Numărarea caloriilor Rolul nutrienților specifici în extinderea duratei de viață prin restricție alimentară
Matthew DW Piper, William Mair, Linda Partridge, Counting the Calories: The Rol of Specific Nutrients in Extension of Life Span by Restriction Food, The Journals of Gerontology: Series A, Volume 60, Issue 5, May 2005, Pages 549-555, https://doi.org/10.1093/gerona/60.5.549
Abstract
Reducerea consumului de alimente fără subnutriție extinde durata de viață în multe organisme diferite. Majoritatea lucrărilor în acest domeniu au fost efectuate la rozătoare, unde s-a demonstrat că atât restricționarea accesului la întreaga dietă, cât și restricționarea componentelor dietetice individuale pot provoca prelungirea duratei de viață. Astfel, pentru informații despre modul de acțiune al acestei intervenții, este de mare interes să se investigheze aspectele dietei care sunt critice pentru extinderea duratei de viață. Studii suplimentare cu privire la mecanismele modului în care componentele alimentare modifică durata de viață sunt bine adaptate organismului model Drosophila melanogaster datorită duratei sale scurte de viață și ușurinței de manipulare și izolare. Prin urmare, rezumăm aspectele practice ale implementării restricției alimentare în acest organism, precum și subliniem progresele majore deja realizate. Delimitarea componentelor nutriționale care sunt critice pentru extinderea duratei de viață va ajuta la dezvăluirea mecanismelor prin care funcționează.
Aportul de substanțe nutritive are efecte profunde asupra dezvoltării, fertilității și longevității. Se crede că cantitatea ingerată a unei diete nutriționale adecvate dictează un compromis între capacitatea de a susține o creștere viguroasă sau o fertilitate ridicată, pe de o parte, și dezvoltarea patologiilor legate de vârstă care determină durata vieții pe de altă parte (1). ). Astfel, se pare că factorii care contribuie la succesul reproductiv al unui organism în fața concurenței sunt chiar lucrurile care contribuie la declinul acestuia odată cu vârsta. Munca teoretică (1-4) și studiile empirice (5-9) care au examinat acest compromis oferă un cadru evolutiv pentru studiul relației dintre nutriție și durata de viață.
Restricția dietetică (DR) pare a fi un modulator cu adevărat „public” al duratei de viață (10), deoarece s-a demonstrat că crește longevitatea în organisme variind de la drojdie (11, 12), diferite nevertebrate (6, 13) și rozătoare 14 ) primatelor, unde datele preliminare indică faptul că are rezultate pozitive (15-18). Deși conservarea fenotipului de longevitate se întinde pe distanța evolutivă de la organismele unicelulare la mamifere, se știe puțin despre mecanismele care leagă dieta și durata de viață a diferitelor specii. Pentru progresul realizat în acest domeniu, considerăm că este important ca două criterii să fie îndeplinite în studiile DR: 1) se demonstrează că protocoalele funcționează în cadrul compromisurilor evolutive descrise mai sus, astfel încât la nivelul consumului de alimente pentru o longevitate crescută (restricționat), fecunditatea și/sau creșterea sunt reduse în mod coordonat, demonstrând că animalele cu viață relativ scurtă (complet hrănite) sunt susceptibile de a avea o capacitate evolutivă crescută; și 2) dietele sunt bine definite. Aceste reguli permit manipulărilor dietetice să fie legate de răspunsuri fiziologice specifice care ar trebui să ne informeze despre mecanismele prin care dieta afectează riscul de deces.
Fundal
Caracteristici ale extinderii duratei de viață induse de reducerea alimentelor
DR a fost stabilit ca o metodă robustă și repetabilă pentru prelungirea duratei de viață a rozătoarelor. O gamă largă de restricții nutriționale de la 33% la 80% din aportul ad libitum a fost utilizată pentru a extinde durata de viață medie și maximă a rozătoarelor (19). De asemenea, este de mare interes faptul că calitățile care promovează longevitatea consumului redus de alimente s-au dovedit a fi eficiente atunci când regimul este administrat post-dezvoltare, indicând faptul că efectele protectoare ale reducerii alimentelor pot fi dobândite mai târziu în viață și nu apar neapărat la costul dezvoltării întârziate (7, 23-25).
Este posibil ca cea mai izbitoare caracteristică a duratei de viață prin reducerea consumului de alimente să fie întârzierea apariției unei game largi de patologii legate de vârstă. Se consideră că întârzierea apariției bolilor rozătoarelor, cum ar fi nefropatia cronică, cardiomiopatia și neoplazia, stau la baza amplorii impactului DR asupra duratei de viață, care este de obicei crescută la animalele restricționate cu 40% -50% atât pentru mediană, cât și pentru maximă (26, 27). Astfel, semnele distinctive ale extinderii duratei de viață induse de DR sunt eficacitatea sa în prevenirea unei game largi de boli și efectul său substanțial asupra duratei de viață.
Restricție calorică sau DR?
Termenul „restricție de calorii” (CR) a câștigat o utilizare obișnuită pentru a eticheta extinderea duratei de viață prin reducerea alimentelor. Cu toate acestea, termenul este adesea folosit fără o referință clară la ceea ce descrie de fapt. Credem că clarificarea acestei referințe evidențiază necesitatea unei utilizări mai mari a termenului „restricție dietetică” pentru a descrie intervențiile de reducere a alimentelor care extind durata de viață după criteriile descrise mai sus.
Există două modalități posibile de definire a CR care au semnificații distincte și neintercambiabile. Acestea sunt: 1) descrierea conținutului teoretic de energie al unei diete; și 2) să descrie energia efectivă biologic utilizabilă într-o dietă. Această distincție este importantă de făcut, deoarece ultimul termen poate oferi informații despre mecanismele fiziologice prin care dieta afectează durata de viață, în timp ce primul termen nu poate. Astfel, rapoartele publicate care descriu efectele reducerii caloriilor folosind prima definiție trebuie interpretate extrem de conservator atunci când se trag concluzii mecaniciste. Acest lucru este evident după ce am analizat în continuare semnificația celor două definiții.
Conținutul teoretic de energie al unei diete
Conținutul teoretic de calorii al alimentelor utilizate în literatură este derivat din studii de calorimetrie a bombelor, modificate prin date derivate empiric (28). Acest lucru permite o abordare formulată a designului alimentelor care atribuie carbohidraților și proteinelor o valoare de 4 kcal/g și grăsimile 9 kcal/g. Trebuie subliniat faptul că această definiție stă la baza afirmării, în cea mai mare parte a literaturii, că animalele supuse diferitelor tratamente ingerează calorii zilnice și pe viață egale sau inegale [pentru exemple, a se vedea schemele de dietă în (26, 27, 29)].
Folosind această definiție, există multe studii care demonstrează o corelație între aportul zilnic redus de calorii și prelungirea duratei de viață (24, 25, 30-33). Cu toate acestea, pentru ca termenul CR să fie valid în acest sens, trebuie să existe o relație obligatorie între conținutul teoretic de calorii al dietei și fenotipul longevității. Există mai multe studii care arată că acest lucru nu este cazul (24, 27, 34-40). În ciuda îngrijorării că, în mai multe dintre aceste cazuri, criteriile complete prezentate mai sus pentru efectul caracteristic „CR” asupra duratei de viață nu au fost îndeplinite, altele dintre acestea îndeplinesc aceste criterii și o fac prin ingestia de diete în care aporturile zilnice de calorii nu au fost reduse. . Astfel, „restricție dietetică” este un termen mai adecvat pentru a descrie intervenția prin această definiție.
Energia reală biologic utilizabilă într-o dietă
Cuantificarea substanțelor nutritive reale, accesibile biologic într-o dietă este extrem de dificil de realizat. Acest lucru se datorează faptului că determinarea sa implică proceduri experimentale complexe, iar valoarea în sine depinde de echilibrul nutrițional al alimentelor, precum și de fiziologia animalului (care este influențată de genotip, vârstă și diferite aspecte ale mediului). Astfel, substanțele nutritive care pot fi utilizate biologic într-o dietă sunt diferite pentru fiecare organism și variază pe parcursul vieții unui animal. Acest punct a fost recunoscut anterior și bine făcut de Payne (41) în ceea ce privește conținutul de proteine biologic utilizabil din diete și de Weindruch și Walford (19) în cartea lor intitulată în mod corespunzător „Retardul îmbătrânirii și bolilor prin restricție dietetică” Având în vedere dificultățile de constatare a energiei reale utilizabile biologic într-o dietă, credem, de asemenea, că termenul „restricție dietetică” ar trebui utilizat pentru a eticheta literatura din acest domeniu.