Автор: Чен Хоу, джерело: phys.org
Дослідники давно помітили, що чим швидше зростає тварина, тим коротше вона живе, принаймні серед ссавців. Цей зв’язок між швидким зростанням і коротшою тривалістю життя підтверджується багатьма видами тварин різного розміру. Як еколог-фізіолог, я досліджую енергетичні компроміси, які організм має робити між зростанням і підтримкою здоров’я, і як ці вибори впливають на старіння.
Старіння, енергетичні витрати і якість біоматеріалів
Деякі вчені пояснюють зв'язок між швидким ростом і коротким життям тим, що організми, які більше інвестують в ріст, витрачають менше енергії на підтримку здоров’я, що призводить до швидшого старіння. Існує також теорія, що швидке зростання підвищує рівень метаболізму, створюючи стрес, який пришвидшує старіння.
Однак ці пояснення не розкривають повної картини. Наприклад, деякі види, які інвестують більше енергії в підтримку, не мають значно кращої стійкості до стресу, ніж ті, що витрачають менше енергії. Це натякає на те, що не лише кількість енергії, виділеної на підтримку здоров’я, має значення, але і якість біоматеріалів, з яких побудовані тканини організму.
Що таке біосинтетична вартість?
Для створення будь-якого біоматеріалу, наприклад, білків чи кісток, організм витрачає енергію на синтез компонентів. Ця енергія включає в себе як саме з’єднання амінокислот у білки, так і перевірку синтезованих матеріалів на наявність помилок, заміну дефектних білків і транспортування компонентів до клітин. Ці витрати різняться між видами і можуть визначати, наскільки швидко чи повільно зростає організм.
Чому це важливо для старіння?
Що більше енергії витрачається на створення кожної одиниці біоматеріалу, тим більше організм інвестує в якість цих матеріалів, що може уповільнити процес старіння. Тварини з більшими затратами на біосинтез мають високоякісні, але дорогі біоматеріали, що потребують більше енергії для створення і підтримки, проте зносяться повільніше.
Приклад: оголені землекопи та миші
Візьмемо для прикладу оголеного землекопа і звичайну мишу однакового розміру. Землекоп має у три рази вищу біосинтетичну вартість, ніж миша. При цьому він живе до 30 років, тоді як миша — всього 2-3 роки. Ці показники демонструють, що земляний землекоп вкладає більше енергії в створення тканин високої якості, які забезпечують йому довше життя.
Вплив помилок у синтезі білків
Старіння можна розглядати як результат накопичення помилок у біоматеріалах організму. Білки, які синтезуються в організмі, часто мають помилки, і ці помилки знижують їхню функціональність, що з часом призводить до старіння клітин і тканин. У видів, які мають високі енергетичні витрати на синтез білків, білки зазвичай синтезуються з меншими помилками, і організм частіше замінює дефектні білки новими.
Ключові висновки дослідження
Мої дослідження показують, що тварини, які інвестують більше енергії в створення якісніших біоматеріалів, загалом живуть довше. Це пояснює, чому серед різних видів існують відмінності у тривалості життя навіть при однаковій масі тіла. Крім того, результати дослідження можуть бути використані для вивчення впливу розвитку організму людини на здоров'я та тривалість життя.
