* Cui trebuie să i se adreseze corespondența. E-mail: [email protected]

calorică

Cifre

Citare: Heilbronn LK, Ravussin E (2005) Restricția calorică extinde durata de viață - Dar care calorii? PLoS Med 2 (8): e231. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0020231

Publicat: 30 august 2005

Interese concurente: Autorii efectuează primul studiu clinic randomizat de restricție calorică la oameni non-obezi, finanțat de Institutul Național pentru Îmbătrânire (Bethesda, Maryland, Statele Unite).

Abrevieri: CR, restricție de calorii; DR, restricție dietetică; mTOR, țintă de rapomiocină la mamifere

Dovezi că restricția calorică (CR) întârzie îmbătrânirea și extinde durata de viață medie și maximă a fost descrisă pentru prima dată în anii 1930 de McCay și colab. [1]. De atunci, s-au făcut observații similare la o varietate de specii, inclusiv rozătoare, pești, muște ale fructelor, viermi și drojdie [2] și, deși nu sunt încă definitive, rezultatele studiilor de longevitate în curs la maimuțe sugerează că CR se va extinde și durata de viață la speciile cu viață mai lungă [3,4].

Există multe teorii care explică mecanismele prin care CR extinde durata de viață. O ipoteză timpurie a fost că maturizarea sexuală întârziată ar putea fi un mecanism. Cu toate acestea, de atunci s-a demonstrat că CR inițiat la animale mai în vârstă crește, de asemenea, durata de viață [5]. Rata metabolică redusă - cu reducerea consecventă a producției de radicali liberi - a fost o altă ipoteză timpurie, care a condus la explicarea efectelor anti-îmbătrânire a CR. Dar există multe alte efecte metabolice care au fost asociate cu CR, inclusiv modificarea sensibilității și semnalizării insulinei, rezistența la stres, funcția neuroendocrină modificată și modificarea semnalizării nutrienților. Oricare sau o combinație a acestor modificări biologice poate întârzia îmbătrânirea. Cu toate acestea, studii recente par să favorizeze un răspuns la stres foarte conservat care a evoluat devreme la majoritatea speciilor pentru a crește șansa unui organism de a supraviețui adversității (cum ar fi CR) prin declanșarea unor răspunsuri fiziologice concertate [6].

Compoziția nutrienților dietelor cu restricții calorice

Studiile anterioare pe rozătoare au arătat că efectele CR asupra prelungirii duratei de viață sunt dependente de doză, cu o reducere de 20% a aportului de calorii producând o creștere mai mică a duratei de viață comparativ cu o reducere de 40% a aportului de alimente [7]. Din această lucrare și altele, reducerea caloriilor a fost recunoscută ca fiind de o importanță capitală în răspunsul la longevitate, iar modificările conținutului de nutrienți din diete au fost considerate irelevante. Cu toate acestea, un studiu recent realizat în PLoS Biology de Mair și colab. contestă acest concept de lungă durată al CR [8].

De la muște de fructe la rozătoare

În studiul realizat de Mair și colab., Autorii au examinat durata de viață a muștelor fructelor (Drosophila melanogaster) hrănite cu una din cele patru diete diferite: (1) o combinație de drojdie și zahăr (martor), (2) restricționată numai în drojdie, 3 ) restricționat numai în zahăr și (4) restricționat în drojdie și zahăr. Autorii au observat că, în grupul cu zahăr restricționat, în comparație cu martorii, durata maximă de viață a fost neschimbată și durata medie de viață a crescut cu doar 12%. Pe de altă parte, atât durata maximă cât și cea mediană au crescut substanțial în grupul cu drojdie restricționată și în grupul cu drojdie și zahăr restricționat (Figura 1). Foarte important, autorii susțin că conținutul total de calorii din zahărul restricționat și dietele cu drojdie restricționate au fost similare. Astfel, din acest studiu se poate implica că restricționarea carbohidraților este mai puțin avantajoasă decât restricționarea proteinelor/lipidelor pentru medierea efectelor restricției dietetice (DR) asupra duratei de viață.

(A) și (B) reprezintă repetări independente. Săgețile roșii leagă perechi de tipuri de alimente în care diferențele în conținutul caloric se datorează concentrațiilor diferite de drojdie. Săgețile albastre leagă perechi de tipuri de alimente în care diferențele în conținutul caloric se datorează concentrațiilor diferite de zahăr. Săgeata verde leagă tipurile de alimente în care diferențele de conținut caloric se datorează atât concentrațiilor diferite de zahăr, cât și de drojdie. Durata de viață este extinsă într-o măsură mai mare pe calorii prin reducerea concentrației de drojdie de la control la nivelurile de DR decât prin reducerea zahărului. Acest lucru este în contrast cu ceea ce s-ar prezice dacă aportul de calorii ar fi mediatorul cheie al extinderii duratei de viață de către DR la muștele fructelor.

Este îngrijorător faptul că autorii nu au măsurat direct aportul total de alimente al muștelor, ci doar aportul estimat prin examinarea comportamentului lor de hrănire. Este posibil ca această metodă să nu țină seama de diferențele posibile în ceea ce privește rata de absorbție a alimentelor de muște restricționate, care ar putea afecta rezultatele.

Anchetatorii au întreprins studii privind restricția calorică prelungită la om

Doar o mână de studii au investigat rolul modificării compoziției nutrienților asupra longevității la rozătoare. Rezultatele acestor studii au fost contradictorii, unele studii care nu au arătat nicio prelungire a duratei de viață după restricționarea numai a grăsimilor [9], iar altele au arătat o durată de viață crescută după înlocuirea cazeinei-proteine ​​cu soia [10]. Cu toate acestea, conceptul că nu doar aportul redus de calorii determină efectul de prelungire a duratei de viață nu este nou, iar calendarul consumului de alimente a fost, de asemenea, propus ca fiind de importanță. De exemplu, când rozătoarele sunt hrănite zilnic, se observă îmbunătățiri ale biomarkerilor de îmbătrânire și de creștere a duratei de viață, chiar dacă aportul de calorii măsurat și greutatea corporală nu au fost statistic diferite de animalele ad-libitum sau de cele hrănite în pereche [11,12]. Aceste răspunsuri au fost dependente de genotipul și vârsta la care a fost implementat protocolul. Mai mult, animalele hrănite la fiecare două zile au avut un răspuns mai bun la factorii de stres neurotoxici în comparație cu animalele menținute cu CR prelungit.

Mecanismele din spatele diferențelor în limitarea carbohidraților vs. proteine ​​/ lipide pe durata de viață nu au fost examinate în Mair și colab. studiu [8]. Astfel de mecanisme implică în mod evident existența unor sisteme moleculare în celule care detectează macronutrienții - sisteme care pot răspunde nu numai la disponibilitatea nutrienților, ci și la răspunsul hormonal provocat de acești nutrienți dietetici [13]. De exemplu, restricționarea carbohidraților alimentari crește concentrația plasmatică de B-hidroxibutirat (adică cetogeneză), o schimbare care poate contracara durata de viață a mamiferelor. Cu toate acestea, modelele de șobolani ale bolilor Alzheimer și Parkinson hrănite cu o dietă ketogenică prezintă o rezistență crescută la convulsii și au o protecție sporită a neuronilor [14]. Dietele ketogenice sunt, de asemenea, prescrise pacienților cu epilepsie și, deși nu au existat studii randomizate controlate, studii observaționale ample (unele prospective) sugerează că această dietă are un efect benefic asupra convulsiilor [15].

Cu toate acestea, este probabil ca carbohidrații și proteinele să modifice în mod diferențiat căile de detectare a nutrienților, cum ar fi Sir2 și ținta mamiferelor de rapomiocină (mTOR), care câștigă acceptarea ca mediatori ai efectelor de extindere a duratei de viață a CR [16]. Sir2 (omologul mamiferelor este SIRT1) este o histonă deacetilază dependentă de nicotinamidă-adenină-dinucleotidă care interacționează cu numeroși factori de transcripție pentru a reduce la tăcere transcrierea genei. Sir2 este reglat în sus de CR și este necesar pentru efectele de extindere pe durata de viață a CR în Caenorhabditis elegans (revizuite în [6]). mTOR este o serină/treonin kinază care este activată de insulină, nutrienți și factori de creștere și este un regulator central al biogenezei ribozomilor, sintezei proteinelor și creșterii celulare. Inhibarea mTOR crește durata de viață la Drosophila și C. elegans (revizuită în [16]).

Există implicații pentru viața umană?

Evident, organismele nevertebrate nu pot servi ca modele fiabile pentru longevitatea umană, iar rezultatele lui Mair și colab. [8] nu ar trebui să fie extrapolate la mamifere în general. Dar dacă acest rezultat ar putea fi reprodus la oameni, atunci perspectiva DR pentru creșterea duratei de viață ar fi eminamente mai atractivă decât CR general. Acest lucru ar însemna că o schimbare a modelelor alimentare ar putea avea un efect similar cu reducerea dramatică a aportului total de alimente. Cu toate acestea, efectele extinderii duratei de viață a CR nu au fost dovedite la oameni, iar juriul este încă în discuție dacă compoziția nutrienților va afecta chiar durata de viață a primatelor neumane.

În strânsă colaborare cu Institutul Național pentru Îmbătrânire, anchetatorii din Baton Rouge, Boston și Saint Louis (toate din Statele Unite) au întreprins studii de RC prelungit la om. Aceste studii au scopul de a testa fezabilitatea și siguranța diferitelor tipuri de diete cu restricții calorice la persoanele neobeze și de a determina efectele RC asupra factorilor de risc pentru bolile legate de vârstă, factorii psihologici, funcția imună, stresul oxidativ și căile moleculare identificate. la speciile inferioare [17]. Aceste tipuri de studii vor ajuta în continuare la identificarea mecanismelor care stau la baza efectului CR sau DR asupra longevității.