Dieta anti-îmbătrânire
De ce restricția de calorii crește durata de viață a organismelor model? Și ce înseamnă pentru populațiile sălbatice și longevitatea umană? Explică Jana Stastna
Biologul 64 (6) p18-21
Multe remedii și substanțe magice au pretins că previn îmbătrânirea și oferă nemurire, dar abia în secolele 19 și 20 s-a obținut o creștere constantă a speranței de viață - rezultatul îmbunătățirilor în sănătatea publică, medicină și nutriție, mai degrabă decât în orice alt scop medical panaceu.
Cu toate acestea, o viață mai lungă poate duce la o perioadă extinsă de sănătate. În ciuda marilor îmbunătățiri în cercetarea medicală și asistența medicală, populația în vârstă rămâne profund vulnerabilă atât la bolile infecțioase, cât și la cele neinfecțioase. Prin urmare, este important să căutăm răspunsuri la întrebări foarte serioase cu privire la sănătatea pe termen lung a populației noastre în vârstă și la modul în care am putea reduce handicapul sever din cauza bolilor și condițiilor de sănătate obișnuite.
Din punct de vedere istoric, o întrebare importantă a fost determinarea gradului în care studiile privind îmbătrânirea la organismele neumane sunt informative despre mecanismele îmbătrânirii umane. Deși nu este posibil să răspundem cu siguranță la această întrebare, o multitudine de lucrări susțin ideea că principiile de bază ale îmbătrânirii sunt în general conservate între specii. Adică, mecanismele identificate în organismele model utilizate în mod obișnuit funcționează și la alte specii, inclusiv la oameni. Un astfel de mecanism este manipularea comportamentală prin restricție dietetică (DR).
Există diferite metode pentru restricționarea experimentală a aportului de calorii (vezi metodele DR, mai jos), inclusiv restricționarea aportului global de calorii de la o vârstă fragedă (între 20% și 40% din aportul normal de calorii) sau prin introducerea zilelor de repaus regulat între zilele de hrănire normală.
DR este, până în prezent, singura intervenție naturală cunoscută pentru a prelungi în mod fiabil durata de viață în organismele model. De asemenea, s-a demonstrat că DR previne bolile legate de vârstă, cum ar fi bolile cardiovasculare, diabetul și demența. De exemplu, DR a început la maimuțele tinere rhesus îmbunătățește foarte mult sănătatea metabolică și reduce riscul de a dezvolta boli cardiovasculare, obezitate și cancer. Prin urmare, DR pare să acționeze în general pentru a menține organismele libere de boli legate de vârstă pentru perioade prelungite de timp .
Durata de viață a unui animal este reglementată de diverși factori genetici și de mediu, cu multe dintre mecanismele cruciale conservate evolutiv între specii. Mutațiile care amână senescența au fost descoperite pentru prima dată la viermi și au condus la descoperirea rolului crucial al căii de semnalizare a insulinei/factorului de creștere asemănător insulinei (ILS) în reglarea duratei de viață într-o mare varietate de organisme diferite.
Investigația acestei căi în viermele rotund Caenorhabditis elegans a permis caracterizarea extensivă a elementelor din aval de semnalizare metabolică și a mutațiilor din calea ILS care întârzie procesul de îmbătrânire. Datorită similitudinii lor genetice, C. elegans este unul dintre cele mai rapide, mai ieftine și mai eficiente organisme model pentru a afla despre astfel de căi. De exemplu, experimentele cu viermi au sugerat că efectul protector al DR poate fi atribuit reducerii daunelor oxidative de către speciile reactive de oxigen (ROS) și protecției structurilor mitocondriale. ROS, care sunt generate în timpul metabolismului celular normal, pot provoca leziuni ale componentelor moleculare, rezultând în scăderea producției de ATP, deteriorarea structurală a proteinelor și, în cele din urmă, senescența celulară.
O altă aplicație a utilizării viermilor cu restricții dietetice este de a investiga pierderea de masă și funcție musculară asociată cu vârsta. Datorită similitudinii dintre oameni și viermi, putem studia degenerarea musculară la viermi și putem aplica cunoștințele dobândite în condițiile de pierdere a mușchilor legate de vârstă în noi înșine, cum ar fi sarcopenia.
De exemplu, la Universitatea Canterbury Christ Church, am investigat efectul diferitelor regimuri de DR asupra populațiilor de viermi transgenici care conțin unc-54 marcat fluorescent (gena lanțului greu al miozinei), care oferă în mod eficient o citire in vivo a sănătății musculare ca vârstele animalelor.
Rezultatele noastre preliminare arată că restricția dietetică ușoară (cu aproximativ 20% mai puțină mâncare în comparație cu controlul) a menținut integritatea musculară la viermi mai mult timp comparativ cu cea a DR severă (cu aproximativ 50% mai puțină mâncare comparativ cu controlul). Acest lucru sugerează că DR ușoară poate fi un lucru bun, dar că DR severă poate avea consecințe nesănătoase care ar putea anula orice beneficii pentru sănătate.