Материалы портала «Научная Россия»

Гены выживания

Гены выживания
Исследуя ДНК людей, переживших блокаду Ленинграда, генетики из Санкт-Петербурга обнаружили целый ряд генетических особенностей, которые помогли им выжить. Эти исследования – один из путей поиска ответов на вопросы о причинах и природе старения человеческо

Группа ученых из Санкт-Петербурга под руководством генетика Олега Глотова из Научно-исследовательского института акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д. О. Отта исследуют генетические особенностей людей, переживших блокаду Ленинграда. Взрослые и дети блокадного Ленинграда представляют собой уникальную популяционную группу для изучения отдаленных последствий экстремальных условий жизни, и в первую очередь — голода. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Существуют несколько актуальных теорий старения организма, среди них достаточно широко известны свободнорадикальная и генетическая. Однако, как отмечают целый ряд исследователей, есть явления, трудно объяснимые в рамках этих теорий: в частности, увеличение максимальной продолжительности жизни при умеренном голодании, благотворное действие активных форм кислорода — тех самых свободных радикалов, которые, как утверждается в ряде работ, и являются причиной всех возрастных бед — на осуществление жизненных функций. В связи с этим исследование большой человеческой популяции, вынужденной долгое время выживать в запредельно экстремальных условиях, обладает огромной ценностью.

871 день, с 8 сентября 1941 года по 27 января 1944 года длилась блокада Ленинграда, этот чудовищный «военный эксперимент» на живых людях, населении целого города. Он явился беспрецедентным примером человеческой стойкости и мужества, и одновременно — примером удивительных способностей организма многих людей выжить в условиях запредельного стресса: голода, гибели близких, жестоких морозов, артиллерийских обстрелов и давящей угрозы.

Именно голод, алиментарная дистрофия, была основным фактором, обусловившим катастрофически высокую смертность гражданского населения в блокадном Ленинграде. Согласно исторической статистике, только в ноябре 1941 года каждый день в Ленинграде умирало более 4000 человек, что в сто раз превышало показатели смертности в мирное время. Были дни, когда умирало 6-7 тысяч человек. Только в декабре умерло 52 881 человек, потери же за январь-февраль 1942 г. составили 199 187 человек. Мужская смертность существенно превышала женскую: на каждые 100 смертей приходилось в среднем 63 мужчины и 37 женщин. К концу войны женщины составляли основную часть городского населения.

Как считают исследователи, немногие до сих пор живущие взрослые блокадники, выросшие и повзрослевшие дети и подростки блокадного Ленинграда представляют собой уникальную популяционную группу для изучения отдаленных последствий экстремальных условий жизни, и в первую очередь — голода. Для исследования ДНК были взяты пробы крови у 206 жителей блокадного Ленинграда 68–96 лет, со сроком проживания в блокаде не менее 4 месяцев. Контрольную группу составили 139 жителей Северо-Западного региона России в возрасте 69–102 лет.

Все они были разделены на три основные подгруппы по возрасту согласно классификации ВОЗ — лица пожилого, старческого возраста и долгожители. В зависимости от возраста выделены следующие подгруппы жителей блокадного Ленинграда: рожденные в блокаду (68–70 лет), дети блокады 2–11 лет (современный возраст соответственно, 71–74 и 75–80 лет) и иждивенцы — дети старше 12 лет (81–85 лет). Такое деление, как считают исследователи, связано с тем, что постнатальный период имеет большое значение для дальнейшего формирования индивида, и предполагается, что дети блокадного Ленинграда должны быть самыми «сильными», так как смогли нормально «развиться» в таких бедных условиях и дожить до преклонного возраста.

В связи с тем, что состояние голода обусловливается ограничением энергетической ценности питания организма, для исследования были выбраны гены, продукты которых обеспечивают энергетический обмен клетки и влияют на сохранение энергии, необходимой не только для поддержания уровня обыденной жизни, но и просто для выживания. Эти гены есть у всех людей. Однако гены — это не клавиши фортепианной клавиатуры, умеющие издавать только один звук. Гены меняются, и меняется результат их экспрессии — и именно эти особенности играют, подчас, ключевую роль. Анализ форм проявления этих генов помогает установить, какие повышают вероятность долгожительства и способствуют выживанию в условиях ограничения калорийности питания.

Это, во-первых, так называемые гены так называемых «разобщающих белков» 2 и 3 (UCP2 и UCP3). Белки UCP2 и UCP3 препятствуют окислению АДФ до АТФ в митохондриях (это процесс достаточно энергозатратный). То есть, в клетках организма включается режим «жесткой экономии», когда универсального клеточного горючего АТФ синтезируется меньше, но при этом сохраняется драгоценная часть энергии, поступившая в организм со скудным пищевым пайком. Она и оказывается жизненно важной для выживания в условиях недостатка поступающих в организм питательных веществ. Гены UCP2 и UCP3 регулируют энергетические процессы в митохондриях, аккумуляцию жиров и рассеивание энергии. Установлено, что полиморфизм этих генов может обусловливать ожирение и сахарный диабет 2-го типа.

Другая группа генов — PPARA, PPARD и PPARG регулируют синтез группы белков, воздействующих на обмен липидов, глюкозы и энергетический гомеостаз, а также массу тела. Кроме того, эти белки влияют на экспрессию многих генов, связанных с метаболизмом жирных кислот, нормализуют метаболический баланс, помогают в адаптации к меняющимся условиям среды. Эти белки способствуют переносу жирных кислот от жировой ткани к энергетическим тканям (мышцам) во время голода.

Все изученные гены играют важную роль в регуляции обмена липидов и глюкозы, обеспечивают энергетический гомеостаз. Можно предполагать, что долголетие и выживание в условиях голода могут быть ассоциированы с теми особенностями аллельной структуры этих генов, которые замедляют метаболизм (и соответственно, усиливают вероятность ожирения). Полученные результаты отчасти подтверждают это предположение.

Достоверные различия у жителей блокадного Ленинграда и лиц контрольной группы установлены для двух генов (UCP3 и PPАRA), регулирующих обмен углеводов, жиров, а также активность окислительных процессов. У выживших жителей блокадного Ленинграда по сравнению с контрольной группой, достоверно чаще встречаются несколько аллелей и генотипов этих генов. Причем выделены варианты этих генов, различные для мужчин и женщин — то есть, мужчинам помогали выжить одни варианты, а женщинам – другие. Более того, генетический анализ возрастных подгрупп блокадников указывает на то, что существуют две вариации генотипа, в большей степени способствовавшие выживанию бывших детей блокады 2–11 лет, и трудоспособных подростков.

А вот гены UCP2 и PPARG, как выяснилось, никак не ассоциируются с выживанием в условиях блокады, несмотря на то, что продукты данных генов также являются ключевыми регуляторами метаболизма углеводов и жирных кислот. Таким образом, в результате проведенного исследования установлено существенное варьирование частот аллелей и генотипов трех (из пяти) важных генов, регулирующих жировой и углеводный обмен, участвующих в процессах окисления, энергообеспечения и поддержания гомеостаза — и в конечном итоге, обеспечивающих их владельцам шансы на выживание в экстремальных условиях.

Как считают исследователи, эти результаты могут быть полезны для дальнейшего понимания процессов возрастного изнашивания организма, проявления возрастных недугов — как следствия изменений энергетического баланса организма. Вероятно, они помогут и в разработке способов борьбы с такими расстройствами метаболизма, как ожирение и сахарный диабет.

блокада ленинграда исследование генетических осоенностей выживших в блокаду олег глотов

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий