Studiile efectuate pe șoareci, conduse de oamenii de știință de la Institutul de Cercetare Scripps, au legat unele dintre efectele biologice ale restricției de calorii (CR) - care este cunoscută pentru efectele sale de extindere a vieții la animale - de moleculele metabolice care sunt afectate de modificările temperaturii corpului. Descoperirea ajută la explicarea unora dintre științele evazive care stau la baza beneficiilor restricționării caloriilor asupra sănătății și indică faptul că vizarea căilor metabolice ar putea imita efectele RC la om. Descoperirile pot deschide calea dezvoltării compușilor care reproduc efectele benefice ale temperaturii corporale reduse.

beneficiile

„Datele pe care le-am colectat au arătat că temperatura are un efect egal sau mai mare decât nutrienții asupra metabolismului în timpul restricționării caloriilor”, a declarat Bruno Conti, dr., A cărui echipă a condus studiul alături de colegul Scripps Research, Gary Siuzdak, dr. Anchetatorii au raportat concluziile lor în Science Signaling, într-o lucrare intitulată „Adaptarea metabolică la restricția calorică”.

Reducerea caloriilor poate să nu fie o sarcină ușoară pentru majoritatea oamenilor, dar este legată de o serie de beneficii pentru sănătate, de la o durată de viață mai lungă până la șanse mult mai mici de a dezvolta cancer, boli de inimă, diabet și afecțiuni neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer. Conti a petrecut ani de zile studiind cum și de ce restricția calorică duce la o sănătate mai bună, cu scopul final de a transpune concluziile în strategii pentru a imita ceea ce se întâmplă în mod natural atunci când o persoană mănâncă mai puțin.

Animalele - inclusiv mamifere precum oameni și șoareci - care sunt endoterme își pot menține temperatura corpului (Tb) prin echilibrarea producției de căldură și a disipării căldurii. O observație consecventă este că atunci când mamiferele consumă mai puține alimente, temperatura corpului lor scade. Este modalitatea evoluției de a ne ajuta să conservăm energia până când alimentele sunt disponibile din nou, a explicat Conti. „Se crede că acest răspuns adaptiv a evoluat pentru a reduce cheltuielile de energie atunci când substanțele nutritive sunt puține,„ câștigând în mod eficient ”timp pentru a găsi hrană”, au menționat cercetătorii. Are sens, având în vedere că până la jumătate din ceea ce mâncăm în fiecare zi se transformă în energie pur și simplu pentru a ne menține temperatura corpului. Dar mai mult decât atât, cercetătorii au continuat, „timpul este exact ceea ce câștigă organismul atunci când este supus experimental la CR, deoarece durata de viață este prelungită”.

Cercetările efectuate pe rozătoare au arătat, de asemenea, că temperatura redusă a corpului nu este doar o consecință a RC, ci contribuie și la efectele sale benefice. Lucrările anterioare ale lui Conti au arătat că reducerea temperaturii poate crește durata de viață independent de restricția calorică și că aceste efecte implică activarea anumitor procese celulare, dintre care majoritatea rămân de identificat. Studiile independente, precum Studiul longitudinal al îmbătrânirii de la Baltimore, au constatat, de asemenea, că temperatura corporală redusă este asociată cu longevitatea.

Pe de altă parte, studiile au arătat că prevenirea scăderii temperaturii corpului poate contracara efectele pozitive ale restricției calorice. În special, într-un experiment care implică șoareci cu restricție calorică, beneficiile anticancerigenului au fost diminuate atunci când temperatura corpului de bază a rămas aceeași. „Nu este ușor să desluși ceea ce determină schimbările benefice ale restricției de calorii”, a spus Conti. „Este caloriile reduse pe cont propriu sau modificarea temperaturii corpului care se întâmplă de obicei atunci când consumăm mai puține calorii? Sau este o combinație a ambelor? ”

Pentru cercetările lor recent raportate, Conti și echipa sa au conceput un experiment care le-ar permite să evalueze în mod independent efectele nutrienților reduși și a temperaturii corpului. Ei au comparat un grup de șoareci cu restricții calorice găzduite la diferite temperaturi ambiante (Ta). Un grup de animale a fost găzduit la temperatura camerei - aproximativ 68˚ F (22˚ C), iar celălalt la 86˚ F (30˚ C). Temperatura mediului mai cald este considerată suficient de ridicată pentru a invoca termoneutralitatea, o stare în care majoritatea animalelor nu își pot reduce cu ușurință temperatura corpului. "Motivul studiului nostru este că termoneutralitatea exacerbează tulburările inflamatorii și metabolice, previne răspunsul hipotermic la CR și antagonizează efectele benefice pe care CR le are asupra longevității", au observat anchetatorii.

Siuzdak și echipa sa au folosit o tehnologie pe care au dezvoltat-o ​​numită metabolomică de activitate pentru a măsura metaboliții din cele două grupuri de șoareci. Această abordare le-a permis să caute molecule în fluxul sanguin și în hipotalamusul creierului, care au fost modificate prin reducerea fie a nutrienților, fie a temperaturii corpului. Această abordare a oferit prima profilare cuprinzătoare a metaboliților care sunt modificați prin reducerea temperaturii.

Prin intermediul unei analize computaționale a rezultatelor de la ambele grupuri de șoareci, oamenii de știință au reușit să acorde prioritate acelor metaboliți care au fost cei mai responsabili pentru declanșarea modificărilor la temperatura corpului de bază. Ei au descoperit că, deși restricția calorică a modificat multe căi metabolice implicate în cheltuielile de energie atât sistemic, cât și în hipotalamus în grupul de 22 ° C, mai puține dintre aceste modificări au avut loc în grupul găzduit la termoneutralitate. „Am constatat că termoneutralitatea a afectat foarte mult modificările metabolice asociate cu CR, contracarând aproape 40% din modificările plasmei și până la 78% din modificările hipotalamusului”, au scris ei. "Mulți dintre acești metaboliți afectați de termoneutralitate joacă un rol esențial în schimbul de energie cu mediul, precum și în consumul de combustibil și cheltuielile de energie în timpul CR."

O analiză ulterioară a atribuit efectele metabolice ale restricției de calorii moleculelor de oxid nitric și encefalină de leucină, care au fost produse în cantități mai mari în hipotalamia șoarecilor adăpostiți la 22 ° C. Într-un experiment separat, anchetatorii au arătat, de asemenea, că este posibil să se administreze anumiți metaboliți ca medicament care afectează temperatura corpului.

Conti a declarat că lucrările ulterioare pentru validarea modificărilor induse de temperatură în timpul restricționării caloriilor ar trebui să ofere obiective noi pentru medicamentele viitoare pe care le numește „mimetice de temperatură”, care ar putea oferi efecte de promovare a sănătății fără a fi nevoie să reducă temperatura corpului. „În viitor, va fi interesant să investigăm dacă căile biochimice care reglează fiziologia răspunsului hipotermic afectează, de asemenea, sănătatea și modul în care acest lucru poate fi afectat de Ta”, au concluzionat autorii.