Российские ученые оценили, как старение влияет на такие ключевые клеточные процессы, как аутофагия, функционирование митохондрий и окислительный стресс. Ученые также предложили перспективные методы лечения почечной недостаточности. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты опубликованы в журнале Cell Cycle.

Аутофагия — это процесс, при котором клетки разрушают и перерабатывают свои поврежденные компоненты. Так клетка самоочищается от ненужных органелл, а иногда и «самопоедается» целиком. С помощью этого адаптивного механизма на клеточном уровне поддерживается здоровый фенотип. Аутофагия активируется при определенных видах острой почечной недостаточности, которая вызвана, например, приемом антибиотиков или противораковых препаратов, а также при сепсисе и ишемии почки.

Ученым уже известно, что именно активация аутофагии снижает выраженность почечных повреждений. Однако чем организм старше, тем ниже эффективность аутофагии, и, хотя количество лизосом (органелл, переваривающих поврежденные клеточные компоненты) в старых клетках даже возрастает, они не справляются со своей функцией. В таких клетках накапливаются окисленные белки и поврежденные органеллы, в том числе митохондрии, которые, как правило, участвуют в процессах дыхания и производят энергию.

В новой статье российские ученые рассмотрели почечные патологии, которые сопровождают старение организма, — прежде всего, это острая почечная недостаточность, которая встречается у людей старше 60 лет в несколько раз чаще. «Мы показали, что старение ассоциируется с накоплением поврежденных биологических структур в почке (белков, липидов, нуклеиновых кислот, органелл). Замена «молодого» (здорового) фенотипа на «старый» происходит в тот момент, когда достигается некое пороговое значение таких изменений»,— рассказал один из авторов работы, сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова Егор Плотников.

С изменениями, которое вызывает старение, борются при помощи специализированной диеты. Она активирует процессы аутофагии и уменьшает возрастные патологические изменения в почке. Наиболее эффективна диета, которая ограничивает питание человека в течение всей жизни, однако эксперименты показали, что устойчивость почки к развитию острой почечной недостаточности повышается и после кратковременной диеты. Кроме системного физиологического подхода к лечению иногда применяют фармакологические препараты, которые имитируют ограничение калорийности, однако эффективность таких препаратов для лечения старой почки пока не доказана.

Другой подход к защите почки — это митохондриально-адресованная терапия. Поскольку при острой почечной недостаточности даже в клетках молодых организмов митохондрии сильно повреждаются, а старение само по себе приводит к нарушению митохондриальных функций, то идея воздействия на митохондрии для предотвращения повреждения почек старых организмов выглядит очень привлекательной.

Накопление продуктов деградации липидов, клеточных мембран и органелл в стареющих клетках почки в результате неэффективной аутофагии (микрофотография). Егор Плотников

«К сожалению, сейчас доминируют исследования, в которых различные терапевтические подходы по защите почки опробуются на молодых животных. Гораздо меньше существует работ, изучающих изменения в почках старых животных. Более того, работы, посвященные целенаправленной защите почки в стареющем организме, практически отсутствуют. Мы предлагаем восполнить этот пробел не только за счет экспериментов на старых животных, но и за счет анализа данных клинических исследований»,— прокомментировал ученый.

В настоящее время эффективность препаратов в клиническом исследовании зачастую усредняется между различными возрастными группами. Более персонализированный подход позволил бы выявить ключевые отличия физиологии почки у пожилых пациентов и создать препараты, воздействующие именно на те сигнальные пути, которые будут эффективны в этой группе больных.