наші дослідження виявили зниження синтезу фосфатидилхоліну як раніше непоміченого фактора, що сприяє природному старінню мітохондрій, яке можна подолати за допомогою дієтичних добавок», – повідомляють дослідники.

Одна з основних функцій фосфатидилхоліну – підтримувати мембрани мітохондрій у хорошому стані. Коли запаси цього ліпіду починають закінчуватися, це безпосередньо впливає на те, як добре працюють мітохондрії в клітинах.

Додавання фосфатидилхоліну або холіну (поживної речовини, яка природно перетворюється на фосфатидилхолін) до раціону черв'яків повернуло мітохондрії до більш молодого, гнучкого стану.

«Ми були здивовані, наскільки сильно ця молекула впливає на структуру, з'єднання та функцію мітохондрій», – говорить біолог клітин з FLI Тетяна Полієжайєва, перший автор нового дослідження.

На основі зразків людських тканин, нижчі рівні фосфатидилхоліну були більш поширені у людей з діабетом або ожирінням, тоді як вищі рівні відповідали швидшій швидкості ходьби та кращій пам'яті – ознакам здоровішого старіння.

Експерименти, що порівнювали молодих, середньовічних і старих черв'яків, показали, що рівень фосфатидилхоліну знижується з часом через поступове зменшення виробництва білків, які його створюють.

В результаті мітохондрії мають менше будівельних матеріалів для виготовлення своїх мембран, тому вони стають все більш фрагментованими і дисфункціональними.

Зазвичай, на ранніх стадіях життя та в здорових клітинах, мітохондрії можуть легко зливатися, формуючи довгі, гнучкі ланцюги, які допомагають клітині розподіляти енергію та інші ресурси.

Однак експерименти показали, що з віком і зменшенням фосфатидилхоліну мітохондрії стають менш гнучкими і менш здатними адаптуватися до енергетичних потреб клітини.

«Ви можете уявити всю систему як тонко розгалужену електромережу, яка з віком стає все більш пошкодженою: з'єднання руйнуються, а струми зупиняються», – говорить біолог клітин Марія Ермолаєва з FLI.

«Хоча виробництво енергії триває, воно стає менш ефективним і стійким, і енергія більше не може розподілятися гнучко».

Дослідники вважають, що ці хімічні дисбаланси та подальші зміни в функції мітохондрій можуть відігравати значну роль у цей період життя.

«Це спостереження особливо важливе, оскільки воно збігається з часом, коли багато жінок повідомляють про значне зниження рівня енергії та появу постійної втоми», – говорить Ермолаєва.

Нове відкриття зниження фосфатидилхоліну не є єдиною причиною, чому енергетичні станції наших клітин починають зношуватися з віком, але, здається, це значний фактор, тому вчені повинні дослідити це далі.

І хоча люди набагато складніші за черв'яків, знання про те, що підвищення рівня цього відсутнього ліпіду може зворотити деякі ознаки старіння мітохондрій, є обнадійливим.

Дослідники хочуть детальніше вивчити, як зниження рівня фосфатидилхоліну впливає на мембрани мітохондрій на молекулярному рівні: як змінюється структура цих мембран?

Дослідження було опубліковане в Nature Communications.