Свято, а потім голод - як піст може зробити наші клітини більш стійкими до стресів

Дуглас Бенніон, Мартін Вегман, Майкл Го, Університет Флориди

Періодичне голодування (також його називають постінним днем голодування) стало популярною дієтою. У більшості версій періодичного голодування люди поститься або їдять дуже мало кілька днів на тиждень, а потім їдять нормальну кількість протягом решти днів.

Піст - це те, що люди практикували впродовж історії, часто зважаючи на обставини, а не на вибір. Наші предки мисливців-збирачів, ймовірно, були фашистами, які поспішали, насолоджуючись бенкетами в часи достатку, а потім стикаючись з довгими періодами дефіциту між ними. З огляду на це, має сенс, що клітини нашого тіла можуть добре працювати в суворих умовах свята та голоду.

Як група студентів-медиків та дослідників, ми хотіли дізнатися, чи не спричиняє голодування наші клітини більш стійкими до пошкоджень за відсутності втрати ваги. І чи залежать ці переваги від тимчасового стресу, який голодування викликає в наших клітинах?

Періодичне голодування може мати користь від старіння

Вчені роками розглядали можливі переваги обмеження калорій для здоров’я.

Видатна теорія припускає, що ці переваги для здоров'я пов'язані зі зниженням рівня цукру в крові внаслідок голодування, що штовхає наші клітини до більш активної роботи, щоб використовувати інші форми енергії.

Показано, що мавпи-резуси, які їдять лише 70% норми споживання калорій, живуть набагато довше і набагато здоровіші у старшому віці. Ці омолоджуючі переваги спостерігались також у тварин, які перебувають на дієтах з періодичним голодуванням, чергуючи дні нормального харчування та дні, коли калорії обмежені. Зовсім недавно вчені виявили деякі подібні ефекти у людини.

Однак незрозуміло, чому періодичне голодування, здається, приносить користь у боротьбі зі старінням. Це питання ускладнюється тим, що в усіх дослідженнях, проведених на людях, голодування призводило до втрати ваги. Переваги втрати ваги для здоров’я можуть затьмарити інші переваги, отримані лише від посту.

Вільні радикали пошкоджують клітини, але голодування може допомогти

Один із способів пошкодити наші клітини - це коли вони стикаються з окислювальним стресом. А запобігання або відновлення пошкодження клітин окисним стресом корисно проти старіння. Цей стрес трапляється, коли виробляються вільні радикали, які перевищують норму, такі як активні форми кисню. Це нестійкі молекули, які несуть високореактивні електрони.

Коли один із цих вільних радикалів зустрічає іншу молекулу, він може або відмовитись від електрона, або взяти інший електрон. Це може призвести до швидкої ланцюгової реакції від молекули до молекули, утворюючи більше вільних радикалів, які можуть розривати зв’язки між атомами всередині важливих компонентів клітини, таких як клітинна мембрана, необхідні білки або навіть ДНК. Антиоксиданти працюють, передаючи необхідні електрони для стабілізації вільних радикалів, перш ніж вони можуть завдати шкоди.

Хоча, здається, голодування допомагає нашим клітинам боротися з пошкодженнями внаслідок цього процесу, незрозуміло, як саме це відбувається.

Вільні радикали можуть генеруватися погано функціонуючими мітохондріями (електростанціями клітини). Перехід між нормальним харчуванням та голодуванням змушує клітини тимчасово відчувати рівень глюкози (цукру в крові) нижчий, ніж зазвичай, і вони змушені починати використовувати інші джерела менш доступної енергії, такі як жирні кислоти. Це може змусити клітини включати процеси виживання, щоб видалити нездорові мітохондрії та замінити їх здоровими з часом, тим самим зменшуючи вироблення вільних радикалів в довгостроковій перспективі.

Також може бути правдою, що саме голодування призводить до невеликого збільшення виробництва вільних радикалів на ранніх етапах голодування.

Клітини можуть реагувати збільшенням рівня природних антиоксидантів для боротьби з майбутніми вільними радикалами. І хоча вільні радикали зазвичай розглядаються як шкідливі через їх здатність пошкоджувати наші клітини, у цьому випадку вони можуть бути важливими короткотерміновими сигналами для нашого організму, що спонукає клітини краще справлятися з більш серйозними стресами, які можуть виникнути в майбутньому.

Робіть голодування та бенкетування у боротьбі зі старінням?

Щоб зрозуміти, як голодування може зробити клітини міцнішими, ми набрали 24 людини та попросили їх практикувати дієту з перервами натще протягом двох тритижневих періодів. Протягом першого періоду голодування учасники їли спеціально вивірену дієту, а протягом другого тритижневого періоду вони їли та приймали пероральні добавки вітаміну С та вітаміну Е, які є обома антиоксидантами.

Оскільки ми просто хотіли зосередитись на тому, як періодичне голодування впливає на клітини, а не на втрату ваги, учасники їли 175% свого нормального добового споживання калорій у святкові дні та 25% свого нормального щоденного споживання в дні голодування, щоб запобігти втраті ваги. Ми забезпечили та ретельно відстежили їжу волонтера. Вони їли типову американську їжу - такі речі, як паста, курка, бутерброди та десерти, такі як морозиво.

Ми брали зразки крові до їх початку та відразу після закінчення дієти, щоб порівняти рівні побічних продуктів окисного стресу та маркери сильного функціонування клітин.

Протягом перших трьох тижнів ми намагалися з’ясувати, чи голодування посилить окислювальний стрес (вільні радикали) в клітинах кожної людини, і з’ясувати, чи насправді цей стрес призвів до зміцнення, стійкості клітин.

Тоді ми хотіли побачити, чи прийом антиоксидантів у другий період голодування заблокує вільні радикали, спричинені голодуванням, не даючи клітинам ставати більш стійкими. Іншими словами, ми хотіли знати, чи вітамін С та Е захистять клітини до такої міри, що згодом вони не будуть готові стати на захист себе.

Як впливав періодичний піст на організм людей?

Ми виявили, що у відповідь на голодування через день клітини робили більше копій гена під назвою SIRT3, який є частиною шляху, який працює для запобігання виробленню вільних радикалів та покращення процесів клітинного відновлення.

Ми також виявили значне зниження рівня циркулюючого інсуліну, ознака того, що органи учасників були більш чутливими до цього гормону. Це важливо, оскільки коли ми стаємо менш чутливими до інсуліну, ми ризикуємо захворіти на діабет.

Однією з дивовижних знахідок є те, що коли учасники щодня приймали пероральні добавки вітаміну С та Е, користь від голодування зникла. Здається, що, оскільки клітини були відносно захищені від будь-якого окисного стресу, який, можливо, був спричинений голодуванням через день, вони не реагували, збільшуючи природний захист та покращуючи чутливість до інсуліну та інших сигналів стресу.

Це свідчить про те, що низький рівень екологічного стресу від таких речей, як голодування, насправді корисний для нашого організму, і що антиоксидантні добавки, хоч і є потенційно корисними у певний час, можуть насправді запобігти нормальній здоровій клітинній реакції в інших ситуаціях.

Незважаючи на те, що наше дослідження було відносно невеликим, і люди мали пості через день протягом короткого періоду часу, ми змогли зрозуміти кілька важливих переваг для здоров'я від посту, які сталися навіть тоді, коли люди взагалі не втрачали ваги. Ми з нетерпінням чекаємо інших досліджень періодичного голодування, які можуть показати більш виражені, довгострокові переваги для більших груп людей.

Ця стаття оновлена з метою виправлення інформації про вільні радикали та антиоксиданти.