Калорійне обмеження зменшує запалення, попереджає негативні наслідки старіння клітин

Якщо ви хочете зменшити запалення у всьому тілі, відкласти початок вікових захворювань і жити довше, вам доведеться їсти менше їжі. Це висновок нового дослідження вчених із США та Китаю, яке містить найбільш детальний на сьогоднішній день звіт про клітинний ефект дієти з обмеженим вмістом калорій. Незважаючи на те, що переваги обмеження калорій давно відомі, нові результати показують, як це обмеження може захистити від старіння в клітинних шляхах, як це детально описано в Cell від 27 лютого 2020 р.

Старіння є найвищим фактором ризику для багатьох захворювань людини, включаючи рак, деменцію, діабет та метаболічний синдром. Обмеження калорійності показано на моделях тварин як одне з найбільш ефективних заходів проти цих вікових захворювань. І хоча дослідники знають, що окремі клітини зазнають багатьох змін у міру старіння організму, вони не знають, як обмеження калорій може вплинути на ці зміни. За словами Хуана Бельмонте з Інституту Солка,

"Ми вже знали, що обмеження калорій збільшує тривалість життя, але тепер ми показали всі зміни, які відбуваються на рівні однієї клітини, щоб спричинити це".

У новій роботі Бельмонте та його співробітники - у тому числі троє випускників його лабораторії Солка, які зараз є професорами, що проводять власні дослідницькі програми в Китаї - порівнювали щурів, які їли на 30 відсотків менше калорій з щурами на звичайних дієтах. Раціон тварин контролювали у віці від 18 місяців до 27 місяців. (У людей це приблизно еквівалентно тому, хто дотримується дієти з обмеженим вмістом калорій у віці від 50 до 70 років.)

Як на початку, так і на завершенні дієти, команда Бельмонте виділила та проаналізувала загалом 168 703 клітин із 40 типів клітин у 56 щурів. Клітини надходили з жирових тканин, печінки, нирок, аорти, шкіри, кісткового мозку, мозку та м’язів. У кожній ізольованій клітині дослідники використовували одноклітинну технологію генетичного секвенування для вимірювання рівня активності генів. Вони також розглянули загальний склад типів клітин у будь-якій даній тканині. Потім вони порівняли старих і молодих мишей за кожною дієтою.

Багато змін, які відбулися, коли щури на звичайному харчуванні старіли, не відбулися у щурів на обмеженому харчуванні.

Навіть у літньому віці багато тканин і клітин тварин, що харчувалися, дуже нагадували тканини молодих щурів.

В цілому, 57 відсотків вікових змін клітинного складу, що спостерігаються в тканинах щурів на нормальній дієті, не було у щурів на дієті з обмеженим вмістом калорій.

"Цей підхід не тільки розповів нам про вплив обмеження калорій на ці типи клітин, але також забезпечив найбільш повне і детальне вивчення того, що відбувається на рівні одноклітинних процесів під час старіння", - говорить автор-кореспондент Гуан-Хуей Лю, професор Китайської академії наук.

Деякі клітини та гени, які найбільше постраждали від дієти, пов’язані з імунітетом, запаленням та метаболізмом ліпідів. Кількість імунних клітин майже в кожній досліджуваній тканині різко зростала, оскільки контрольні щури старіли, але вік у щурів з обмеженим вмістом калорій не впливав. У коричневій жировій тканині - одному з типів жирової тканини - дієта з обмеженим вмістом калорій повернула рівні експресії багатьох протизапальних генів до тих, що спостерігаються у молодих тварин.

"Основним відкриттям цього поточного дослідження є те, що збільшення запальної реакції під час старіння може систематично придушуватися обмеженням калорій".

Коли дослідники придумали фактори транскрипції - по суті, головні перемикачі, які можуть в значній мірі змінити активність багатьох інших генів - які були змінені внаслідок обмеження калорій, один із них виділився. Рівні фактора транскрипції Ybx1 були змінені дієтою в 23 різних типах клітин. Вчені вважають, що Ybx1 може бути віковим фактором транскрипції, і планують додаткові дослідження щодо його наслідків.

"Люди кажуть, що" ти є тим, що ти їси ", і ми виявляємо, що це справді багато в чому", - говорить Консепсьон Родрігес Естебан, інший з авторів статті та співробітник Salk. "Стан клітин у віці явно залежить від вашої взаємодії з навколишнім середовищем, що включає, що і скільки ви їсте".

Зараз команда намагається використовувати цю інформацію, намагаючись виявити старіння цілей наркотиків та реалізувати стратегії, спрямовані на збільшення тривалості життя та здоров'я.