Тривале обмеження калорій, але не вправи на витривалість, знижують температуру тіла в організмі людини

Андреа Соаре

1 Відділ геріатрії та харчових наук та Центр харчування людини, Медичний факультет Університету Вашингтона, Сент-Луїс, штат Міссурі, США

2 Кафедра ендокринології та діабету, Університетський кампус Біо-Медіко, Рим, Італія

Роберто Кангемі

3 Кафедра експериментальної медицини Римського університету "La Sapienza", Італія

Даніела Омодей

4 CEINGE Biotecnologie Avanzate, Наполі, Італія

Джон О. Холлоші

Луїджі Фонтана

5 Відділ харчування та старіння, Istituto Superiore di Sanità, Рим, Італія

Анотація

Запропоновано зниження температури тіла, щоб сприяти збільшенню тривалості життя тварин з обмеженим вмістом калорій та мишей, які надмірно експресують роз’єднуючий білок-2 у нейронах гіпокретину. Однак нічого не відомо щодо довгострокових наслідків обмеження калорій (CR) при повному харчуванні на температуру тіла у людей. У цьому дослідженні 24-годинну температуру тіла вимірювали щохвилини, використовуючи проковтнуті телеметричні капсули, у 24 чоловіків та жінок (середній вік 53,7 ± 9,4 років), які споживали дієту із застосуванням CR протягом 6 років, 24 за віком та статтю. сидячі (WD) та 24 волонтери, які підготувались до фізичних вправ (EX), які харчувались західними дієтами. Групи CR та EX були значно стрункішими, ніж групи WD. Споживання енергії було нижчим у групі CR (1769 ± 348 ккал/день), ніж у групах WD (2302 ± 668 ккал/день) та EX (2798 ± 760 ккал/день) (P Ключові слова: Обмеження калорій, вправи на витривалість, температура тіла, метаболізм, гормон щитовидної залози

ВСТУП

Обмеження калорій (CR) без недоїдання збільшує тривалість життя та здоров’я гризунів та приматів, що не є людиною [1,2]. У кількох дослідженнях зафіксовано зниження температури ядра тіла за допомогою CR у мишей, щурів та резус-мавп [3-6]. Цікаво, що трансгенні миші, що харчуються адлібітом, що надмірно експресують роз’єднуючий білок 2 у нейронах гіпокретину (Hcrt-UCP2), також мають нижчу температуру тіла та 16% більшу тривалість життя, ніж тварини дикого типу, незалежно від споживання калорій [7]. У Балтиморському лонгітюдному дослідженні старіння (BLSA) чоловіки з основною температурою тіла нижче медіани жили значно довше, ніж чоловіки з температурою тіла вище медіани за відсутності CR [8].

У ссавців температура тіла жорстко регулюється нейронами гіпоталамуса. Нейрони, розташовані в преоптичній зоні, інтегрують центральний та периферійний (наприклад, екологічний та метаболічний) сигнали, і, модулюючи автономний та гормональний контроль виробництва тепла та втрат тепла, підтримують температуру тіла в основному майже постійною при різних температурах навколишнього середовища [9]. Добре відомо, що харчування є головним регулятором виробництва енергії та температури тіла [10]. Щоб підтримувати температуру тіла вище, ніж температура навколишнього середовища, ссавці використовують значну кількість енергії. Зниження температури тіла в основному, коли їжі недостатньо, є ефективною стратегією економії енергії. Метаболічні та молекулярні адаптації, що опосередковують зниження температури ядра тіла, можуть сприяти антивіковій дії CR.

Жодної інформації про вплив довготривалого КР без недоїдання на 24-годинну температуру серцевини тіла у людини не опубліковано. Метою цього дослідження було вимірювання температури тіла у здорових, стабільних у вазі членів Товариства обмеження калорійності, які роками споживають дієти, що містять КР, що містять адекватні білки та мікроелементи. Середні 24-денні, денні та нічні температури основного тіла групи CR порівнювали із значеннями, отриманими у двох групах порівняння: 1) сидячі суб'єкти, що відповідають віку та статі, які споживають західну дієту (WD), та 2) бігуни на витривалість, що відповідають віковій, статевій та жировій масі, що споживають WD.

РЕЗУЛЬТАТИ

Склад тіла

Середні значення ІМТ були різними між трьома групами (табл. (Табл. 1). 1). Загальний жир у тілі був подібним у групах CR та EX та нижчим, ніж у групі WD (Таблиця (Таблиця1 1).

Таблиця 1.

Характеристика досліджуваних предметів

Група CR (n = 24) Група EX (n = 24) Група WD (n = 24) Значення P

Вік (років)	53,7 ± 9,4	52,7 ± 10	53,7 ± 10,2	росіяни
Секс (М/Ж)	20/4	20/4	20/4
Висота (м)	1,74 ± 0,1	1,75 ± 0,1	1,79 ± 0,1	росіяни
Вага (кг)	58,2 ± 5,9 1, 2	68,4 ± 9,6 1	78,7 ± 15,5	0,0001
ІМТ (кг/м 2)	19,3 ± 1,3 1, 2	22,2 ± 2,1 1	24,4 ± 2,8	0,0001
Посна маса (кг)	47,9 ± 6,7 3	54,5 ± 8,9	56,5 ± 12,9	0,010
Загальний жир у тілі (%)	13,0 ± 5,3 1	15,2 ± 5,1 1	21,8 ± 6,8	0,0001
Площа поверхні тіла (м 2)	1,70 ± 0,11 1, 4	1,83 ± 0,16 3	1,97 ± 0,25	0,0001

Значення є середніми ± SD

Вживання поживних речовин

Суб’єкти, що приймали КР, споживали різноманітну їжу, яка забезпечувала понад 100% рекомендованого щоденного споживання (RDI) для всіх основних поживних речовин. Споживалась їжа з високим співвідношенням поживних речовин до енергії, така як овочі, фрукти, горіхи, молочні продукти, яєчні білки, пшеничні та соєві білки та нежирне м’ясо, тоді як оброблені продукти, багаті очищеними вуглеводами, вільними цукрами та частково гідрованими оліями, були уникнути. Споживання енергії було нижчим у групі CR (1769 ± 348 ккал/день), ніж у групі EX (2798 ± 760 ккал/день) або групі WD (2302 ± 668 ккал/день) (P≤0.0001). Споживання енергії в групі CR було

На 37% нижче, ніж у груп WD та EX, відповідно. Відсоток загального споживання енергії, отриманої з білків, вуглеводів, жиру та алкоголю, становив

21%, 50%, 29% та 0,1% відповідно у групі CR,

17%, 49%, 32% та 2% у групі EX, та

16%, 46%, 34% та 4% у групі WD.

Основна температура тіла

Середня 24-денна, денна та нічна температура тіла була значно нижчою у групі CR, ніж у групах EX або WD (таблиця (табл. 2). 2). Середня 24-годинна температура тіла в основному корелювала лінійно з% жиру (r = 0,298; p = 0,01) (рис. (Рис. 1), 1), але не з віком (r = 0,011; p = 0,929), масою тіла (r = 0,066; p = 0,581), худої маси тіла (r = 0,026; p = 0,834) або площі поверхні тіла (r = 0,004; p = 0,976). Кореляція між основною температурою тіла протягом доби та% жиру в організмі посилилась (r = 0,539; p = 0,0001), коли учасників ЕКС виключили з аналізу. Навпаки, не було ніякої кореляції між 24-годинною основною температурою тіла та% жиру в організмі, коли особи, що перебувають у стадії CR, були виключені з аналізу (r = 0,056; p = 0,706).

Зв'язок між середньою 24-годинною основною температурою тіла та% жиру в організмі, виміряним методом DEXA, у групі CR (●), бігунах на витривалість (▼) та західній дієтичній групі (■). Кореляція Пірсона була використана для оцінки асоціацій між безперервними змінними.

Таблиця 2.

Основна температура тіла

Група CR (n = 24) Група EX (n = 24) Група WD (n = 24) Значення P

Середня 24-годинна температура	36,64 ± 0,16 1, 2	36,86 ± 0,20	36,83 ± 0,17	0,0001
Денна температура (з 8 ранку до 22.30)	36,78 ± 0,23 3, 4	36,97 ± 0,22	36,95 ± 0,26	0,01
Температура вночі (від 2 до 5 ранку)	36,35 ± 0,17 1, 4	36,54 ± 0,29	36,56 ± 0,20	0,004

Значення є середніми ± SD

ОБГОВОРЕННЯ

У цьому дослідженні середня цілодобова, денна та нічна температура тіла була значно нижчою у групі CR, ніж у групах WD та EX. Це зниження 24-годинної температури тіла відповідає висновкам досліджень на гризунах та мавпах CR [3-6] і може принаймні частково сприяти антивіковим ефектам CR.

Незважаючи на те, що ми виявили значну кореляцію між% жиру та температурою тіла за 24 години, представляється ймовірним, що зниження температури основного тіла, спричинене CR, значною мірою пов'язане з самим CR, а не змінами у складі тіла. Середні 24-годинні, денні та нічні температури тіла були

На 0,2 ° C нижчий у CR, ніж у групі EX, хоча відсоток жиру в тілі був настільки ж низьким у цих групах. Однак споживання енергії було

На 37% нижчий у CR, ніж у групах EX. Існує гіпотеза, що опосередковане CR зумовлене зниження температури тіла пов'язане з індукцією механізму збереження енергії під час CR [11]. У людини мавпи та гризуни тривалий CR (але не вправи на витривалість) знижують рівень циркулюючого трийодтироніну [12-15], який контролює енергетичний гомеостаз, температуру тіла та дихання клітин [16, 17]. Зниження рівня Т3 може зіграти роль у опосередкуванні зниження температури тіла, а зниження рівня Т3 і температури може вплинути на швидкість старіння шляхом зменшення швидкості метаболізму та окисного стресу.

Цікаво в цьому контексті, що температура тіла також знижується у мишей-карликів та рецепторів гормону росту KO, що живуть [18, 19]. Як і у гризунів CR, у карликових мишей і рецепторів гормону росту у мишей КО карбонат та гормон щитовидної залози знижується рівень циркуляції IGF-1, інсуліну та гормонів щитовидної залози [20]. На відміну від цього, у людей, які практикують тривалий ХР, рівень нижчого циркулюючого IGF-1 не нижчий [21], що свідчить про те, що зниження регуляції шляху IGF-1 не бере участі в опосередкуванні зниження температури тіла. Важливість зниження температури тіла для модуляції довголіття також підтверджується даними, отриманими від мишей Hcrt-UCP2 та Балтиморського поздовжнього дослідження старіння (BLSA). Надмірна експресія роз’єднуючого білка 2 у нейронах гіпокретину спричинює підвищення температури гіпоталамусу, що призводить до зниження температури тіла на 0,3–0,5 ° C та значного збільшення тривалості життя, незалежно від споживання калорій [7]. У Балтиморському лонгітюдному дослідженні старіння (BLSA) чоловіки з основною температурою тіла нижче медіани жили значно довше, ніж чоловіки з температурою тіла вище медіани за відсутності CR [8].

На закінчення результати цього дослідження наводять докази того, що довготривала CR з достатнім споживанням мікроелементів у здорових людей, стійких до ваги, пов’язана зі зниженням середньої температури тіла протягом доби, вдень і вночі, подібний до того, що міститься у обмежених калорій гризунів та мавп.

МЕТОДИ

Учасники дослідження

Склад тіла

Загальну масу жиру в організмі та масу без жиру визначали за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії (DXA) (QDR 1000/w, Hologic, Waltham, MA).

Дієтична оцінка

Учасники реєстрували всі споживання їжі та напоїв протягом 7 днів поспіль. Харчові записи аналізували за допомогою програми NDS-R (версія 4.03_31).

Основне вимірювання температури тіла

Двадцять чотири години температури тіла в основному вимірювали щохвилини за допомогою радіочастотних термометрів (CorTemp, HQ Inc, Palmetto, FL). Кожна таблетка для термометра містить кристально-кварцовий генератор, який передає показники температури серцевини в межах ± 0,1 ° C через низькочастотну радіохвилю на зовнішній приймач/реєстратор даних [27]. Всі випробовувані обстежувались на стабільній дієті, зі стабільною вагою та без гострих захворювань та недавньої госпіталізації. Учасникам було наказано утримуватися від фізичних вправ принаймні за 48 годин до прийому таблеток КорТемп. Були розраховані середні 24-годинні, денні (8:00 - 22:30) та нічні (2 AM-5 AM) температури.