Dziesięciolecia badań wykazały, że ograniczenia spożycia kalorii przez muchy, robaki i myszy mogą wydłużyć życie w warunkach laboratoryjnych. Ale czy takie ograniczenie kalorii może zrobić to samo dla ludzi, pozostaje niejasne. Teraz nowe badanie prowadzone przez naukowców z Yale potwierdza korzyści zdrowotne wynikające z umiarkowanych ograniczeń kalorii u ludzi – i identyfikuje kluczowe białko, które można wykorzystać w celu wydłużenia zdrowia u ludzi.
Wyniki opublikowano 10 lutego 2022 r. w czasopiśmieScience .
Badania oparto na wynikach badania klinicznego Kompleksowej Oceny Długoterminowych Skutków Zmniejszenia Spożycia Energii (CALERIE), pierwszego kontrolowanego badania ograniczenia kalorii u zdrowych ludzi. Na potrzeby badania naukowcy najpierw ustalili podstawowe spożycie kalorii wśród ponad 200 uczestników badania. Następnie naukowcy poprosili część tych uczestników o zmniejszenie spożycia kalorii o 14%, podczas gdy pozostali nadal jedli jak zwykle, i przeanalizowali długoterminowe skutki zdrowotne ograniczenia kalorii w ciągu następnych dwóch lat.
Ogólnym celem badania klinicznego było sprawdzenie, czy ograniczenie kalorii jest tak samo korzystne dla ludzi, jak dla zwierząt laboratoryjnych, powiedział Vishwa Deep Dixit, profesor patologii, immunobiologii i medycyny porównawczej Waldemar Von Zedtwitz i starszy autor badania. . A jeśli tak jest, powiedział, naukowcy chcieli lepiej zrozumieć, jak ograniczenie kalorii wpływa na organizm, co prowadzi do poprawy zdrowia.
Ponieważ poprzednie badania wykazały, że ograniczenie kalorii u myszy może nasilać infekcje, Dixit chciał również ustalić, w jaki sposób ograniczenie kalorii może być powiązane ze stanem zapalnym i odpowiedzią immunologiczną.
„Ponieważ wiemy, że przewlekłe stany zapalne niskiego stopnia u ludzi są głównym wyzwalaczem wielu chorób przewlekłych, a zatem mają negatywny wpływ na długość życia” – powiedział Dixit, który jest również dyrektorem Yale Center for Research on Aging. „Pytamy:co ogranicza ilość kalorii wpływa na układ odpornościowy i metaboliczny, a jeśli rzeczywiście jest to korzystne, w jaki sposób możemy wykorzystać endogenne ścieżki, które naśladują jego działanie u ludzi?”
Dixit i jego zespół zaczęli od analizy grasicy, gruczołu znajdującego się nad sercem i produkującego limfocyty T, rodzaj białych krwinek i istotną część układu odpornościowego. Grasica starzeje się szybciej niż inne narządy. Zanim zdrowi dorośli osiągną wiek 40 lat, powiedział Dixit, 70% grasicy jest już tłusta i niefunkcjonalna. A wraz z wiekiem grasica wytwarza mniej limfocytów T. „Z wiekiem zaczynamy odczuwać brak nowych limfocytów T, ponieważ te, które nam pozostały, nie są świetne w zwalczaniu nowych patogenów” – powiedział Dixit. „To jeden z powodów, dla których starsi ludzie są bardziej narażeni na choroby”.
W badaniu zespół badawczy wykorzystał obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI), aby określić, czy istnieją funkcjonalne różnice między grasicą osób, które ograniczały kalorie, a tymi, które tego nie robiły. Odkryli, że gruczoły grasicy u uczestników z ograniczonym spożyciem kalorii miały mniej tłuszczu i większą objętość funkcjonalną po dwóch latach ograniczenia kalorii, co oznacza, że produkowały więcej limfocytów T niż na początku badania. Ale uczestnicy, którzy nie ograniczali kalorii, nie zmienili objętości funkcjonalnej.
„Fakt, że ten narząd można odmłodzić, jest moim zdaniem oszałamiający, ponieważ istnieje bardzo niewiele dowodów na to, że dzieje się to u ludzi” – powiedział Dixit. „To, że jest to w ogóle możliwe, jest bardzo ekscytujące”.
Mając tak dramatyczny wpływ na grasicę, Dixit i jego koledzy spodziewali się również znaleźć wpływ na komórki odpornościowe wytwarzane przez grasicę, zmiany, które mogą leżeć u podstaw ogólnych korzyści z ograniczenia kalorii. Ale kiedy zsekwencjonowali geny w tych komórkach, odkryli, że nie ma zmian w ekspresji genów po dwóch latach ograniczania kalorii.
Ta obserwacja wymagała od naukowców bliższego przyjrzenia się, co doprowadziło do zaskakującego odkrycia:„Okazuje się, że działanie dotyczyło tak naprawdę mikrośrodowiska tkankowego, a nie limfocytów T krwi” – powiedział Dixit.
Dixit i jego zespół badali tkankę tłuszczową lub tkankę tłuszczową uczestników poddanych ograniczeniu kalorii w trzech punktach czasowych:na początku badania, po roku i po dwóch. Tłuszcz w ciele jest bardzo ważny, powiedział Dixit, ponieważ jest gospodarzem silnego układu odpornościowego. Wyjaśnił, że w tłuszczu istnieje kilka rodzajów komórek odpornościowych, a gdy są nieprawidłowo aktywowane, stają się źródłem stanu zapalnego.
„Znaleźliśmy niezwykłe zmiany w ekspresji genów tkanki tłuszczowej po roku, które utrzymywały się przez rok drugi” – powiedział Dixit. „Ujawniło to niektóre geny, które były zaangażowane w przedłużanie życia zwierząt, ale także unikalne cele naśladujące ograniczenie kalorii, które mogą poprawić odpowiedź metaboliczną i przeciwzapalną u ludzi”.
Zdając sobie z tego sprawę, naukowcy postanowili następnie sprawdzić, czy któryś z genów, które zidentyfikowali w ich analizie, może być przyczyną niektórych korzystnych skutków ograniczenia kalorii. Skupili się na genie PLA2G7 — lub acetylohydrolazie czynnika aktywującego płytki krwi grupy VII A — który był jednym z genów znacząco hamowanych po ograniczeniu kalorii. PLA2G7 to białko wytwarzane przez komórki odpornościowe znane jako makrofagi.
Ta zmiana w ekspresji genu PLA2G7 obserwowana u uczestników, którzy ograniczali spożycie kalorii, sugerowała, że białko może być powiązane ze skutkami ograniczenia kalorii. Aby lepiej zrozumieć, czy PLA2G7 spowodował Niektóre z efektów zaobserwowanych przy ograniczeniu kalorii naukowcy śledzili również, co się stało, gdy białko zostało zredukowane u myszy w eksperymencie laboratoryjnym.
„Odkryliśmy, że zmniejszenie PLA2G7 u myszy przyniosło korzyści podobne do tych, które widzieliśmy w przypadku ograniczenia kalorii u ludzi”, powiedziała Olga Spadaro, były naukowiec z Yale School of Medicine i główny autor badania. W szczególności gruczoły grasicy tych myszy działały przez dłuższy czas, myszy były chronione przed przyrostem masy ciała wywołanym dietą i były chronione przed zapaleniem związanym z wiekiem.
Efekty te wystąpiły, ponieważ PLA2G7 celuje w specyficzny mechanizm zapalenia zwany inflammasomem NLRP3, stwierdzili naukowcy. Obniżenie PLA2G7 chroniło starsze myszy przed zapaleniem.
„Te odkrycia pokazują, że PLA2G7 jest jednym z czynników napędzających skutki ograniczenia kalorii” – powiedział Dixit. „Zidentyfikowanie tych sterowników pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób układ metaboliczny i układ odpornościowy rozmawiają ze sobą, co może wskazać nam potencjalne cele, które mogą poprawić funkcjonowanie układu odpornościowego, zmniejszyć stan zapalny, a potencjalnie nawet wydłużyć zdrowe życie”.
Na przykład możliwe byłoby manipulowanie PLA2G7 i czerpanie korzyści z ograniczenia kalorii bez konieczności faktycznego ograniczania kalorii, co może być szkodliwe dla niektórych osób, powiedział.
„Toczy się tak wiele debat na temat tego, jaki rodzaj diety jest lepszy – niskowęglowodanowa lub tłuszczowa, zwiększona ilość białka, przerywany post itp. – i myślę, że czas pokaże, które z nich są ważne” – powiedział Dixit. „Ale CALERIE to bardzo dobrze kontrolowane badanie, które pokazuje prostą redukcję kalorii i brak określonej diety, ma niezwykły wpływ pod względem biologii i przesuwa stan immunometaboliczny w kierunku, który chroni ludzkie zdrowie. Więc z punktu widzenia zdrowia publicznego, myślę, że daje to nadzieję”.
Więcej informacji na temat tych badań można znaleźć w artykule Umiarkowane ograniczenie kalorii przywraca metabolizm, odporność na dłuższe zdrowie.
Odniesienie:„Ograniczenie kalorii ma nowego gracza” Timothy W. Rhoads i Rozalyn M. Anderson, 10 lutego 2022 r., Science .
DOI:10.1126/science.abn6576
