Немецкие ученые доказали, что занятия спортом защищают клетки от старения.

Когда вы гоняете шайбу или футбольный мяч, взбираетесь на канат или мчитесь по горнолыжной трассе, знайте, что вы тренируете не только свои бицепсы и трицепсы: прежде всего, вы закаляете теломеры – последовательности ДНК, которые держат «под колпаком» кончики хромосом.

К такому выводу пришли ученые Саарландского университета (Германия). Полученные ими данные свидетельствуют о том, что активная физическая (спортивная) нагрузка препятствует укорачиванию, или старению теломеров, то есть, в конечном итоге, смерти клетки. Представьте себе бахрому на шарфе, которую вы собрали вместе и зажали сверху пластмассовым колпачком. Этот колпачок и есть теломер. Скромные концевые «колпачки» играют настолько важную, даже ключевую, роль в развитии механизмов старения, что открывшие это свойство ученые были удостоены Нобелевской премии в области медицины за 2009 год.

Новый этап – исследование немецких ученых, открывших естественный способ поддержания длины теломеров, то есть борьбы со старением. Рецепт прост – спорт, спорт и еще раз спорт. В ходе исследования измеряли длину (точнее, высоту) «колпачков», расположенных на конце хромосом, взятых из образцов крови профессиональных спортсменов. Полученные результаты сравнивали с длиной теломеров у их некурящих здоровых сверстников.

Теломеры – это концевые участки линейной молекулы ДНК, которые состоят из повторяющейся последовательности нуклеотидов.

Оказалось, что длительная спортивная нагрузка активизирует теломеразу – фермент, который тормозит укорачивание теломеров в исследованных клетках (белых кровяных тельцах, или лейкоцитах). Любопытно, что реже всего потеря теломеров отмечалась у спортсменов самой старшей возрастной группы, которые занимались спортом на протяжении всей своей долгой жизни. Публикация, посвященная этому открытию, появилась в журнале «Circulation».

- Какие еще нужны доказательства, говорящие в пользу антивозрастного эффекта физических упражнений? - задает риторический вопрос один из авторов исследования Ульрих Лауфс (Ulrich Laufs). 

Премию по физиологии и медицине в 2009 году вновь, уже третий раз подряд, разделили трое ученых. Она присуждена «за открытие того, как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы». Первооткрыватели теломеразы и обеспечиваемого этим ферментам механизма защиты хромосом от укорачивания живут и работают в США. Это Элизабет Блэкберн (Elizabeth H. Blackburn) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San-Francisco), Кэрол Грейдер (Carol W. Greider) из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) и Джек Шостак (Jack W. Szostak) из Гарвардской школы медицины (Harvard Medical School). 

Теломеры – это концевые участки линейной молекулы ДНК, которые состоят из повторяющейся последовательности нуклеотидов. У человека и других позвоночных повторяющееся звено имеет формулу TTAGGG (буквы обозначают нуклеиновые основания). В отличие от других участков ДНК теломеры не кодируют белковые молекулы, в некотором роде это "бессмысленные" участки генома. В 1971 году российский ученый Алексей Матвеевич Оловников впервые предположил, что при каждом делении клеток эти концевые участки хромосом укорачиваются. То есть длина теломерных участков определяет "возраст" клетки – чем короче теломерный "хвост", тем она "старше". Через 15 лет это предположение экспериментально подтвердил английский ученый Говард Кук. Правда, нервные и мышечные клетки взрослого организма не делятся, теломерные участки в них не укорачиваются, а между тем они "стареют" и умирают. Поэтому вопрос о том, как "возраст" клетки связан с длиной теломер, остается и по сей день открытым. Одно несомненно – теломеры служат своего рода счетчиком клеточных делений: чем они короче, тем большее число делений прошло с момента рождения клетки-предшественницы.

Аннабель Декоттинье (Anabelle Decottingnies) из Левенского университета в Брюсселе (Бельгия) и ее коллеги неожиданно выяснили, как теломеры связаны с зарядкой и тем, почему умеренные занятия спортом продлевают жизнь человеку.

Они изучали то, как клетка "считывает" теломеры и производит особые молекулы TERRA, которые мешают особому ферменту теломеразе "чинить" концевые участки хромосом в то время, когда она не делится, что обычно приводит к крайне неприятным последствиям.

Наблюдая за культурами клеток в пробирке, ученые неожиданно обнаружили, что рост и падение концентрации молекул TERRA зависели от двух генов и связанных с ними белков – NRF1 и PPAR-гамма. Первый отвечает за так называемое "ядерное дыхание" клетки и управляет метаболизмом всего организма, дирижируя поведением митохондрий, клеточных "энергостанций", и регулируя уровни антиоксидантов в теле. Второй ген отвечает за запасание жира, аппетит и ряд других аспектов обмена веществ.

Оба этих участка ДНК активизируются в нашем теле во время зарядки и интенсивных физических нагрузок, что натолкнуло ученых на мысль проверить, как их активация влияет на состояние теломер и работу молекул TERRA в организме человека. Для этого ученые набрали группу из нескольких добровольцев, которые крутили педали велотренажера на протяжении 45 минут и после этого сдавали пробы слюны и крови.

Как показал этот эксперимент, занятия спортом действительно способствовали увеличению числа молекул TERRA в ядре клеток человеческого тела, тем самым улучшая защиту теломер от повреждений.

Подобный механизм "включения" системы защиты теломер, по мнению биологов, может объяснять то, почему активный образ жизни и зарядка продлевают жизнь человеку, особенно в пожилом возрасте. Кроме того, эта же самая система "включается" не только при высоких нагрузках, но и при ограничении числа калорий в диете, что может так же объяснять то, почему низкокалорийная диета продлевала жизнь мышам в нескольких экспериментах, проведенных в конце 20 и начале 21 веков.

Источники:

http://advances.sciencemag.org/content/2/7/e1600031

http://www.zdorovieinfo.ru/news/meditsina/uchenye_obyasnili_kak_sport_pr...