Oamenii de știință din Salk arată cum restricția calorică previne negativul
efectele îmbătrânirii în celule

Acasă - Știri Salk - Mănâncă mai puțin, trăiește mai mult

Știri Salk

Mănâncă mai puțin, trăiește mai mult

Oamenii de știință Salk arată cum restricția calorică previne efectele negative ale îmbătrânirii în celule

27 februarie 2020

LA JOLLA - Dacă doriți să reduceți nivelurile de inflamație pe tot corpul, întârziați apariția bolilor legate de vârstă și trăiți mai mult - mâncați mai puține alimente. Aceasta este concluzia unui nou studiu realizat de oameni de știință din SUA și China, care oferă cel mai detaliat raport până în prezent cu privire la efectele celulare ale unei diete cu restricții calorice la șobolani. Deși beneficiile restricției calorice sunt cunoscute de multă vreme, noile rezultate arată cum această restricție poate proteja împotriva îmbătrânirii pe căile celulare, așa cum este detaliat în Cell din 27 februarie 2020.

„Știam deja că restricția de calorii crește durata de viață, dar acum am arătat toate modificările care apar la un nivel unicelular pentru a provoca acest lucru”, spune Juan Carlos Izpisua Belmonte, autorul corespondent al noii lucrări, profesor în laboratorul de expresie genică al lui Salk și titular al catedrei Roger Guillemin. Acest lucru ne ofera obiective pe care am putea fi in cele din urma in masura sa actioneze cu medicamente pentru a trata imbatranirea la om.

Îmbătrânirea este cel mai mare factor de risc pentru multe boli umane, inclusiv cancer, demență, diabet și sindrom metabolic. Restricția calorică a fost demonstrată în modelele animale ca fiind una dintre cele mai eficiente intervenții împotriva acestor boli legate de vârstă. Și, deși cercetătorii știu că celulele individuale suferă multe modificări pe măsură ce organismul îmbătrânește, nu au știut cum restricția calorică ar putea influența aceste modificări.

În noua lucrare, Belmonte și colaboratorii săi - inclusiv trei absolvenți ai laboratorului său Salk, care sunt acum profesori care își desfășoară propriile programe de cercetare în China - au comparat șobolanii care au consumat cu 30% mai puține calorii cu șobolanii din dietele normale. Dietele animalelor au fost controlate de la vârsta de 18 luni până la 27 de luni. (La om, acest lucru ar fi aproximativ echivalent cu cineva care urmează o dietă cu restricții calorice între 50 și 70 de ani.)

Atât la începutul, cât și la încheierea dietei, echipa Belmonte a izolat și analizat un total de 168.703 celule din 40 de tipuri de celule la cei 56 de șobolani. Celulele provin din țesuturi adipoase, ficat, rinichi, aortă, piele, măduvă osoasă, creier și mușchi. În fiecare celulă izolată, cercetătorii au folosit o tehnologie de secvențiere genetică cu o singură celulă pentru a măsura nivelurile de activitate ale genelor. Ei s-au uitat, de asemenea, la compoziția generală a tipurilor de celule din orice țesut dat. Apoi, au comparat șoareci bătrâni și tineri pe fiecare dietă.

trăiește
Ilustrația reprezintă modalitățile prin care restricția calorică afectează diferite aspecte ale funcției celulare, cu rezultatul general al reducerii inflamației și a activității multor gene legate de îmbătrânire.

Faceți clic aici pentru o imagine de înaltă rezoluție.

Credit: Institutul Salk

Multe dintre modificările care au avut loc pe măsură ce șobolanii din dieta normală au crescut nu au avut loc la șobolanii cu o dietă restricționată; chiar și la bătrânețe, multe dintre țesuturile și celulele animalelor din dietă seamănă mult cu cele ale șobolanilor tineri. În general, 57% din modificările legate de vârstă ale compoziției celulare observate în țesuturile șobolanilor pe o dietă normală nu au fost prezente la șobolanii din dieta cu restricții calorice.

„Această abordare nu numai că ne-a arătat efectul restricției calorice asupra acestor tipuri de celule, ci a oferit și cel mai complet și detaliat studiu al ceea ce se întâmplă la un nivel unicelular în timpul îmbătrânirii”, spune autorul corespondent Guang-Hui Liu, un profesor la Academia Chineză de Științe.

Unele dintre celulele și genele cele mai afectate de dietă au legătură cu imunitatea, inflamația și metabolismul lipidelor. Numărul de celule imune din aproape fiecare țesut studiat a crescut dramatic pe măsură ce șobolanii martori au îmbătrânit, dar nu au fost afectați de vârstă la șobolanii cu calorii restrânse. În țesutul adipos maro - un tip de țesut adipos - o dietă cu restricții calorice a redus nivelul de expresie al multor gene antiinflamatoare la cele observate la animalele tinere.

„Descoperirea principală din studiul actual este că creșterea răspunsului inflamator în timpul îmbătrânirii ar putea fi reprimată în mod sistematic prin restricție calorică”, spune autorul corespondent Jing Qu, de asemenea profesor la Academia Chineză de Științe.

De la stânga: Concepcion Rodriguez Esteban și Juan Carlos Izpisua Belmonte.

Faceți clic aici pentru o imagine de înaltă rezoluție.

Credit: Institutul Salk

Când cercetătorii au analizat factorii de transcripție - în esență, comutatoarele principale care pot modifica în mare măsură activitatea multor alte gene - care au fost modificate de restricția calorică, unul s-a remarcat. Nivelurile factorului de transcripție Ybx1 au fost modificate de dietă în 23 de tipuri de celule diferite. Oamenii de știință cred că Ybx1 poate fi un factor de transcripție legat de vârstă și intenționează să cerceteze mai mult efectele sale.

„Oamenii spun că„ tu ești ceea ce mănânci ”și descoperim că acest lucru este adevărat în multe feluri”, spune Concepcion Rodriguez Esteban, un alt autor al lucrării și cercetător al personalului de la Salk. „Starea celulelor pe măsură ce îmbătrânești depinde în mod clar de interacțiunile tale cu mediul tău, care include ce și cât mănânci.”

Echipa încearcă acum să utilizeze aceste informații într-un efort de a descoperi obiectivele de îmbătrânire a drogurilor și de a pune în aplicare strategii pentru creșterea duratei de viață și sănătate.

Alți cercetători din studiu au fost Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang și Qi Zhou de la Academia Chineză de Științe; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan și Weiqi Zhang de la Universitatea de Medicină Capitală a Spitalului Xuanwu; Xiao Long de la Spitalul Universitar Medical Medical din Beijing; și Guoji Guo de la Școala de Medicină a Universității Zhejiang.

Activitatea și cercetătorii implicați au fost susținuți de subvenții din cadrul Programului Național de Cercetare și Dezvoltare cheie din China, Programul de cercetare prioritară strategică al Academiei de Științe din China, Fundația Națională de Științe Naturale din China, Fundația de Științe Naturale din Beijing, Comisia Municipală de Sănătate din Beijing și planificare familială, Centrul avansat de inovare pentru protecția creierului uman, Laboratorul cheie de stat de biologie a membranei, Fundația Moxie și Fundația Glenn.