Існуюча теорія, що пояснює вплив обмеженої дієти на тривалість життя

Команда вчених під керівництвом Університету Шеффілда повідомила про дослідження на плодових мухах, які пропонують перехід на багату дієту після вживання обмеженої дієти може зменшити тривалість життя та негативно вплинути на здоров'я. Дослідження на багатьох видах показали, що обмеження споживання їжі, яке відоме як обмеження калорійності або дієти (DR), може продовжити тривалість життя, однак нові результати ставлять під сумнів існуючу еволюційну теорію, чому DR збільшує тривалість життя. Результати також дають нове уявлення про те, чому, а також про те, як дієти можуть принести користь людині з точки зору уповільнення старіння та виникнення вікових захворювань, і вказують на те, що багаторазова або різка зміна дієти може зашкодити здоров’ю в певних ситуаціях.

"Вплив дієти на здоров'я величезний, але ми мало розуміємо точні механізми," сказала Мірре Саймонс, доктор філософії, з кафедри наук про тварин і рослини Університету Шеффілда. “Наша робота зараз виявила дивовижну властивість обмеження дієти, оскільки вона робить мух погано підготовленими до багатого харчування. Це суперечило нашим сподіванням і суперечить сучасній еволюційній теорії. У біології старіння польова еволюційна біологія мала великий вплив на інтерпретацію більш механістичних досліджень. Таким чином, наша робота сприяє ширшому розумінню обмежень у харчуванні та зусиллям, спрямованим на перетворення його переваг на людину ".

Дослідження показали, що DR поширює стан здоров'я та тривалість життя на різних таксонах, від дріжджів до мишей, і за дуже невеликими винятками, відзначають автори. "Зменшення загальної кількості калорій або обмеження макроелементів, таких як білок, надійно продовжує тривалість життя", - написали вони. "Хоча точні універсальні механізми, що пов'язують ДР зі старінням, залишаються незрозумілими, переклад переваг здоров'я ДР для людської медицини вважається можливим".

Загальна еволюційна теорія, чому існує це явище, базується на передумові, що обмеження дієти - зменшення певного або загального споживання поживних речовин, не викликаючи недоїдання - викликає стратегію виживання людей та тварин. Теорія припускає, що це пов’язано з тим, що люди та тварини інвестують у підтримку та відновлення організму в часи низької доступності їжі, щоб дочекатися моментів, коли доступність їжі зросте. "ДР представляє загадку", - зазначила команда. “Чому організми живуть довше з обмеженим енергетичним бюджетом? В даний час прийнята еволюційна модель ДР використовує життєву історію старіння для пояснення цієї загадки. Модель передбачає, що нижче певного порогу ресурсів організми перерозподілятимуть енергію майже виключно на соматичне утримання ... », і це дозволить їм пережити періоди голоду. "Оптимальною стратегією, що максимізує фізичну форму, у цих суворих умовах було б припинення інвестицій у розмноження та використання цієї енергії для отримання фізичної форми, коли умови покращаться".

Насправді існує мало альтернатив цій соматичній моделі реакції на підтримку, яка може пояснити еволюційну біологію ДР, продовжували вчені. "Це привабливе еволюційне обгрунтування додало довіри припущенню, що фізіологічні зміни у тварини, що страждає на DR, за своєю суттю є продовженням життя, оскільки це означає, що DR збільшує інвестиції в соматичне утримання". Модель підтримує ключовий прогноз, згідно з яким організми збільшують інвестиції в соматичне утримання в періоди DR, коли доступність ресурсів покращується, ці особи повинні «перемагати вікові та насичені засоби контролю за виживанням та/або розмноженням ... Ресурси, виділені соматичним технічне обслуговування має призвести до вищої фізичної форми », - зазначила команда.

Співпрацюючи з науковцями з Університету Брауна, вчені Університету Шеффілдського інституту здорової тривалості життя перевірили сучасну еволюційну теорію та передбачуваний прогноз, використовуючи плодову муху (Drosophilia melanogaster) як експериментальну модель. Їхні висновки, напрочуд тепер оскаржують теорію, і продемонстрували, що плодові мухи годувались обмеженим раціоном, а потім поверталися до багатого раціону, швидше за все помирали і несли менше яєць, порівняно з мухами, які все своє життя проводили на багатій дієті. Результати показали, що замість того, щоб очікувати збільшення їжі в майбутньому, мухи, по суті, чекали смерті на обмеженому харчуванні. "... ми виявляємо, що періоди ДР не призвели до вищої соми, а натомість призвели до значного збільшення смертності та зменшення плодючості, коли доступність поживних речовин повернулася до великої кількості", - написали автори. "Наші результати ставлять під сумнів сучасне пояснення еволюційного походження ДР, а отже, його значення в інтерпретації механістичного походження ДР".

Дослідники припустили, що замість обмеження дієти, що збільшує механізми ремонту та обслуговування, це насправді може бути втечею від згубних наслідків багатої дієти. Ця нова інтерпретація може допомогти вченим зрозуміти, чому і як дієта може мати такий глибокий вплив на здоров'я. Керівник дослідження Ендрю Маккрекен, докторант кафедри наук про тварин і рослини Університету Шеффілда, прокоментував: «Обмеження в харчуванні - це незвичайний парадокс, який викликав великий інтерес у галузі старіння. Тепер наші результати вказують нам на більш точне пояснення того, чому це відбувається, і мають потенціал повністю перенести фокус майбутніх досліджень. Нашим найдивовижнішим висновком було те, що за певних обставин дієти з обмеженим харчуванням також можуть бути причиною певних видів шкоди для людини. Це глибше розуміння покарань та переваг певних видів дієт сприятиме пошукам фармацевтичних заходів, що імітують обмеження в харчуванні ".

Пляшки личинок і лялечок Drosophila melanogaster. У пляшках міститься середовище для годування личинок, що розвиваються, і дорослих мух. [Грейсі Адамс] Дослідники визнали, що механізми, що лежать в основі підвищеної смертності, що спостерігається, коли мухи повертаються до багатого раціону після періоду АР, не зрозумілі. "Ми виключили водний баланс, соціальні наслідки, мікробіом та специфічні для статі ефекти як цілком відповідальні за наші спостереження", - заявили вони. «Отже, ми робимо висновок, що разом із фізіологічними витратами, пов’язаними з багатою дієтою, існують і приховані витрати, пов’язані з АД. Ці витрати з’являються лише тоді, коли після ДР відновлення багатої дієти відновлюється ».

Вони зазначають, що всі наявні на сьогодні дані свідчать про те, що поглинання білка макроелементів відповідає за вплив дієти на довголіття, і, маючи це на увазі, вони продовжили: "Ми припускаємо, що вплив DR на довголіття відбувається не через збільшення інвестицій у соматичні підтримання, але результат вимушеного втечі від внутрішньо шкідливих наслідків дієтичного білка ... Ми пропонуємо, щоб пошуки механізмів розвитку ДР сприяли визнанню того, що соматичне утримання не обов'язково відповідає за продовження життя, яке спостерігається при АД. "

Автори також зазначили, що їх результати можуть мати наслідки для продовження досліджень щодо потенційних переваг періодичного голодування для здоров'я. Попередні дослідження на мишах припустили, що періодичне голодування може продовжити тривалість життя подібно до обмеження калорій. "Дані про переривчасте голодування у людей є багатообіцяючими і мають потенційне застосування при конкретних захворюваннях", - продовжили вчені, хоча переконливих доказів клінічних випробувань бракує, зазначають вони. "Наша робота зараз припускає, що періодична АД, залежно від тривалості, може мати негативні наслідки". Спостереження, про які повідомляють дослідження, також відповідають синдрому повторного годування - клінічному стану, що виникає при повторному годуванні після періоду голодування. "Залишається визначити, яка тривалість голодування або DR може спричинити такі шкідливі фізіологічні ефекти при повторному згодовуванні настільки, наскільки це компенсує його фізіологічні переваги для людини", - зазначили вони.