Deschiderea liniilor de comunicare între cercetătorii și comunitatea mai largă

dietă

  • Pagina de Facebook SITN
  • SITN Twitter Feed
  • Pagina Instagram SITN
  • Prelegeri SITN pe YouTube
  • SITN Podcast pe SoundCloud
  • Abonați-vă la lista de distribuție SITN
  • Flux RSS site-ul web SITN

de Aditya Misra și Shreya Mathur
cifrele lui Wei Wu și Jovana Andrejevic

117 milioane SUA adulții au una sau mai multe boli cronice care pot fi prevenite legate de dietă, cum ar fi bolile cardiovasculare, hipertensiunea arterială și diabetul de tip 2. Într-un efort de a preveni acest rezultat pentru ei înșiși, se estimează că 45 de milioane de americani încearcă să fie mai sănătoși luând o dietă și cheltuind peste 33 de miliarde de dolari combinate pentru produse de slăbit. Unii merg chiar până nu mănâncă decât carne. Cu toate acestea, poate cea mai simplă și mai ieftină dietă implică pur și simplu reducerea dimensiunilor porțiilor și a caloriilor consumate la fiecare masă. Această așa-numită dietă cu restricție de calorii a fost propusă pentru prima dată în 1917, iar cercetările ulterioare din 1935 au demonstrat că reducerea numărului de calorii consumate în fiecare zi, în timp ce consumați în continuare nutrienți esențiali, poate extinde durata de viață. Spre deosebire de dietele de moft care au adesea rezultate medicale discutabile, studiile clinice au constatat că restricția de calorii oferă o serie de beneficii în timp, inclusiv reducerea colesterolului din sânge, a tensiunii arteriale și a nivelului de glucoză din sânge. Aceste modificări pot ajuta la prevenirea dezvoltării viitoarelor boli cronice, inclusiv ateroscleroza (legată de infarct și accident vascular cerebral) și diabetul (legată de orbire și amputarea membrelor).

Cu toate acestea, exact de ce restricția calorică poate oferi aceste beneficii pentru sănătate rămâne un mister. În timp ce răspunsul cel mai simplu ar putea fi faptul că consumul de mai puține calorii duce la consumul de mai puține zaharuri și grăsimi, studii recente au descoperit că organismul răspunde la restricționarea caloriilor în moduri pe care abia începem să le înțelegem. Poate surprinzător, cercetătorii au descoperit recent că restricția de calorii ajută apărătorul cheie al corpului nostru: sistemul imunitar.

Sistemul imunitar: o sabie cu două tăișuri

Corpurile noastre sunt în mod constant atacate de bacterii, viruși și paraziți care încearcă să intre. Dacă un invadator intră, sistemul imunitar încearcă să lupte și să protejeze corpul printr-un proces numit inflamație. De exemplu, imaginați-vă pentru o clipă cum se simte o înțepătură de albină - ouch! Imediat după ce stingerul străpunge pielea, daunele provocate de plaga și venin alertează sistemul imunitar să răspundă la aceste amenințări externe și să inițieze inflamația. Celulele imune eliberează compuși proinflamatori care dilată vasele de sânge în zona afectată, provocând roșeață familiară și umflături dureroase care recrutează mai multe celule imune pentru a se grăbi (Figura 1). Celulele imune proinflamatorii de la locul afectării și inflamației luptă apoi împotriva veninului din intepatura albinei și a oricăror alți germeni care ar fi putut pătrunde și în zonă.

figura 1. Celulele imune se află fie într-o stare proinflamatorie (stânga), fie într-o stare antiinflamatoare (dreapta), în timp ce combate amenințările precum bacteriile patogene și virusurile. Deși inflamația este importantă pentru apărarea împotriva acestor amenințări, este la fel de important ca organismul să oprească inflamația și să intre în starea antiinflamatorie odată ce aceste amenințări sunt tratate.

Deoarece celulele imune eliberează substanțe chimice la locul inflamației pentru a combate germenii, aceste substanțe chimice distrug, de asemenea, celulele sănătoase din jurul lor. Aceasta este sabia cu două tăișuri a sistemului imunitar: în timp ce avem nevoie de inflamație pentru a lupta împotriva invadatorilor, țesuturile noastre sănătoase sunt, de asemenea, deteriorate ca produs secundar. Prin urmare, pentru a preveni alte daune, odată ce amenințarea este conținută, semnalele antiinflamatorii închid celulele imune care atacă și permit umflarea să dispară pe măsură ce rana se vindecă.

În funcție de nevoile țesutului, organismul trebuie să echilibreze procesele proinflamatorii care combate germenii și procesele antiinflamatorii care vindecă ulterior țesutul. Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, totuși, acest echilibru este distorsionat pe măsură ce mai multe celule imune devin proinflamatorii la momentul inițial, ceea ce poate duce la boli precum artrita reumatoidă și durerea cronică. Studiile au arătat că restricția de calorii poate reduce inflamația și riscul de boli cardiovasculare, care se dezvoltă de obicei pe măsură ce îmbătrânim. Având în vedere aceste indicii ale unei interacțiuni dinamice între sistemul imunitar și restricția de calorii în timpul îmbătrânirii, cercetătorii de la Institutul Salk și Academia Chineză de Științe au decis să pună șobolani pe o dietă pentru a afla ce anume se întâmplă.

Mănâncă mai puțin - pentru sănătate imună!

Pentru studiul lor, cercetătorii au luat șobolani de vârstă mijlocie (18 luni, ceea ce corespunde la 50 de ani umani) și le-au oferit fie o dietă cu calorii normale, fie o dietă cu restricții calorice care conține cu 30% mai puține calorii (Figura 2). Odată ce șobolanii au atins vârsta de 27 de luni (echivalentul a 70 de ani umani), cercetătorii au analizat diferența dintre cele două grupuri. Aceștia s-au concentrat pe analiza organelor din organism, adesea afectate de boli legate de vârstă, cum ar fi țesutul gras, aorta, rinichii, ficatul, pielea și măduva osoasă.

Cercetătorii au descoperit că șobolanii cu o dietă normală au un număr mare de celule imune proinflamatorii în țesuturile grase, hepatice și renale, care ar putea potența boli care se dezvoltă în aceste organe. În mod surprinzător, totuși, au descoperit că șobolanii din dieta restricționată în calorii aveau mai puține celule imune prezente în aceste țesuturi în general și că aceste celule imune erau predominant într-o stare antiinflamatoare. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au primit încă un răspuns la motivul pentru care restricția de calorii a redus numărul celulelor imune inflamatorii în primul rând.

Figura 2. Cercetătorii au descoperit și au investigat de ce șobolanii cu o dietă cu conținut scăzut de calorii (stânga) au mai puține inflamații tisulare asociate îmbătrânirii decât cei care urmează o dietă normală cu calorii (dreapta).

Ybx1 - un limitator al îmbătrânirii

Cercetătorii au decis să analizeze mai atent modul în care celulele din diferite țesuturi s-au schimbat după restricționarea caloriilor. Au fost surprinși să găsească modificări semnificative într-o genă puțin cunoscută numită Ybx1, care produce un tip de proteină a cărei funcție este de a controla nivelurile altor gene. Cercetătorii au descoperit că șobolanii cărora li s-a administrat o dietă cu restricții calorice au avut o producție mai mare de Ybx1 în mai multe organe decât șobolanii cărora li s-a administrat o dietă normală. Cu acest fenomen care apare în mai multe tipuri diferite de celule, în special în țesuturile vulnerabile la numeroase boli legate de vârstă, cercetătorii au fost motivați să-și dea seama ce făcea Ybx1 în aceste celule.

Cercetătorii au redus în mod artificial nivelurile de Ybx1 pentru a imita ceea ce se întâmplă în timpul îmbătrânirii normale. Au descoperit că reducerea Ybx1 a dus la mai multe semnale proinflamatorii și la o scădere a creșterii celulare generale. Această constatare a sugerat că Ybx1 funcționează pentru a încuraja o stare antiinflamatoare; prin urmare, declinul său în timpul îmbătrânirii are ca rezultat o inflamație mai mare. Această descoperire a explicat în cele din urmă de ce restricția calorică poate reduce inflamația: restricția calorică reduce pierderea normală de Ybx1, care protejează împotriva inflamației asociate îmbătrânirii (Figura 3).

Figura 3. Într-o dietă normală, oamenii de știință au observat că nivelurile genei Ybx1 au scăzut, iar acești șobolani au semne de inflamație a țesuturilor (sus). În schimb, șobolanii cu o dietă cu restricție calorică (de jos) au avut Ybx1 mai ridicat și niveluri mai scăzute de inflamație a țesuturilor, sugerând că Ybx1 reduce inflamația asociată îmbătrânirii.

Pentru prima dată, oamenii de știință înțeleg acum o parte din biologia care stă la baza beneficiilor pentru sănătate asociate cu o dietă cu restricție de calorii până la nivel celular. Și mai interesant, acest studiu a raportat, de asemenea, multe alte gene necunoscute asociate cu beneficiile protectoare ale restricției de calorii care ar putea fi explorate în continuare. Mai mult, în timp ce ambele grupuri de șobolani din acest studiu au consumat același tip de alimente, lucrările viitoare pot descoperi modul în care alegerile noastre alimentare (cum ar fi consumul de alimente procesate vs. alimente proaspete) ne afectează celulele în timp. Cercetând în continuare modificările pe care le suferă celulele noastre ca urmare a dietei noastre, oamenii de știință ar putea într-o bună zi să creeze medicamente sau suplimente alimentare care să inducă o protecție antiinflamatorie și anti-îmbătrânire similară cu restricția calorică. Avem nevoie de noi terapii revoluționare pentru a îmbunătăți calitatea vieții populației noastre în vârstă, permițându-le celor dragi în vârstă să se angajeze mai activ cu familiile lor și să ducă o viață mai lungă și mai plină. Aceste noi tratamente potențiale, împreună cu noi cunoștințe cu care să luăm decizii în cunoștință de cauză cu privire la modul în care mâncăm, ne-ar întări lupta împotriva bolilor cronice debilitante inflamatorii și legate de vârstă.

Aditya Misra este doctor în inginerie medicală și fizică medicală în anul II student în programul Științe și tehnologie a sănătății la MIT.

Shreya Mathur este studentă în anul I la medicină la Școala de Medicină UCLA David Geffen.

Wei Wu este un student absolvent în primul an în programul de studii de proiectare de la Școala de Design a Universității Harvard. Concentrarea ei este Artă, Design și domeniul public.