Efectul de 6 luni
Leonie K Heilbronn
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
2 Garvan Institute for Medical Research, Darlinghurst, NSW, AUSTRALIA, 2010
Lilian de Jonge
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Madlyn I Frisard
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
James P. DeLany
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
D. Enette Larson Meyer
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Jennifer Rood
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Tuong Nguyen
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Corby K Martin
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Julia Volaufova
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Marlene M Most
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Frank L Greenway
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Steven R Smith
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Donald A Williamson
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Walter A Deutsch
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Eric Ravussin
1 Centrul de cercetare biomedicală Pennington, Baton Rouge, LA, 70808
Abstract
Context
Restricția prelungită a caloriilor (CR) crește durata de viață a rozătoarelor. Indiferent dacă CR prelungit afectează biomarkerii longevității, markerii stresului oxidativ și reduce rata metabolică, dincolo de cea așteptată de la masa metabolică redusă, nu a fost testat anterior la oameni.
Obiective
Pentru a examina efectele restricției calorice de 6 luni, cu sau fără exerciții fizice la nonobezi (25≤BMI 0,05), dar scăzute în CR (-135 (42) kcal/zi), CREX (-117 (52) kcal/zi) și LCD (-125 (35) kcal/d, (toate, p Cuvinte cheie: îmbătrânirea, rata metabolică, deteriorarea oxidativă, restricția caloriilor, temperatura miezului, insulina
Introducere
Restricția prelungită a caloriilor (CR) crește durata de viață a rozătoarelor și a altor specii de viață mai scurtă 1. Nu se cunoaște dacă acest lucru apare la speciile cu viață mai lungă, deși efectul CR prelungit la primatele neumane este în curs de investigare. O ipoteză pentru a explica efectele anti-îmbătrânire a CR este reducerea cheltuielilor de energie (EE), cu reducerea consecventă a producției de specii reactive de oxigen (ROS) 2, 3. Cu toate acestea, alte efecte metabolice asociate cu CR, inclusiv modificarea sensibilității și semnalizării insulinei, modificarea funcției neuroendocrine, răspunsul la stres modificat sau o combinație a acestora pot întârzia îmbătrânirea 4 .
EE totală este alcătuită din EE în repaus (50-80% din energie), efectul termic al hrănirii
10%) și EE fără odihnă (10-40%) 5. Se discută dacă cheltuielile cu energia sunt reduse dincolo de nivelul așteptat pentru o anumită reducere a dimensiunii masei de metabolizare după CR. Leibel și colab. 6 a arătat că pierderea în greutate cu 10% a redus aportul de energie sedentar 24 de ore pentru menținerea greutății între 15-20% la subiecții obezi, sugerând că adaptarea metabolică are loc la om. Cu toate acestea, pierderea în greutate a fost obținută rapid cu dietele lichide și, cu excepția câtorva subiecți cu greutate normală din acest studiu, nu au fost testate efectele CR prelungite asupra cheltuielilor energetice la oamenii non-obezi. La maimuțele rhesus, EE odihnită ajustată pentru masa fără grăsimi și masa grasă a fost mai mică după 11 ani de CR 7. În mod similar, EE totală a fost mai mică la maimuțele CR după 10 ani de greutate de prindere 8. Studiile la rozătoare s-au dovedit a fi mai controversate, cu rapoarte de scădere, nicio modificare sau creșterea EE ajustată între CR și animalele hrănite ad libitum 9 - 13 .
Una dintre cele mai acceptate teorii ale îmbătrânirii este teoria stresului oxidativ, care afirmă că daunele oxidative produse de ROS se acumulează în timp ducând la dezvoltarea unor boli precum cancerul, îmbătrânirea și, în cele din urmă, moartea. ROS sunt subproduse ale metabolismului energetic, cu 0,2-2,0% din consumul de oxigen, rezultând formarea ROS 15, 16. ROS atacă lipidele, proteinele și ADN-ul generând o serie de produse care afectează funcționarea normală a celulelor 17. Studiile efectuate la rozătoare au demonstrat o scădere cu 30% a 8-oxo7,8-dihidro2'deoxiguanozinei (8oxodG) la nivelul creierului, mușchilor scheletici și inimii, reduceri similare ale conținutului de carbonil din creier și mușchi 18 - 22 și prezintă modele transcripționale care sugerează reducerea stresului oxidativ ca răspuns la CR 23. Cu toate acestea, maimuțele rhesus supuse restricției calorice prezintă răspunsuri divergente în expresia genelor implicate în stresul oxidativ 24 .
Temperatura miezului, sulfatul de dehidroepiandrosteron (DHEAS) și insulina sunt biomarkeri propuși ai RC și longevitate la rozătoare și maimuțe 25. Datele din Studiul longitudinal de îmbătrânire din Baltimore susțin asocierea dintre longevitate și temperatură, insulină și DHEAS la bărbații cu concentrație plasmatică de insulină sau temperatura orală sub mediană și DHEAS peste medie trăind mai mult 26. Mai mult, într-un studiu transversal care a comparat indivizii cu RC auto-impus nutrițional adecvat timp de 6 ani cu controalele normale ale greutății, Fontana și colab. au raportat că subiecții cu CR au avut glucoză serică mai mică, insulină și markeri de ateroscleroză.
Obiectivele acestui studiu au fost de a stabili dacă CR prelungit doar prin dietă sau în combinație cu exercițiile fizice poate fi implementat cu succes la subiecții neobezi și pentru a determina efectele intervențiilor asupra biomarkerilor stabiliți ai CR, cheltuielile de energie sedentare și daunele oxidative la ADN și proteine.
Metode
Studiul de evaluare cuprinzătoare a efectelor pe termen lung ale reducerii consumului de energie (CALERIE) este un studiu clinic randomizat finanțat de Institutul Național de Îmbătrânire efectuat la Centrul de Cercetări Biomedice Pennington, Louisiana. Comitetul de evaluare internă de la Pennington și un comitet independent de monitorizare a siguranței datelor au aprobat protocolul, iar subiecții au acordat consimțământul scris în scris. Studiul a fost realizat în perioada august 2002 - iulie 2004.
Subiecte
Potențialii participanți au efectuat 3 vizite de screening în timpul cărora au fost înregistrați mulți parametri pentru a se asigura că subiecții erau sănătoși din punct de vedere fizic și psihologic, inclusiv înălțimea, greutatea, tensiunea arterială, electrocardiograma, panoul de chimie 15 și hemogramele complete. Cinci sute nouăzeci și nouă de persoane au fost examinate; 551 au fost excluși, 460 dintre aceștia au fost neeligibili și 91 s-au retras în timpul screening-ului (Figura 1). Rasa și etnia au fost raportate de sine.
Fluxul participantului la proces.
De bază
Cheltuielile totale de energie au fost măsurate de două ori (perioade de două săptămâni) la momentul inițial folosind apă dublu etichetată, o dată în timp ce participanții urmau dieta obișnuită acasă (B1) și o altă dată în timp ce li se oferea o dietă de întreținere a greutății (B2). Pe scurt, subiecții au furnizat 2 probe de urină înainte de a fi dozate (2,0 g de H2 18 O îmbogățit 10% și 0,12 g 99,9% îmbogățit 2 H2O per kg de apă totală estimată din corp) și au fost prelevate probe temporizate suplimentare la 4,5 și 6 ore și 7 și 14 zile după administrare. Producția de dioxid de carbon și cheltuielile de energie au fost calculate așa cum s-a descris anterior 28, 29. După B2, subiecții au participat la o internare de 5 zile (M0) în care au fost efectuate numeroase teste metabolice. Subiecții au repetat internarea la M3 și M6.