Стволовые клетки, как известно, могут очень долго делиться, при этом часть их остается, как и прежде, стволовыми, а часть превращается в какие-то специализированные клетки, выполняющие те или иные функции. Именно стволовые клетки обновляют наши ткани, замещая старые и погибшие клетки новыми. Но со временем стволовые клетки утрачивают способность делиться без конца – как и весь остальной организм, они тоже стареют и их запас постепенно уменьшается, что не может не отразиться на состоянии органов, которые уже не могут обновляться.

Исследователи из Массачусетского технологического института выяснили, что стволовые клетки можно омолодить, если дать им поголодать. Дэвид Сабатини и его коллеги экспериментировали с мышиными стволовыми клетками кишечника, задача которых – обновлять эпителиальную выстилку кишечных стенок. (Этот эпителий изнашивается довольно быстро – за пять дней стволовые клетки полностью его меняют.) После того, как старых мышей сутки держали впроголодь, из их кишечника брали стволовые клетки и заставляли их сформировать «миникишечник» – крохотный органоид, имитирующий кусочек настоящего кишечника. В «миникишечнике» должны были появиться клетки нескольких типов, формирующие либеркюновы, или кишечные, крипты – трубчатые углубления эпителия, усаженные клетками, способными выделять слизь, гормоны, способными всасывать питательные вещества и т. д. Очевидно, чтобы сделать такой миниорган, стволовые клетки должны были работать очень интенсивно. И вот с помощью «миникишечника» удалось установить, что голод в два раза повышает регенеративные способности стволовых клеток, которые, поголодав, более активно делились и более активно превращались в другие клетки. Можно сказать, что голод омолаживал старые стволовые клетки; впрочем, клетки, взятые у молодых животных, от голода тоже начинали работать лучше.

Исследователям удалось выяснить, как в голодающих клетках меняется обмен веществ: они перестают использовать в качестве источника энергии углеводы, начиная интенсивно расщеплять жирные кислоты (при этом у них активируются гены, отвечающие за метаболизм жиров). Именно активное расщепление жирных кислот помогает восстановить «стволовые» способности клеток – если им искусственным образом запретить добывать энергию таким образом, то никакой голод им не поможет. В то же время если клеткам дать вещество, которое сумеет активировать гены метаболизма жиров, то клетки омолаживаются и без голодания. То есть все дело в том, чтобы включить нужные энергетические реакции, а как именно мы будем их включать, неважно.

Мы часто слышим о пользе голодания, о том, что ради здоровья следует быть умеренней в еде. И в последнее время появляется все больше научных исследований, описывающих разнообразные плюсы, которые модно получить, ограничив себя в калориях. Например, мы писали о том, что голод обновляет иммунитет и что умеренность в еде улучшает настроение. Вышеописанный эффект со стволовыми клетками – лишь еще один пример положительного эффекта от голодания. Возможно, что и другие виды стволовых клеток – не только из кишечника, но и из костного мозга, из кожи и т. д. – можно точно так же заставить работать активнее; возможно, переключая обмен веществ в клетках на расщепление жирных кислот, можно быстрее залечивать раны и, к примеру, помогать онкобольным восстанавливаться после химио- и радиотерапии. Но прежде чем думать о каких-то клинических экспериментах, тут надо в точности выяснить, как именно энергетическое расщепление жирных кислот усиливает регенеративные способности стволовых клеток, и нет ли тут каких-то неприятных побочных эффектов.

Учёный Вальтер Лонго вместе с коллегами из Университета Южной Калифорнии  описывают ещё один положительный клеточно-физиологический эффект от голодания – оказывается, с его помощью можно обновить свой иммунитет. Голодание в данном случае имеется в виду самое настоящее: эксперимент длился полгода, и за это время подопытным мышам время от времени устраивали 2-4-дневные периоды вообще без еды. Количество лейкоцитов у них в крови падало, но, когда животные снова начинали есть, уровень иммунных клеток возрастал.

Понятно, почему клетки исчезали: голод заставлял тратить запасы питательных веществ, но при этом он ещё и «съедал» старые иммунные клетки. Такие лейкоциты уже настолько плохо себя чувствовали, что не могли адекватно работать, и потому в условиях дефицита питательных веществ лучше всего было просто их переварить.

Однако исчезновение старых, полусломанных иммунных клеток запускало сигнальный путь, который активировал стволовые клетки крови. В них активировалась регенеративная программа, и они начинали делиться и генерировать новые лейкоциты, которые, понятно, были лучше прежних. То есть с помощью серии кратковременных голодовок можно было убить сразу двух зайцев: удалить старый клеточный мусор и заменить его новыми клетками. Одновременно уменьшался уровень белка IGF-1, который, как показали предыдущие эксперименты, связан со старением и появлением злокачественных опухолей.

Одними мышами исследователи не ограничились: они провели такой же эксперимент с несколькими онкобольными, которым предстояла химиотерапия. Лекарства от рака убивают опухолевые клетки, но при этом бьют и по нормальным клеткам. Из-за этого страдают многие системы организма, в том числе и иммунитет.

Оказалось, трёхдневное голодание смягчает побочный эффект от химиотерапии – иммунная система переносила её лучше, чем без голодовки. Очевидно, всё дело было в активности стволовых клеток, которые своевременно заменяли лейкоциты, испорченные противораковыми лекарствами.

Авторы работы полагают, что такое обновление иммунитета можно использовать при самых разных заболеваниях, от возрастной иммунной недостаточности до СПИДа. Скорее всего, одной лишь иммунной системой тут дело не ограничивается, и с помощью голода можно обновлять и другие ткани и органы. Однако, чтобы окончательно в этом убедиться (и в отсутствии побочных эффектов), метод обновления голодом должен пройти полномасштабные клинические испытания.

Источник nkj