Decenni di ricerca hanno dimostrato che i limiti all'assunzione di calorie da parte di mosche, vermi e topi possono aumentare la durata della vita in condizioni di laboratorio. Ma non è chiaro se tale restrizione calorica possa fare lo stesso per gli esseri umani. Ora un nuovo studio condotto dai ricercatori di Yale conferma i benefici per la salute delle restrizioni caloriche moderate negli esseri umani e identifica una proteina chiave che potrebbe essere sfruttata per estendere la salute negli esseri umani.
I risultati sono stati pubblicati il 10 febbraio 2022 in Science.
La ricerca si è basata sui risultati dello studio clinico CALERIE (Comprehensive Assessment of Long-term Effects of Reducing Intake of Energy), il primo studio controllato sulla restrizione calorica negli esseri umani sani. Per lo studio, i ricercatori hanno prima stabilito l'apporto calorico di base tra più di 200 partecipanti allo studio. I ricercatori hanno quindi chiesto a una parte di quei partecipanti di ridurre l'apporto calorico del 14% mentre il resto ha continuato a mangiare come al solito e hanno analizzato gli effetti sulla salute a lungo termine della restrizione calorica nei due anni successivi.
L'obiettivo generale della sperimentazione clinica era vedere se la restrizione calorica è benefica per l'uomo come lo è per gli animali da laboratorio, ha affermato Vishwa Deep Dixit, professore di patologia, immunobiologia e medicina comparata di Waldemar Von Zedtwitz e autore senior dello studio . E se lo è, ha detto, i ricercatori volevano capire meglio cosa fa specificamente la restrizione calorica al corpo che porta a un miglioramento della salute.
Poiché ricerche precedenti hanno dimostrato che la restrizione calorica nei topi può aumentare le infezioni, Dixit ha anche voluto determinare in che modo la restrizione calorica potrebbe essere collegata all'infiammazione e alla risposta immunitaria.
"Perché sappiamo che l'infiammazione cronica di basso grado negli esseri umani è uno dei principali fattori scatenanti di molte malattie croniche e, quindi, ha un effetto negativo sulla durata della vita", ha affermato Dixit, che è anche direttore dello Yale Center for Research on Aging. "Qui ci chiediamo:cosa sta facendo la restrizione calorica al sistema immunitario e al sistema metabolico e se è davvero benefica, come possiamo sfruttare i percorsi endogeni che imitano i suoi effetti negli esseri umani?"
Dixit e il suo team hanno iniziato analizzando il timo, una ghiandola che si trova sopra il cuore e produce i linfociti T, un tipo di globuli bianchi e una parte essenziale del sistema immunitario. Il timo invecchia a un ritmo più veloce rispetto ad altri organi. Quando gli adulti sani raggiungono l'età di 40 anni, ha detto Dixit, il 70% del timo è già grasso e non funzionante. E con l'invecchiamento, il timo produce meno cellule T. "Man mano che invecchiamo, iniziamo a sentire l'assenza di nuovi linfociti T perché quelli che ci sono rimasti non sono bravi a combattere i nuovi agenti patogeni", ha affermato Dixit. "Questo è uno dei motivi per cui gli anziani sono maggiormente a rischio di malattia."
Per lo studio, il team di ricerca ha utilizzato la risonanza magnetica (MRI) per determinare se c'erano differenze funzionali tra le ghiandole del timo di coloro che stavano limitando le calorie e quelle che non lo erano. Hanno scoperto che le ghiandole del timo nei partecipanti con apporto calorico limitato avevano meno grasso e un maggiore volume funzionale dopo due anni di restrizione calorica, il che significa che stavano producendo più cellule T di quanto non fossero all'inizio dello studio. Ma i partecipanti che non stavano limitando le loro calorie non hanno avuto variazioni nel volume funzionale.
"Il fatto che questo organo possa essere ringiovanito è, a mio avviso, sbalorditivo perché ci sono pochissime prove che ciò accada negli esseri umani", ha detto Dixit. "Che questo sia anche possibile è molto eccitante."
Con un effetto così drammatico sul timo, Dixit e i suoi colleghi si aspettavano di trovare anche effetti sulle cellule immunitarie che il timo stava producendo, cambiamenti che potrebbero essere alla base dei benefici complessivi della restrizione calorica. Ma quando hanno sequenziato i geni in quelle cellule, hanno scoperto che non c'erano cambiamenti nell'espressione genica dopo due anni di restrizione calorica.
Questa osservazione ha richiesto ai ricercatori di dare un'occhiata più da vicino, che ha rivelato una scoperta sorprendente:"Si scopre che l'azione era davvero nel microambiente dei tessuti, non nei linfociti T del sangue", ha detto Dixit.
Dixit e il suo team avevano studiato il tessuto adiposo, o grasso corporeo, dei partecipanti sottoposti a restrizione calorica in tre momenti:all'inizio dello studio, dopo un anno e dopo due. Il grasso corporeo è molto importante, ha detto Dixit, perché ospita un robusto sistema immunitario. Esistono diversi tipi di cellule immunitarie nel grasso e, quando vengono attivate in modo anomalo, diventano una fonte di infiammazione, ha spiegato.
"Abbiamo riscontrato notevoli cambiamenti nell'espressione genica del tessuto adiposo dopo un anno che sono stati mantenuti durante il secondo anno", ha affermato Dixit. "Questo ha rivelato alcuni geni implicati nell'allungamento della vita negli animali, ma anche obiettivi unici che imitano la restrizione calorica che possono migliorare la risposta metabolica e antinfiammatoria negli esseri umani".
Riconoscendo questo, i ricercatori hanno quindi deciso di vedere se qualcuno dei geni che hanno identificato nella loro analisi potesse guidare alcuni degli effetti benefici della restrizione calorica. Hanno affinato il gene per PLA2G7 - o fattore di attivazione piastrinica del gruppo VII A acetilidrolasi - che era uno dei geni significativamente inibiti a seguito della restrizione calorica. PLA2G7 è una proteina prodotta dalle cellule immunitarie note come macrofagi.
Questo cambiamento nell'espressione del gene PLA2G7 osservato nei partecipanti che stavano limitando il loro apporto calorico ha suggerito che la proteina potrebbe essere collegata agli effetti della restrizione calorica. Per capire meglio se PLA2G7 ha causato alcuni degli effetti osservati con la restrizione calorica, i ricercatori hanno anche monitorato cosa è successo quando la proteina è stata ridotta nei topi in un esperimento di laboratorio.
"Abbiamo scoperto che la riduzione del PLA2G7 nei topi ha prodotto benefici simili a quelli che abbiamo visto con la restrizione calorica negli esseri umani", ha affermato Olga Spadaro, ex ricercatrice presso la Yale School of Medicine e autrice principale dello studio. In particolare, le ghiandole del timo di questi topi sono state funzionali per un tempo più lungo, i topi sono stati protetti dall'aumento di peso indotto dalla dieta e sono stati protetti dall'infiammazione legata all'età.
Questi effetti si sono verificati perché PLA2G7 mira a uno specifico meccanismo di infiammazione chiamato inflammasoma NLRP3, hanno detto i ricercatori. L'abbassamento del PLA2G7 ha protetto i topi anziani dall'infiammazione.
"Questi risultati dimostrano che PLA2G7 è uno dei fattori che determinano gli effetti della restrizione calorica", ha affermato Dixit. "Identificare questi fattori ci aiuta a capire come il sistema metabolico e il sistema immunitario dialogano tra loro, il che può indicarci potenziali bersagli che possono migliorare la funzione immunitaria, ridurre l'infiammazione e potenzialmente anche migliorare la durata della vita sana".
Ad esempio, potrebbe essere possibile manipolare PLA2G7 e ottenere i vantaggi della restrizione calorica senza dover effettivamente limitare le calorie, il che può essere dannoso per alcune persone, ha affermato.
"C'è così tanto dibattito su quale tipo di dieta sia migliore - basso contenuto di carboidrati o grassi, aumento delle proteine, digiuno intermittente, ecc. - e penso che il tempo dirà quali di questi sono importanti", ha affermato Dixit. “Ma CALERIE è uno studio molto ben controllato che mostra una semplice riduzione delle calorie, e nessuna dieta specifica, ha un effetto notevole in termini di biologia e sposta lo stato immuno-metabolico in una direzione protettiva della salute umana. Quindi dal punto di vista della salute pubblica, penso che dia speranza”.
Per ulteriori informazioni su questa ricerca, vedere La restrizione calorica moderata ricollega il metabolismo, l'immunità per una maggiore durata della salute.
Riferimento:"La restrizione calorica ha un nuovo giocatore" di Timothy W. Rhoads e Rozalyn M. Anderson, 10 febbraio 2022, Scienza .
DOI:10.1126/science.abn6576
