Epidemiologické pozorovania poskytli zaujímavé náznaky týkajúce sa zvláštneho javu – ľudia, ktorí žijú vo vysokých nadmorských výškach, majú tendenciu žiť dlhšie a menej často trpieť určitými chorobami. Môže to mať súvis s objemom kyslíka, ktorý prijímajú? Na túto otázku sa pozreli výskumníci z Harvard Medical School, ktorý vykonali experiment na skupine myší.
„Podľa epidemiologických štúdií sa zdá, že populácie žijúce vo vyšších nadmorských výškach majú tendenciu žiť dlhšie a zdravšie, keď starnú. Chceli sme overiť, či obmedzenie kyslíka v kontrolovanom prostredí vyvolá podobný efekt v našom myšom modeli starnutia,“ povedal autor štúdie Vamsi Mootha, profesor systémovej biológie v Blavatnikovom inštitúte na Harvard Medical School.
Už vieme, že život buniek dokážeme predĺžiť
Vedci už v minulosti prišli na to, že sa dajú biologický „oklamať“ bunky, aby vydržali žiť dlhšie. No netestovali to na živých organizmoch. Niektoré štúdie naznačujú, že obmedzenie koncentrácie kyslíka v okolitom vzduchu na úroveň výrazne nižšiu než na úrovni mora, približne 21 percent – môže predĺžiť životnosť v rôznych modeloch vrátane ovocných múch, červov, kvasiniek a myších buniek v laboratórnych miskách. Doposiaľ však ostalo neobjavené, či obmedzenie kyslíka ovplyvňuje starnutie u cicavcov.
Pre tých, ktorí nevedia, tak myši a ľudia majú podobné genetické zloženie a mnoho biologických mechanizmov a funkcií je medzi nimi rovnakých. To znamená, že výsledky experimentov na myšiach by mohli poskytnúť informácie o tom, ako by podobné procesy mohli prebiehať u ľudí.
Pre overenie tejto hypotézy Mootha, Rogers a ich kolegovia pracovali so skupinou myší, ktoré predčasne starnú. Tieto zvieratá podľahli chorobám súvisiacim so starnutím vo veku približne 3 až 4 mesiace oproti normálnym myšiam, ktoré žijú približne dva roky.
Odvekým cieľom ľudí bolo prekonať – alebo aspoň oddialiť – smrť tým, že predĺžia svoju prirodzenú životnosť, povedal prvý autor štúdie Robert Rogers, postdoktorand v laboratóriu Mootha.
Zistenia vedcov naznačujú, že množstvo kyslíka, ktoré prijímame, má potenciál ovplyvniť to, ako dlho žijeme. Samozrejme, ak vylúčime jeho akútny nedostatok, ktorý by bol pre nás fatálny. Výskumníci umiestnili myši do prostredia s nízkym obsahom kyslíka, ktoré bolo podobné základnému táboru na Mount Evereste. Následne sledovali, ako sa to odzrkadlí na ich dĺžke života. Výsledkom bolo, že myši sa dožili o 50 percent dlhšie ako sa predpokladalo.
Ako prebiehal experiment?
Keď boli myši odbavené vo veku približne štyroch týždňov po narodení, vedci ich presunuli do hypoxickej komory s obsahom kyslíka len 11 percent, čo je ekvivalent obsahu kyslíka v základnom tábore hory Mount Everestu.
Stredná dĺžka života týchto myší žijúcich pri normálnom 21-percentnom obsahu kyslíka sa pohybovala okolo 16 týždňov. Myši umiestnené v hypoxickej komore však žili približne 24 týždňov v priemere, čo je o približne 50 percent dlhšie, než sa očakávalo. Maximálna dĺžka života týchto zvierat sa tiež zvýšila pri nízkych koncentráciách kyslíka – o približne 30 percent.
Ďalším zistením rovnako bolo, že dĺžka života nebola jediným efektom, ktorý sa zmenil u zvierat žijúcich v obmedzenom kyslíkovom prostredí, vysvetlil Rogers. Myši žijúce v prostredí s nízkym obsahom kyslíka tiež dlhšie zachovali neurologickú funkciu, čo sa prejavilo ich výkonom pri štandardnom teste koordinácie a sily.
Vedci sa snažili pochopiť mechanizmus týchto účinkov a preto skúmali príjem potravy, aby zistili, či zvieratá konzumujú menej potravy, pretože obmedzenie kalórií sa ukázalo ako účinný spôsob predĺženia životnosti u viacerých modelov zvierat.
Prekvapivo však myši žijúce v hypoxickej komore konzumovali trochu viac potravy ako tie žijúce pri normálnych koncentráciách kyslíka. Hľadanie nezvyčajnej aktivity génov, poškodenia DNA alebo zmien v signálnych dráhach u myší obmedzených kyslíkom odhalilo zaujímavé náznaky, ale žiadne definitívne odpovede, uviedol Rogers.
Budúce štúdie by podľa neho mali skúmať, či obmedzenie kyslíka môže podobne predĺžiť životnosť u divokých myších druhov, mali by sa snažiť definovať mechanizmy, ktoré môžu byť zodpovedné za predĺženie životnosti pri obmedzenom kyslíku, a zistiť, či tieto mechanizmy ovplyvňujú všetky orgány.
