Десятилетия исследований показали, что ограничение потребления калорий мухами, червями и мышами может увеличить продолжительность жизни в лабораторных условиях. Но может ли такое ограничение калорий сделать то же самое для людей, остается неясным. Теперь новое исследование, проведенное учеными из Йельского университета, подтверждает пользу для здоровья людей от умеренного ограничения калорий и определяет ключевой белок, который можно использовать для улучшения здоровья людей.
Результаты были опубликованы 10 февраля в журнале Science .
Исследование было основано на результатах комплексной оценки долгосрочных эффектов снижения потребления энергии (CALERIE), первого контролируемого исследования ограничения калорий на здоровых людях. Для испытания исследователи сначала установили базовое потребление калорий среди более чем 200 участников исследования. Затем исследователи попросили часть этих участников сократить потребление калорий на 14%, в то время как остальные продолжали питаться как обычно, и проанализировали долгосрочные последствия ограничения калорий для здоровья в течение следующих двух лет.
«Общая цель клинического испытания заключалась в том, чтобы увидеть, так ли полезно ограничение калорий для людей, как и для лабораторных животных», — сказал Вишва Дип Диксит, профессор патологии, иммунобиологии и сравнительной медицины Вальдемара фон Зедтвица и старший автор исследования. . И если это так, сказал он, исследователи хотели лучше понять, что именно ограничение калорий делает с телом, что приводит к улучшению здоровья.
Поскольку предыдущие исследования показали, что ограничение калорий на мышах может увеличить риск заражения, Диксит также хотел определить, как ограничение калорий может быть связано с воспалением и иммунным ответом .
«Потому что мы знаем, что хроническое слабовыраженное воспаление у людей является основным триггером многих хронических заболеваний и, следовательно, оказывает негативное влияние на продолжительность жизни», — сказал Диксит, который также является директором Йельского центра исследований старения. «Здесь мы спрашиваем: что ограничение калорий делает для иммунной и метаболической систем, и если это действительно полезно, как мы можем использовать эндогенные пути, которые имитируют его эффекты у людей?»
Диксит и его команда начали с анализа вилочковой железы, железы, которая находится над сердцем и производит Т-клетки, тип лейкоцитов и важную часть иммунной системы. Тимус стареет быстрее, чем другие органы. По словам Диксит, к тому времени, когда здоровые взрослые достигают возраста 40 лет, 70% тимуса уже заполнено жиром и не функционирует. И с возрастом тимус производит меньше Т-клеток. «Когда мы становимся старше, мы начинаем ощущать отсутствие новых Т-клеток, потому что те, которые у нас остались, не очень хорошо борются с новыми патогенами», — сказал Диксит. «Это одна из причин, почему пожилые люди подвергаются большему риску заболеть».
Для исследования исследовательская группа использовала магнитно-резонансную томографию (МРТ), чтобы определить, существуют ли функциональные различия между вилочковой железой у тех, кто ограничивал калории, и у тех, кто этого не делал. Они обнаружили, что вилочковая железа у участников с ограниченным потреблением калорий имела меньше жира и больший функциональный объем после двух лет ограничения калорий, что означает, что они производили больше Т-клеток, чем в начале исследования. Но у участников, которые не ограничивали свои калории, не было изменений в функциональном объеме.
«Тот факт, что этот орган можно омолодить, на мой взгляд, ошеломляет, потому что очень мало свидетельств того, что это происходит у людей», — сказал Диксит. «То, что это вообще возможно, очень интересно».
Диксит и его коллеги ожидали, что при таком резком воздействии на вилочковую железу они также обнаружат влияние на иммунные клетки, вырабатываемые вилочковой железой, изменения, которые могут лежать в основе общих преимуществ ограничения калорий. Но когда они секвенировали гены в этих клетках, они обнаружили, что никаких изменений в экспрессии генов после двух лет ограничения калорий не произошло.
Это наблюдение потребовало от исследователей более внимательного изучения, в результате чего был сделан неожиданный вывод: «Оказывается, действие действительно происходило в тканевой микросреде, а не в Т-клетках крови», — сказал Диксит.
Диксит и его команда изучали жировую ткань или жировые отложения участников, подвергавшихся ограничению калорий, в трех временных точках: в начале исследования, через год и через два. По словам Диксит, жировые отложения очень важны, потому что в них находится сильная иммунная система. Он объяснил, что в жире есть несколько типов иммунных клеток, и когда они неправильно активируются, они становятся источником воспаления.
«Мы обнаружили заметные изменения в экспрессии генов жировой ткани через год, которые сохранялись в течение двух лет», — сказал Диксит. «Это выявило некоторые гены, которые были вовлечены в продление жизни у животных, а также уникальные мишени, имитирующие ограничение калорий, которые могут улучшить метаболический и противовоспалительный ответ у людей».
Признав это, исследователи затем решили выяснить, могут ли какие-либо из генов, которые они идентифицировали в своем анализе, управлять некоторыми полезными эффектами ограничения калорий. Они оттачивали ген PLA2G7 — или ацетилгидролазы фактора активации тромбоцитов группы VII A — который был одним из генов, значительно ингибируемых после ограничения калорий. PLA2G7 — это белок, вырабатываемый иммунными клетками, известными как макрофаги.
Это изменение в экспрессии гена PLA2G7, наблюдаемое у участников, которые ограничивали потребление калорий, позволяет предположить, что этот белок может быть связан с эффектами ограничения калорий. Чтобы лучше понять, вызывал ли PLA2G7 некоторые эффекты, наблюдаемые при ограничении калорий, исследователи также отследили, что произошло, когда белок был снижен у мышей в лабораторном эксперименте.
«Мы обнаружили, что снижение PLA2G7 у мышей дало преимущества, аналогичные тем, которые мы наблюдали при ограничении калорий у людей», — сказала Ольга Спадаро, бывший научный сотрудник Йельской школы медицины и ведущий автор исследования. В частности, вилочковая железа этих мышей функционировала дольше, мыши были защищены от увеличения веса, вызванного диетой, и они были защищены от возрастного воспаления.
