Новости

Долгое время цитокинины — аденин-производные гормоны — считались исключительно «растительным» инструментом, отвечающим за рост, развитие и стрессоустойчивость флоры. Однако исследование, опубликованное в журнале Gut Microbes, переворачивает это представление. Учёные доказали, что эти молекулы не просто попадают в организм млекопитающих с пищей, но и формируют в нём собственный, динамически изменяющийся пул, который напрямую зависит от рациона и состава кишечной микробиоты. Это открытие открывает новую главу в понимании метаболического здоровья, старения и устойчивости к стрессу.

От растений к млекопитающим: новая физиологическая роль

Исходно цитокинины рассматривались как специфические регуляторы растительного мира. Но работа демонстрирует их потенциальную терапевтическую значимость для животных и человека. В экспериментальных моделях эти молекулы показали способность:

• Снижать оксидативный (окислительный) стресс;
• Ослаблять воспалительные процессы и вирусную репликацию;
• Оказывать нейропротекторное действие при нейродегенеративных заболеваниях;
• Стимулировать рост мышечной ткани;
• Противодействовать процессам старения и поддерживать здоровое долголетие.

Понимание того, какие факторы определяют уровень этих веществ в организме, становится ключевым для разработки новых стратегий профилактики и терапии.

Системное распределение и профиль цитокининов

Системный профилирующий анализ сыворотки крови пяти видов животных, включая человека, выявил стабильное присутствие нескольких производных цитокининов. Важно отметить, что их концентрация в крови млекопитающих на порядки ниже, чем в растительных тканях.

Профиль цитокининов у млекопитающих также отличается от растительного. В сыворотке доминирует форма хранения zeatin-O-glucoside, за которой следуют активные формы, такие как trans-zeatin и kinetin. Это свидетельствует о существовании специфических механизмов регуляции в организме животных. Более того, у мышей эти гормоны были обнаружены не только в кишечнике, но и в сосудистых тканях почек, сердца и печени, что говорит об их системном распределении и потенциальном влиянии на работу целого ряда органов.

Диета как главный источник цитокининов

Ключевым выводом для практической медицины стала зависимость цитокининового пула от питания. Эксперименты на мышах показали, что кратковременное голодание приводит к значительному снижению концентраций этих молекул во всех биологических матрицах: сыворотке крови, толстой кишке, кале и моче.

В то же время стандартный рацион лабораторных животных содержит разнообразные типы цитокининов. Это означает, что диета является основным вкладчиком в их эндогенный пул. Следовательно, осознанный выбор пищи, богатой определёнными растительными компонентами (например, бобовыми, зерновыми), может стать инструментом для модулирования уровня этих молекул в организме. Поскольку цитокинины уже доказали свою способность смягчать оксидативный стресс и улучшать показатели старения, диетические интервенции приобретают новый терапевтический потенциал.

Микробиом — второй столп регуляции

Не менее значимым фактором является кишечный микробиом. Метагеномный анализ показал, что гены, ответственные за синтез, активацию, инактивацию и передачу сигнала цитокининов, широко представлены в микробиоте кишечника млекопитающих (особенно у человека, мыши и свиньи).

Решающее доказательство было получено в опытах на стерильных мышах (germ-free). У животных без микробиоты уровни цитокининов во всех исследуемых образцах были значительно ниже по сравнению с обычными мышами. Это прямо указывает на то, что кишечные бактерии активно участвуют в формировании циркулирующего пула этих соединений.

Таким образом, модификация микробиоты — через диету, приём пробиотиков или трансплантацию фекальной микробиоты (ТФМ) — может стать мощным инструментом воздействия на цитокининовые сигнальные пути. В перспективе это открывает возможности для коррекции воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) и связанных с ними метаболических нарушений.

Эндогенный синтез: третий источник

Исследование также показало, что даже при полном голодании и отсутствии микробиоты у мышей сохраняется остаточный уровень цитокининов. Это говорит о наличии внутреннего источника их синтеза.

Подтверждением служит филогенетический анализ фермента TRIT1 (tRNA-isopentenyltransferase 1), который отвечает за производство одной из форм цитокининов. Анализ показал широкое распространение этого фермента как у животных, так и у микробов. Это означает, что помимо внешних источников (диета и микробы), организм млекопитающих обладает собственным генетическим аппаратом для синтеза определённых форм этих молекул.

Это открытие усиливает гипотезу о том, что цитокинины играют собственную, ещё не до конца раскрытую физиологую роль в организме млекопитающих, не сводящуюся лишь к пассивному усвоению из пищи.

Взгляд в будущее

Авторы работы планируют продолжить исследования, чтобы более точно оценить вклад цитокининов в здоровье. В будущих экспериментах будут использованы:

1. Генетические модели: мыши с нарушением работы гена TRIT1.
2. Диетические интервенции: рационы с искусственным обогащением или полным исключением цитокининов.
3. Фенотипирование: оценка маркёров старения, оксидативного стресса и здоровой продолжительности жизни.

Эти исследования помогут понять истинный масштаб влияния цитокининов на метаболическое здоровье, резистентность к заболеваниям и сложные механизмы межвидовой коммуникации «растение – микроб – хозяин», что может привести к революции в подходах к профилактике и лечению широкого спектра заболеваний.