Обмеження калорій: Частина IIA - дослідження мавп

Медісон, Вісконсін та Балтімор, штат Меріленд: казка про два дослідження

від Пітер Аттіа

Час читання 8 хвилин

Медісон, Вісконсін та Балтімор, штат Меріленд: казка про два дослідження

Як ми обговорювали в Частині I цієї серії, багато експериментів, починаючи з експериментів, що стосуються дріжджів, глистів, мух та гризунів, припускають, що обмеження калорій (CR) може продовжити тривалість життя. Отже, коли Wall Street Journal під заголовком "Дослідження виявляє, що низькокалорійний раціон продовжує тривалість життя мавп", у відповідь на експеримент, що демонструє передбачувані переваги CR (Colman et al., 2009), він не видався суперечливим або особливо вартим уваги.

Але це було чудово з кількох причин. Це були мавпи. Це дослідження, проведене в Університеті Вісконсіна (UW), 1 Вісконсінський національний дослідницький центр приматів, або WNPRC, якщо бути більш конкретним. у 2019 році виповниться 30 років, це диво довголіття саме по собі. Дослідження також було суворо контрольоване. Якщо ми можемо відкинути етику, це були суб’єкти, що перебувають у полоні (в індивідуальній клітці), і кожен з них отримував їжу від слідчих.

Дослідники не можуть проводити такі типи довготривалих остаточних досліджень на людях насамперед із трьох причин. По-перше, вони непомірно дорогі. По-друге, вони проводять багато часу. По-третє, це занадто важко зробити. (Ви також можете віднести етику до цієї останньої категорії.) Що стосується перекладності для людей, дослідження UW та NIA можуть бути найближчими, які ми збираємось отримати. Макаки-резус (якщо ми маємо на увазі мавп у цьому пості, ми маємо на увазі резус-мавп, якщо не зазначено інше) 2 резус-макаки (Мулатка з макаки), щоб бути ще більш конкретним, поділяють приблизно 93% ідентичності послідовності з геномом людини. Навпаки, приблизно 40% геному людини може бути приєднано до мишей (Консорціум секвенування геному миші, 2002). Крім того, їх анатомія, фізіологія, ендокринологія, імунологія та неврологія паралельні нашим (Колман та Кемніц, 1998).

Дослідження UW проводилося паралельно з іншим дослідженням в Національному інституті старіння США (NIA) в Балтіморі, штат Меріленд. Насправді дослідження NIA стартувало в 1987 році, за два роки до UW. Однак дослідження NIA опублікувало їх результати щодо виживання лише до 2012 року, через три роки після первинної публікації UW.

Ці два дослідження CR (ціль на 30% менше споживання порівняно з контролем) проводились протягом 20 років (а зараз наближаються до 30 років) з усіма мавпами, яких слідкували до смерті. Середня тривалість життя мавпи-резуса в полоні становить близько 27 років, а максимальна - близько 40 років (Colman et al., 2009). Якщо ми подивимось на дані UW за 2009 рік, з семантичної точки зору, це дослідження ні find CR продовжує тривалість життя мавп-резусів, незважаючи на заголовки в неспеціалізованій пресі.

Слідчі порівнювали медіана виживання між CR та контрольною (CON) групами, а не тривалість життя або тривалість життя як така. Щоб зрозуміти різницю, розглянемо наступний (перебільшений) приклад: якщо група CR мала медіану виживання 18 років, а група CON медіану виживання 12 років, існує ймовірність ефекту CR, що збільшує виживання у цих мавп. Але якщо типова середня тривалість життя мавп така

27 років тривалість життя не подовжується в жодній групі щодо виду. Насправді, у цій гіпотетичній ситуації спостерігається зменшення тривалості життя як у групах CON, так і у CR.

Інший приклад: якщо час автономної роботи нашого MacBook в середньому становить близько двох годин і досягає 50% потужності за одну годину (вважайте це середнім значенням виживання), а ваш (той же марки, моделі тощо) - чотири (і досягає 50 % енергії, або медіана виживання за дві години), термін служби акумулятора вдвічі довший за наш. За рівних умов, якщо час роботи акумулятора цієї марки, моделі та життєвого циклу MacBook має середній час автономної роботи п’ять годин, ми не можемо сказати ваш MacBook або щось, що ви зробили для його обслуговування (скажімо, зарядний пристрій обмеження) продовжило термін служби акумулятора. Можливо, це було порівняно з нашим, але важливим питанням є те, чому час автономної роботи все ще на годину коротший за середній час автономної роботи MacBook на цьому етапі? (Якщо ви все ще сумніваєтесь щодо середнього рівня виживання та тривалості життя, як ми були, ми склали глосарій, щоб спробувати допомогти.)

Що виявило дослідження UW щодо 50% виживання (тобто середнього віку решти мавп, коли половина мавп у відповідній когорті загинула)? 3 Нам потрібно поглянути на результати, опубліковані в 2014 році, щоб з’ясувати (Colman et al., 2014). Відповідь ми знали лише для контрольної групи, оскільки приблизно 60% мавп CR все ще вижили на момент публікації (Colman et al., 2009). Медіана виживання для контрольних мавп становила 25,91 порівняно з 28,32 для мавп CR. Дослідники виявили статистично значущий ефект CR (p = 0,037) з оціночним ЧСС 1,78 (95% ДІ: 1,04–3,04). Не вникаючи у статистичний жаргон (для цього клацніть на виноску, що передує цьому реченню), з точки зору середнього виживання, 38 CR мавп (

28 років) жили в середньому на два роки довше, ніж 38 мавп CON (

26 років). Іншими словами, коли половина мавп померла в кожній групі, середній вік решти мавп становив 28 та 26 для груп CR та CON відповідно.

На відміну від історії 2009 року про дослідження UW, що продовжує тривалість життя, заголовок 2012 року з Wall Street Journal було великим зменшенням калорій, не рівним довшому життю, пропонують дослідження. Ця стаття повідомляла про публікацію результатів дослідження NIA (Mattison et al., 2012). "Одне стає зрозумілим, що обмеження калорій не є Святим Граалем для продовження життя всього, що ходить по землі", - сказав Рафаель де Кабо, провідний автор дослідження NIA. WSJ. CR мавпи, WSJ повідомляється, жив не довше, ніж контроль.

Перш ніж дійти до (важливого) факту, що мавпи в дослідженні NIA потрапили в різному віці (від 1-23 років), серед інших помітних відмінностей, якщо просто усереднити вихідні середні дані про виживання (Mattison et al., 2017), 57 CR мавп (

28 років) жили в середньому один рік менше ніж 57 мавп CON (

То що дає? Ну, є хороші та погані новини. Погана новина полягає в тому, що сюрприз здивує, це набагато складніше, ніж пропонують заголовки. Не перший раз, і не останній. Хороша новина - ну, та сама. Ненавмисний контраст між цими двома дослідженнями пропонує нам потенційне розуміння одного разу в поколінні корисності обмеження калорійності та дієти (тобто обмеження загального споживання енергії проти обмеження типу споживання енергії).

Рисунок 1. Середні середні показники виживання за результатами досліджень UW та NIA та середня тривалість життя макак-резусів як виду. Дані UW від Colman et al., 2014. Дані NIA є середньою медіаною виживаності всіх груп у кожній (CON і CR) когорті, від Mattison et al., 2017.

Склад дієти

Однією з найбільших методологічних відмінностей між дослідженнями UW та NIA був склад дієти, хоча така очевидна різниця майже не згадувалась у пресі. У дослідженні UW, як CR, так і контрольна група потрапили на "напівочищену" дієту з "харчових речовин", як їх би назвав Майкл Поллан. Перед дослідженням мавпи UW споживали дієту «Purina Monkey Chow», що складається з багатьох тих самих продуктів, які ви побачите в раціоні дослідження NIA нижче (Рисунок 2). Між складом раціону в дослідженнях UW та NIA та тим, що, як повідомляється, їдять мавпи-резуси в дикій природі, існували деякі суттєві відмінності. На малюнку 2 представлений повідомлений склад макроелементів дієт в людському вираженні.

Рисунок 2. Композиції макроелементів дієт NIA, UW та дикого типу, продемонстровані представницькими продуктами харчування в раціоні людини. Кількості представляють приблизно 2030 калорій на день для контрольної групи UW та близько 1440 для групи UW CR, що, за оцінками, зменшується на 29% у порівнянні з контрольною групою, яка годується вільно (протягом дня). Для порівняння це масштабується до еквівалентного для людини обсягу. Мавпи CON їдять близько 40% від загальної кількості (приблизно 800 ккал на день). 4 За даними 2015-2020 Дієтичні рекомендації для американців, щоденна оцінка калорійності становить від 1600 до 2400 калорій для жінок та від 2000 до 3000 калорій для чоловіків.

Людським еквівалентом фаст-фуду щоденного раціону UW CON є:

4 Гамбургери 5 Хоча склад макроелементів близький до того, що їли мавпи, зверніть увагу, що мавпи отримували свій білок із сироватки.
3 маленьких картопля фрі
3 солодощі з цукром, підсолодженими 12 унцій

Дієтичний еквівалент UW CR:

3 гамбургери
2 невеликих картопля фрі
2 солодощі з цукром, підсолодженими 12 унцій

Для досліджуваних мавп NIA для них було б складно їсти продукти з традиційного фаст-фуду, оскільки їх раціон складається в основному з пшениці, кукурудзи, сої, риби та люцернової муки для білка; жир із соєвої олії (та олії з інших інгредієнтів: кукурудза, пшениця та риба) (Ingram et al., 1990).

Дієтичний еквівалент NIA CON:

10 склянок кукурудзяних пластівців
5 англійських булочок
2 банки тунця з невеликою кількістю олії
2 склянки капусти люцерни

Дієтичний еквівалент NIA CR:

8 чашок кукурудзяних пластівців
4 англійські кекси
1,5 банки тунця з невеликою кількістю олії
1,5 склянки капусти люцерни

Мавпи UW отримували трохи менше 29% щоденних ккал із сахарози (тобто столового цукру), 30% з кукурудзяного крохмалю, 5% з декстрину та 10% з кукурудзяної олії (Kemnitz et al., 1993; Ramsey et al ., 2000) (Таблиця 1).

Таблиця 1. Склад дієти в кожному місці. Таблиця передрукована з Mattison et al., 2017 (CC 4.0).

Дієта для вивчення NIA більше нагадувала пескатарську дієту, що забезпечує здоров’я. В ході досліджень UW та NIA мавпам також пропонували перекус, як правило, що складається з шматочка фрукта. Дієта NIA - це не зовсім вуглецева копія коріння, фруктів, насіння та кори, комах та дрібних тварин, яких макаки-резус зазвичай їдять у дикій природі, але, ймовірно, це ближче, ніж UW, завдяки низькій кількості цукру та кукурудзи олії та, зокрема, більш високих концентрацій продуктів, що не очищені.

Дієта кількість

Багато хто припустив, що причина, чому дослідження NIA не спостерігало збільшення виживання і що мавпи CON NIA жили в середньому довше, ніж мавпи UW CR, тому що мавп UW CON годували вільно (тобто, за бажанням, без обмеження споживання), а мавп NIA CON не.

Реальність така, що як на UW, так і на NIA мавп CON годували порційно, але їх було скориговано відповідно до вимог. На UW усіх мавп годували вранці, а залишки їжі вилучали пізніше в день, "коли було надано ласощі зі свіжих фруктів або овочів, яке було швидко і повністю з'їдено", - пишуть слідчі (Mattison et al., 2017). «Розподіл їжі для контрольних тварин був скоригований, щоб забезпечити, щоб в кінці дня завжди було з’їдене з’їденої їжі. Таким чином, тварини, що живуть ультразвуком, отримували додаткове харчування протягом дня, але їжу позбавляли протягом ночі ».

У NIA, “Обсяг, наданий мавпам CON, був визначений приблизно за бажанням, оскільки під час регулярних вимірювань споживання їжі, - пишуть слідчі (Mattison et al., 2005), - спостерігалося, що мавпи в групі CON залишили кілька щодня з’їдене печиво в клітках або на екранах під клітинами ». Іншими словами, мавпи CON на обох сайтах могли їсти скільки завгодно, але існувало більше обмежень щодо того, коли мавпи UW мали їжу (про це нижче).

Мавпи UW їли більше, ніж мавпи NIA?

Перше, що слід усвідомити, перш ніж відповісти на це запитання, це те, що кількість калорій, очевидно, змінювалася в різні моменти життя мавп. Меттісон та її колеги (2017) наводять цифру з тенденціями споживання протягом багатьох років (рис.3).

Рисунок 3. Дані про споживання їжі для мавп у NIA та UW. Рисунок передруковано з Mattison et al., 2017 (CC 4,0).

Переглядаючи середні показники (таблиця 2), ви можете стверджувати, що мавпи NIA CON сиділи на дієті на 14% у порівнянні з мавпами UW CON, і тому мавпи NIA CON жили довше. Але чому мавпи NIA CON жили трохи довше мавпи NIA CR, коли вони їли на 29% більше ккал?

Таблиця 2. Орієнтовне середнє значення щоденних ккал протягом усього періоду для груп мавп UW та NIA.

Чому мавпи UW CON їдять на 17% більше ккал, ніж мавпи NIA CON (або навпаки), коли обидві їли приблизно дієту за бажанням? Майте на увазі, що це приблизні оцінки протягом усього часу досліджень, а також зауважте, що в деяких групах показники какалів починають сходитися (рис. 3), де ступінь вираженості обмежень з часом зменшується.

Підходячи, ми розглянемо вищезазначені питання та обговоримо більше про обмеження дієти та обмеження калорій у цих мавп, окрім кількох інших дивовижних аспектів дієти.

Колман Р. Дж. Та Кемніц Дж. (1998). Методи дослідження старіння.

Colman, R.J., Anderson, R.M., Johnson, S.C., Kastman, E.K., Kosmatka, K.J., Beasley, T.M., Allison, D.B., Cruzen, C., Simmons, H.A., Kemnitz, J.W., et al. (2009). Обмеження калорій затримує початок захворювання та смертність у резус-мавп. Наука 325, 201–204.

Colman, R.J., Beasley, T.M., Kemnitz, J.W., Johnson, S.C., Weindruch, R., and Anderson, R.M. (2014). Обмеження калорій зменшує вікову смертність та смерть від усіх причин у резус-мавп. Nat Commun 5, 3557.

Консорціум, М.Г.С. (2002). Початкове секвенування та порівняльний аналіз геному миші. Природа 420, 520–562.

Ingram, D.K., Cutler, R.G., Weindruch, R., Renquist, D.M., Knapka, J.J., April, M., Belcher, C.T., Clark, M.A., Hatcherson, C.D., and Marriott, B.M. (1990). Обмеження у харчуванні та старіння: початок дослідження на приматах. J Gerontol 45, B148-163.

Kemnitz, J.W., Weindruch, R., Roecker, E.B., Crawford, K., Kaufman, P.L., and Ershler, W.B. (1993). Обмеження у харчуванні дорослих самців резус-мавп: конструкція, методологія та попередні висновки з першого року дослідження. Дж.Геронтол 48, В17-26.

Меттісон, Дж. А., Блек, А., Гек, Дж., Москріп, Т., Хенді, А., Тілмонт, Е., Рот, Г.С., Лейн, М.А. та Інграм, Д.К. (2005). Вікове зниження споживання калорій та мотивації до їжі у мавп-резусів. Нейробіол. 26 років, 1117–1127 років.

Mattison, J.A., Roth, G.S., Beasley, T.M., Tilmont, E.M., Handy, A.H., Herbert, R.L., Longo, D.L., Allison, D.B., Young, J.E., Bryant, M., et al. (2012). Вплив обмеження калорій на здоров'я та виживання макак-резусів: дослідження NIA. 489.

Mattison, J.A., Colman, R.J., Beasley, T.M., Allison, D.B., Kemnitz, J.W., Roth, G.S., Ingram, D.K., Weindruch, R., Cabo, R. de, and Anderson, R.M. (2017). Обмеження калорій покращує здоров’я та виживання макак-резусів. Nature Communications 8, 14063.

Ramsey, J.J., Colman, R.J., Binkley, N.C., Christensen, J.D., Gresl, T.A., Kemnitz, J.W., and Weindruch, R. (2000). Обмеження у харчуванні та старіння у резус-мавп: дослідження Університету Вісконсіна. Досвід. Геронтол. 35, 1131–1149.

Вибране зображення Томаса Шоха CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons