Studie s omezením kalorií odhaluje klíčové faktory při zlepšování lidského zdraví

Desetiletí výzkumu ukázaly, že omezení příjmu kalorií mouchami, červy a myšmi může prodloužit životnost v laboratorních podmínkách. Ale zda takové omezení kalorií může udělat totéž pro lidi, zůstává nejasné. Nyní nová studie vedená výzkumníky z Yale potvrzuje zdravotní přínosy mírného omezení kalorií u lidí – a identifikuje klíčový protein, který by mohl být využit ke zlepšení lidského zdraví.

Zjištění byla zveřejněna 10. února v Science.

Výzkum byl založen na výsledcích klinické studie Comprehensive Assessment of Long-term Effects of Reduction Intake of Energy (CALERIE), první kontrolované studie omezování kalorií u zdravých lidí. Pro účely studie vědci nejprve stanovili základní příjem kalorií u více než 200 účastníků studie. Výzkumníci poté požádali část těchto účastníků, aby snížili svůj příjem kalorií o 14 %, zatímco zbytek pokračoval v jídle jako obvykle, a analyzovali dlouhodobé zdravotní účinky omezení kalorií během příštích dvou let.

Celkovým cílem klinické studie bylo zjistit, zda je omezení kalorií stejně prospěšné pro lidi jako pro laboratorní zvířata, řekl Vishwa Deep Dixit, profesor patologie, imunobiologie a srovnávací medicíny Waldemar Von Zedtwitz a hlavní autor studie. . A pokud ano, řekl, vědci chtěli lépe porozumět tomu, co omezení kalorií dělá s tělem konkrétně, což vede ke zlepšení zdraví.

Vzhledem k tomu, že předchozí výzkum ukázal, že omezení kalorií u myší může zvýšit infekce, chtěla společnost Dixit také zjistit, jak může být omezení kalorií spojeno se zánětem a imunitní reakcí.

"Protože víme, že chronický zánět nízkého stupně u lidí je hlavním spouštěčem mnoha chronických onemocnění, a proto má negativní vliv na délku života," řekl Dixit, který je také ředitelem Yaleského centra pro výzkum stárnutí. "Zde se ptáme: Co omezení kalorií dělá s imunitním a metabolickým systémem a pokud je skutečně prospěšné, jak můžeme využít endogenní cesty, které napodobují jeho účinky u lidí?"

Dixit a jeho tým začali analýzou brzlíku, žlázy, která sedí nad srdcem a produkuje T buňky, typ bílých krvinek a nezbytnou součást imunitního systému. Brzlík stárne rychleji než jiné orgány. V době, kdy zdraví dospělí dosáhnou věku 40 let, řekl Dixit, 70 % brzlíku je již tukových a nefunkčních. A jak brzlík stárne, produkuje méně T buněk. "Jak stárneme, začínáme pociťovat absenci nových T buněk, protože ty, které nám zbyly, nejsou skvělé v boji s novými patogeny," řekl Dixit. "To je jeden z důvodů, proč jsou starší lidé vystaveni většímu riziku onemocnění."

Pro tuto studii výzkumný tým použil zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), aby zjistil, zda existují funkční rozdíly mezi brzlíky těch, kteří omezovali kalorie, a těch, kteří je neměli. Zjistili, že brzlíky u účastníků s omezeným příjmem kalorií měly po dvou letech omezení kalorií méně tuku a větší funkční objem, což znamená, že produkovaly více T buněk než na začátku studie. Ale účastníci, kteří neomezovali své kalorie, neměli žádnou změnu ve funkčním objemu.

"Skutečnost, že tento orgán může být omlazena, je podle mého názoru ohromující, protože existuje velmi málo důkazů o tom, že se to děje u lidí," řekl Dixit. "To, že je to vůbec možné, je velmi vzrušující."

S tak dramatickým účinkem na brzlík Dixit a jeho kolegové očekávali, že také najdou účinky na imunitní buňky, které brzlík produkoval, změny, které by mohly být základem celkových výhod omezení kalorií. Ale když sekvenovali geny v těchto buňkách, zjistili, že po dvou letech omezení kalorií nedošlo k žádným změnám v genové expresi.

Toto pozorování vyžadovalo, aby se vědci podívali blíže, což odhalilo překvapivé zjištění: „Ukazuje se, že akce byla skutečně v tkáňovém mikroprostředí, nikoli v krevních T buňkách,“ řekl Dixit.

Dixit a jeho tým studovali tukovou tkáň nebo tělesný tuk účastníků podstupujících omezení kalorií ve třech časových bodech: na začátku studie, po jednom roce a po dvou. Tělesný tuk je velmi důležitý, řekl Dixit, protože hostí silný imunitní systém. V tuku je několik typů imunitních buněk, a když jsou aberantně aktivovány, stávají se zdrojem zánětu, vysvětlil.

"Našli jsme pozoruhodné změny v genové expresi tukové tkáně po jednom roce, které se udržely až do druhého roku," řekl Dixit. "To odhalilo některé geny, které se podílely na prodloužení života u zvířat, ale také jedinečné cíle napodobující omezení kalorií, které mohou zlepšit metabolickou a protizánětlivou odpověď u lidí."

Vědci si to uvědomili a poté se vydali zjistit, zda některý z genů, které identifikovali ve své analýze, může řídit některé z příznivých účinků omezení kalorií. Zaměřili se na gen pro PLA2G7 - nebo skupinu VII A destičkový aktivační faktor acetylhydrolázu - což byl jeden z genů významně inhibovaných po omezení kalorií. PLA2G7 je protein produkovaný imunitními buňkami známými jako makrofágy.

Tato změna v expresi genu PLA2G7 pozorovaná u účastníků, kteří omezovali příjem kalorií, naznačovala, že protein by mohl být spojen s účinky omezení kalorií. Aby bylo možné lépe pochopit, zda PLA2G7 způsobil některé z účinků pozorovaných při omezení kalorií, vědci také sledovali, co se stalo, když byl protein snížen u myší v laboratorním experimentu.

"Zjistili jsme, že snížení PLA2G7 u myší přineslo výhody, které byly podobné tomu, co jsme viděli u omezení kalorií u lidí," řekla Olga Spadaro, bývalá vědecká pracovnice na Yale School of Medicine a hlavní autorka studie. Konkrétně brzlíky těchto myší byly funkční po delší dobu, myši byly chráněny před přírůstkem hmotnosti vyvolaným dietou a byly chráněny před záněty souvisejícími s věkem.

K těmto účinkům došlo, protože PLA2G7 se zaměřuje na specifický mechanismus zánětu nazývaný zánětlivý systém NLRP3, uvedli vědci. Snížení PLA2G7 chránilo staré myši před zánětem.

"Tato zjištění ukazují, že PLA2G7 je jedním z hnacích motorů účinků omezení kalorií," řekl Dixit. "Identifikace těchto hnacích sil nám pomáhá porozumět tomu, jak spolu metabolický systém a imunitní systém mluví, což nás může nasměrovat na potenciální cíle, které mohou zlepšit imunitní funkci, snížit zánět a potenciálně dokonce prodloužit zdravý život."

Například by mohlo být možné manipulovat s PLA2G7 a získat výhody omezení kalorií, aniž byste museli skutečně omezovat kalorie, což může být pro některé lidi škodlivé, řekl.

"Existuje tolik debat o tom, jaký typ stravy je lepší - nízký obsah sacharidů nebo tuků, zvýšený obsah bílkovin, přerušovaný půst atd. - a myslím, že čas ukáže, které z nich jsou důležité," řekl Dixit. "Ale CALERIE je velmi dobře kontrolovaná studie, která ukazuje prosté snížení kalorií a žádná specifická dieta, má pozoruhodný účinek z hlediska biologie a posunu imuno-metabolického stavu směrem, který chrání lidské zdraví." Takže z hlediska veřejného zdraví si myslím, že to dává naději.“