Изследователи от Пенсилванския университет може би са открили още едно ниво на сложност в загадката как храненето влияе на стареенето.
Ново проучване, ръководено от експерти от Колежа по здравеопазване и човешко развитие в Пенсилвания, изследва как ограничаването на калориите влияе върху теломерите - области от генетични основи, които действат като защитни капачки в края на хромозомите.
Резултатите на изследователите са публикувани в списание Ageing Cell.
Изследователите са анализирали данни от двугодишно проучване за ограничаване на калориите при хора и са открили, че хората, които са намалили калориите си, са загубили теломерите си с различна скорост от контролната група, въпреки че и двете групи са приключили проучването с теломери с почти еднаква дължина. Установено е, че ограничаването на калориите от 20 до 60 % спомага за удължаването на живота при много видове.
През човешкия живот всеки път, когато клетките на човека се възпроизвеждат, някои теломери се губят, когато хромозомите се разделят в новата клетка. Когато това се случи, общата дължина на теломерите на клетката се скъсява. След като клетките се репликират достатъчно пъти, защитната обвивка на теломерите напълно се разсейва. Тогава генетичната информация в хромозомата може да се увреди, което да попречи на бъдещото възпроизвеждане или правилното функциониране на клетката. Клетката с по-дълги теломери е функционално по-млада от клетката с къси теломери, което означава, че двама души с еднаква хронологична възраст могат да имат различна биологична възраст в зависимост от дължината на теломерите им.
Типичното стареене, стресът, болестите, генетиката, диетата и други фактори могат да повлияят на това колко често се репликират клетките и колко дължина запазват теломерите, твърди Идан Шалев, доцент по биоповеденческо здраве в Пенсилвания. Шалев е ръководител на изследователите, които са анализирали генетични проби от националното проучване CALERIE - първото рандомизирано клинично изпитване на ограничаване на калориите при хора.
Шалев и екипът му са се опитали да разберат ефекта на ограничаването на калориите върху дължината на теломерите при хората. Тъй като дължината на теломерите отразява колко бързо или бавно стареят клетките на човека, изследването на дължината на теломерите може да позволи на учените да определят един от начините, по които ограничаването на калориите може да забави стареенето при хората.
"Има много причини, поради които ограничаването на калориите може да удължи продължителността на човешкия живот, и темата все още се проучва", казва Уейлон Хейстингс, който получава докторска степен по биоповеденческо здраве в Пенсилвания през 2020 г. и е водещ автор на това проучване. "Един от основните механизми, чрез които се удължава животът, е свързан с метаболизма в клетката. Когато в клетката се консумира енергия, отпадъчните продукти от този процес предизвикват оксидативен стрес, който може да увреди ДНК и по друг начин да разруши клетката. Когато обаче клетките на човек консумират по-малко енергия поради ограничаване на калориите, има по-малко отпадъчни продукти и клетката не се разрушава толкова бързо."
Изследователите са изследвали дължината на теломерите на 175 участници в проучването, като са използвали данни от началото на проучването CALERIE, една година след началото на проучването и в края на проучването след 24-месечно ограничаване на калориите. Приблизително две трети от участниците в изследването са участвали в ограничаването на калориите, а една трета са служили като контролна група.
По време на проучването резултатите показват, че загубата на теломерите променя траекторията си. През първата година участниците, които са ограничавали калорийния прием, са загубили тегло и са загубили теломери по-бързо от контролната група. След една година теглото на участниците, ограничаващи калорийния прием, се стабилизирало и ограничаването на калорийния прием продължило още една година. През втората година от проучването участниците, подложени на калорийно ограничение, губели теломери по-бавно от контролната група. В края на двете години двете групи се сближили и дължината на теломерите на двете групи не се различавала статистически.
"Това изследване показва сложността на начина, по който ограничаването на калориите влияе върху загубата на теломери", казва Шалев. "Предположихме, че загубата на теломерите ще бъде по-бавна сред хората, подложени на ограничаване на калориите. Вместо това установихме, че хората на калорийно ограничение губят теломери по-бързо в началото, а след това по-бавно, след като теглото им се стабилизира."
Според Шалев резултатите повдигат много важни въпроси. Например какво би се случило с дължината на теломерите, ако данните бяха събирани в продължение на още една година?
Планира се участниците в проучването да бъдат подложени на събиране на данни при 10-годишно проследяване и Шалев заяви, че няма търпение да анализира тези данни, когато станат достъпни.
Въпреки нееднозначността на резултатите, Шалев заяви, че потенциалните ползи за здравето от ограничаването на калориите при хората са обещаващи. Предишни изследвания на базата на данните от CALERIE показаха, че ограничаването на калориите може да помогне за намаляване на вредния холестерол и понижаване на кръвното налягане. По отношение на теломерите двугодишният срок не е бил достатъчен, за да се покажат ползите, но според Шалев и Хейстингс те все още могат да бъдат разкрити.
Трима от стажантите на Шалев - Хейстингс, настоящият дипломант Кяофенг Йе и бившият постдокторант Сара Улф - са ръководили изследването под ръководството на Шалев. Хейстингс заяви, че възможността да ръководи това изследване е била от решаващо значение за кариерата му.
"Наскоро бях нает за доцент в катедрата по хранене в Тексаския университет A&M и ще започна тази работа през есенния семестър", каза Хейстингс. "Преди този проект имах ограничен опит в областта на храненето. Този проект буквално определи посоката на моята кариера и съм благодарен на д-р Шалев, че ми повери тази отговорност."