Дієта, що складається з меншої кількості калорій, покращує продуктивність клітин

Андре Жуліан, FAPESP

меншої

Кількість калорій, які людина вживає, безпосередньо впливає на роботу клітин. Група дослідників з Університету Сан-Паулу (USP) показала, що низькокалорійне харчування має захисний ефект від деяких захворювань. Подібні дослідження були представлені в перший день Лондонського тижня FAPESP, який проходив 11-13 лютого 2019 р. Дослідження проводились під егідою Центру досліджень процесів відновлення відновних процесів у біомедицині .

"Ми розглядаємо, як зміни в раціоні впливають на метаболізм і як це в кінцевому підсумку змінює шанси на захворювання, пов'язані зі старінням", - сказала Алісія Ковальтовскі, професор Хімічного інституту USP (IQ-USP). Один з експериментів групи на мишах показує, що низькокалорійна дієта може захистити мозок від загибелі нейрональних клітин, пов'язаних із такими захворюваннями, як хвороба Альцгеймера, Паркінсона, епілепсія та церебрально-судинна катастрофа (CVA).

Мишей розділили на дві групи. Дослідники підрахували середню кількість калорій, яку їла б група без обмежень, а потім годували іншу групу на 40 відсотків менше калорій. Через 14 тижнів мишам, які належали до двох груп, зробили ін’єкцію, що містить речовину, яка, як відомо, викликає судоми, пошкодження та загибель нейрональних клітин.

У той час як у тварин у групі, які не мали дієтичних обмежень, виникали напади, у тварин, калорії яких були обмежені, цього не було. Потім дослідники вивчали, що сталося in vitro. Для цього вони виділили органели мозку мишей, які також були розділені на дві групи: ті, які мали необмежений раціон харчування, і ті, які мали обмежений раціон. Коли кальцій вводили в середовище, вони відзначали, що поглинання було більшим у мітохондріях, що належать до групи, яка споживала менше калорій.

Мітохондрії - це органели, що відповідають за вироблення енергії в клітинах. У разі мишей, які піддавались дієті з обмеженим вмістом калорій, мітохондрії збільшували здатність засвоєння кальцію в ситуаціях, коли рівень цього мінералу був патологічно високим.

В підшлунковій залозі обмеження калорій показало, що воно може покращити реакцію клітин на підвищений рівень глюкози в крові. До такого висновку вчені дійшли після проведення експериментів із використанням культур бета-клітин, які залишаються на острівцях підшлункової залози і відповідають за вироблення інсуліну.

Сироватка крові мишей, підданих різноманітним дієтам, подібно до дослідження впливу обмеження калорійності на нейрони, використовувалася для живлення клітин, культивованих in vitro. У клітинах, оброблених сироваткою тварин, які їли менше калорій, секреція інсуліну через бета-клітини відбувалася нормально: низька, коли глюкоза була низькою, і висока, коли глюкоза була підвищена. Цього не траплялося у тварин, які їли більше калорій (і ожиріли). Експеримент показав, що може бути фактор циркулюючої крові, який різко модифікує функцію бета-клітин.

Дослідники знову підняли гіпотезу про те, що явище пов’язане з мітохондріями, оскільки секреція інсуліну залежить від наявності АТФ (аденозинтрифосфату, молекули, що зберігає енергію) у клітині. Коли вони вимірювали споживання кисню двома групами клітин, вони спостерігали, що воно було вищим у клітинах, які отримували сироватку від тварин, які зазнали обмеження калорій. Оскільки дихання відповідає за вивільнення інсуліну під час піку глюкози, це було ознакою того, що клітини генерували більше АТФ за таких умов.

Інші експерименти також показали, що мітохондрії клітин, оброблених сироваткою від тварин, які зазнали обмеження калорій, обмінювались між собою більше матеріалу, що робило їх більш ефективними.

Здорове старіння

Ковальтовський зазначив, що розуміння того, як працює метаболізм, є важливим для профілактики та лікування таких обмінних захворювань, як ожиріння. Загальновідомо, що ожиріння є одним із прогностичних факторів нездорового старіння.

"Люди з ожирінням набагато частіше хворіють на вікові захворювання. Сюди входять нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера, проліферативні захворювання, такі як рак, а також самі метаболічні захворювання, такі як діабет 2 типу, гіперліпідемія, серцевий напад та ХВН. Люди з ожирінням мають більший рівень захворюваності з усіх цих ", - сказав дослідник.

Запобігаючи ожирінню, ми можемо запобігти цим захворюванням. Однак світова епідемія не зменшилась навіть при постійних попередженнях про необхідність збалансованого харчування та фізичної активності.