В процессе жизнедеятельности клеток вырабатываются свободные радикалы, разрушающие клеточные структуры. Наиболее подвержены действию этих токсичных побочных продуктов митохондрии — «энергетические подстанции» клеток, но страдают от них и другие органеллы.

Если поврежденные митохондрии не удаляются из клетки, они начинают высвобождать белки, запускающие процесс ее самоуничтожения. Такой процесс называется аутофагией. Молодые клетки способны быстро перерабатывать поврежденные структуры и использовать их для построения новых органелл или пополнения энергетических запасов.

Но по мере старения клетки понемногу теряют эту способность, что приводит к накоплению поврежденных органелл и старению организма в целом. В экспериментах на крысах ученые, работающие под руководством Кристиана Льювенбурга (Christiaan Leeuwenburgh), продемонстрировали, что ограничение поступления питательных веществ в клетки (попросту говоря, голодание) продлевает их жизнь путем активации аутофагии.

Авторы проанализировали состояние клеток 22 молодых и старых крыс, половина которых содержалась на низкокалорийной диете, а вторая половина получала неограниченное количество пищи. Их результаты показали, что низкокалорийная диета на 120% повышает способность клеток сердца старых животных к самоочищению, притом практически не влияет на состояние клеток молодых крыс.

Активация аутофагии особенно важна для клеток сердца, содержащих огромное количество митохондрий. Оперативная переработка поврежденных органелл является залогом поддержания работоспособности сердечной мышцы стареющего организма.

Чтобы оценить влияние голода на способность клеток избавляться от токсичных отходов, ученые измеряли изменение содержания в организме крыс определенных белков, в зависимости от возраста и характера питания. Оказалось, что для клеток старых крыс, питающихся низкокалорийным кормом, характерен наиболее высокий уровень белков, необходимых для запуска процесса аутофагии.