Как инсулинът влияе на продължителността на живота ви?

Въпросът за дълголетието, или за удължаването на човешкия живот, е труден за отговор. Съществуват множество фактори, които влияят на стареенето чрез различни молекулярни пътища и метаболизми. Една от молекулите, които със сигурност влияят на стареенето, е инсулинът, а инсулиновият сигнален път дава много насоки за това как метаболизмът е свързан с по-дългия живот.

В тази статия ще разгледаме ролята на инсулина в стареенето и ще обсъдим наличните научни изследвания. Ако се интересувате от други пътища на дълголетието, прочетете статиите ни:

• Ролята на автофагията за здравето и дълголетие
• Дали пътищата AMPK и mTOR са молекулярният ключ към дълголетието?

Какво е инсулин?

Инсулинът е хормон, произвеждан в панкреаса в отговор на повишаване на нивата на кръвната захар (глюкоза). Това се случва основно след хранене. Отделеният инсулин циркулира в кръвта и се свързва с клетките ни, като им казва да поемат глюкоза. Щом поемат глюкозата, нивата на захар в кръвта намаляват.

Инсулинът вероятно е една от най-известните молекули, тъй като нарушеното производство на инсулин води до развитие на диабет тип 2. Човек, който по рождение не произвежда инсулин, страда от диабет тип 1. И в двата случая диабетиците трябва да приемат инсулин, за да дадат на клетките си сигнал да поемат кръвната глюкоза, тъй като високите нива на кръвната захар могат да бъдат смъртоносни.

Когато инсулинът се свърже с повърхността на клетките, тази реакция е само спусък за поредица от сложни биохимични събития, които водят до поемане на захар от клетките. Целият този процес се нарича инсулин/IGF-1 път.

Инсулин/IGF-1 пътят

След като инсулинът се свърже успешно със съответните рецептори на клетките, се задейства цяла каскада от събития. Тя включва (1, 2):

• Свързването на инсулина с неговия рецептор активира рецептора.
• Активираният инсулинов рецептор активира субстратите на инсулиновия рецептор, които на свой ред активират протеина фосфоинозитид 3-киназа (PI3K).
• PI3K задейства производството на фосфатидилинозитол (3,4,5)-трисфосфат (PIP3), който от своя страна активира протеинкиназа B (PKB/Akt), а тя сигнализира на преносителите на глюкоза да отидат до клетъчната мембрана и да поемат глюкоза.
• Активирането на Akt влияе и на много други реакции, свързани с метаболизма и клетъчния растеж.

Другата част от този път включва инсулиноподобния растежен фактор 1 (IGF-1), който е растежен хормон, произвеждан от черния дроб. IGF-1 се движи с кръвта подобно на инсулина и се свързва с клетките, отново подобно на инсулина. Дори клетъчните рецептори за IGF-1 са много сходни с инсулиновите рецептори.

Това има някои последствия, например и инсулинът, и IGF-1 активират пътя PI3K/Akt. Инсулинът обаче участва основно в регулирането на глюкозния метаболизъм, а IGF-1 стимулира клетъчната пролиферация и диференциация и играе решаваща роля в мускулния растеж и възстановяване.

Инсулин/IGF-1 пътят и дълголетието

Инсулиновият сигнален път играе съществена роля и в регулирането на стареенето и дълголетието. Изследвания върху различни организми, като мухи, мишки и хора, показват, че намалената инсулинова сигнализация удължава живота.

Механизми, свързващи инсулиновата сигнализация с дълголетието

Съществуват различни начини и механизми, чрез които инсулинът и IGF-1 влияят на стареенето и могат да бъдат повлиявани, за да се удължи животът. Те са:

• Намаляване на стреса: понижаването на инсулина/IGF-1 води до по-добра устойчивост на стрес, която се медиира от определени протеини, наречени FOXO при хората.
• По-малко инсулин води до повече възстановяване: когато инсулинът/IGF-1 е по-малко, метаболизмът се пренасочва от производство на енергия и растеж към поддръжка и възстановяване, което включва засилена автофагия. Този процес се усилва от продължително гладуване.
• Намалено възпаление: по-ниските количества инсулин/IGF-1 са свързани с по-слабо възпаление, а знаем, че голямото възпаление води до много проблеми и по-бързо стареене. По-слабото възпаление може също да предотврати развитието на много свързани с възрастта заболявания.

Научни изследвания за инсулина и дълголетието

Съществува немалко изследвания, които по един или друг начин свързват инсулина/IGF-1 с дълголетието. Има обаче известен консенсус по въпроса, а именно че по-малко инсулин/IGF-1 води до по-дълъг живот. За съжаление, няма много научни изследвания при хора, но дори ранните данни потвърждават това, което знаем от проучванията при животни.

Някои от най-впечатляващите изследвания за инсулина и дълголетието идват от лабораторни червеи. Когато учените мутират инсулиновия път и намалят неговата активност, продължителността на живота на червеите се увеличава значително и тези червеи живеят два пъти по-дълго от „нормалните“ (3). Подобни резултати са наблюдавани при плодови мушици и мишки (4, 5).

Що се отнася до проучванията при хора, имаме няколко важни наблюдения:

• Някои проучвания показват, че хората с по-малък ръст в различни региони на света средно живеят по-дълго. Това обаче може да не се дължи на по-нисък метаболитен темп, тъй като едно китайско проучване установява корелацията само при мъжете, но не и при жените (6, 7).
• Генотипни проучвания, които изследват гените ни, са анализирали генетичните профили на много дълголетници. Те установяват, че генетичните компоненти на инсулин/IGF-1 пътя, като споменатия по-рано протеин FOXO, са решаващи определящи фактори за човешкото дълголетие. Не само FOXO, но и други протеини от инсулин/IGF-1 сигналния път са важни за по-дългия живот, като Akt и PIK3 (8, 9, 10).

Заключение

В заключение, инсулин/IGF-1 сигналният път играе решаваща роля в регулирането на метаболизма, растежа и стареенето. Изследванията ни показват, че намалената сигнализация през този път е свързана с по-дълъг живот при много организми.

По-слабата активация на тези пътища означава по-малко стрес и възпаление. Можем ли да модулираме този път в своя полза и за дълголетие? Да, можем - чрез ограничаване на калорийния прием и чрез гладуване, което индуцира автофагия. Не преяждайте и не прекалявайте с калорични напитки, защото така или иначе това може да доведе до сърдечносъдови и метаболитни нарушения като диабет и затлъстяване. Всичко трябва да се прави с мярка и след консултация със здравен специалист.

Прочетете повече за калорийното ограничаване и автофагията тук:

• Могат ли миметиците на калорийното ограничаване да се борят със стареенето и затлъстяването едновременно?
• Ролята на автофагията за здравето и дълголетието.

Използвана литература:

1. De Meyts P. The Insulin Receptor and Its Signal Transduction Network. [Updated 2016 Apr 27]. In: Feingold KR, Anawalt B, Blackman MR, et al., editors. Endotext [Internet]. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc.; 2000-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK378978/
2. Hakuno F, Takahashi SI. IGF1 receptor signaling pathways. J Mol Endocrinol. 2018 Jul;61(1):T69-T86. doi: 10.1530/JME-17-0311.
3. Li WJ, Wang CW, Tao L, Yan YH, Zhang MJ, Liu ZX, Li YX, Zhao HQ, Li XM, He XD, Xue Y, Dong MQ. Insulin signaling regulates longevity through protein phosphorylation in Caenorhabditis elegans. Nat Commun. 2021 Jul 27;12(1):4568. doi: 10.1038/s41467-021-24816-z.
4. Partridge L, Alic N, Bjedov I, Piper MD. Ageing in Drosophila: the role of the insulin/Igf and TOR signalling network. Exp Gerontol. 2011 May;46(5):376-81. doi: 10.1016/j.exger.2010.09.003.
5. Shimizu T, Baba T, Ogawara M, Shirasawa T. Lifespan and glucose metabolism in insulin receptor mutant mice. J Aging Res. 2011;2011:315640. doi: 10.4061/2011/315640.
6. Han F, Hu F, Wang T, Zhou W, Zhu L, Huang X, Bao H, Cheng X. Association Between Basal Metabolic Rate and All-Cause Mortality in a Prospective Cohort of Southern Chinese Adults. Front Physiol. 2022 Jan 4;12:790347. doi: 10.3389/fphys.2021.790347.
7. Samaras TT. Should we be concerned over increasing body height and weight? Exp Gerontol. 2009 Jan-Feb;44(1-2):83-92. doi: 10.1016/j.exger.2008.02.002.
8. Willcox BJ, Donlon TA, He Q, Chen R, Grove JS, Yano K, Masaki KH, Willcox DC, Rodriguez B, Curb JD. FOXO3A genotype is strongly associated with human longevity. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Sep 16;105(37):13987-92. doi: 10.1073/pnas.0801030105.
9. Zhao Y, Liu YS. Longevity Factor FOXO3: A Key Regulator in Aging-Related Vascular Diseases. Front Cardiovasc Med. 2021 Dec 23;8:778674. doi: 10.3389/fcvm.2021.778674.
10. Pawlikowska L, Hu D, Huntsman S, Sung A, Chu C, Chen J, Joyner AH, Schork NJ, Hsueh WC, Reiner AP, Psaty BM, Atzmon G, Barzilai N, Cummings SR, Browner WS, Kwok PY, Ziv E; Study of Osteoporotic Fractures. Association of common genetic variation in the insulin/IGF1 signaling pathway with human longevity. Aging Cell. 2009 Aug;8(4):460-72. doi: 10.1111/j.1474-9726.2009.00493.x.