Отваряне на линиите за комуникация между учените изследователи и по-широката общност

може

  • SITN Facebook страница
  • SITN Twitter Feed
  • Страница на SITN Instagram
  • Лекции на SITN в YouTube
  • SITN Подкаст на SoundCloud
  • Абонирайте се за пощенския списък на SITN
  • RSS емисия на уебсайт на SITN

от Изабела Грабски
фигури на Йована Андреевич

През 1935 г. учен на име Клайв Маккей публикува потресаващо откритие: плъховете със строго ограничен хранителен режим живеят до 33% по-дълго от преди известното възможно. През последните няколко десетилетия са провеждани подобни експерименти върху безброй видове, от червеи до гризачи и дори примати.

Спецификите варират от проучване до проучване, но много от тях показват резултати, също толкова изненадващи, колкото тези, които Маккей е открил преди толкова много години. Точният начин, по който се намаляват калориите, се променя в рамките на проучванията, но приемът на калории на животните обикновено се намалява с половината от нормалните им нива. В зависимост от вида, най-обещаващите резултати показват удължаване на продължителността на живота между 50 и 300%.

Ако тези резултати водят до вода, те биха могли да имат важни последици за нашето собствено дълголетие. Тези изследвания обаче не са без противоречия. Много учени са загрижени, че ограничаването на калориите няма да е от полза за хората или че може дори да доведе до дълготрайна вреда. Ограничаването на калориите сребърен куршум ли е срещу стареене или нещо, което трябва да се съхранява в лабораторията?

Две теории за стареенето

На пръв поглед ограничаването на калориите е контраинтуитивен начин за подхождане към дълголетието. Тук използваме този термин, за да обозначим до 50% намаляване на калориите от нормална диета, а не просто липса на преяждане. Консумирането на много по-малко храна от нормалната диета изглежда сякаш трябва да намали продължителността на живота ви, а не да го удължава. За да разберем по-добре откъде идва тази идея, е необходимо първо да разберем как функционира стареенето - процесът, при който телата ни функционират по-малко с течение на времето. Има две класически теории, които потенциално биха могли да хвърлят известна представа за този процес: теорията за скоростта на живот и теорията за свободните радикали.

Теорията за скоростта на живот възниква от наблюдението, че по-големите животински видове имат по-дълъг живот от малките. Един от начините да обясним това наблюдение е чрез концепцията за скоростта на метаболизма, която се отнася до това колко бързо животното изразходва енергия за ежедневното функциониране на тялото. Това включва енергия, необходима за процеси като дишане, поддържане на телесната температура и циркулираща кръв. Тъй като при по-големите животни също се наблюдава по-ниска скорост на метаболизма, тази теория предполага, че по-бавните метаболизми - т.е.


Фигура 1: Така наречената теория за скоростта на живот твърди, че по-големите животни живеят по-дълго от по-малките животни поради по-бавните си метаболитни темпове.

Теорията за свободните радикали предоставя потенциално обяснение за теорията за скоростта на живот. Според тази теория стареенето е резултат от натрупването на щети с течение на времето в тялото. Това увреждане идва от така наречените свободни радикали, които са силно реактивни атоми или молекули, естествено произведени от нашите тела. Те могат да увредят протеини, ДНК и мастна тъкан, което от своя страна се теоретизира, че в крайна сметка причинява свързани с възрастта заболявания, като сърдечни заболявания, невродегенеративни нарушения или рак (Фигура 2). Тъй като свободните радикали се създават от нашите метаболитни процеси, по-бавният метаболизъм може да намали скоростта на производство на свободни радикали и впоследствие да удължи продължителността на живота.

Фигура 2: Според теорията за свободните радикали, силно реактивните атоми или молекули, наречени свободни радикали, могат да увредят ДНК, мастните тъкани и протеините в тялото. Натрупването на тези щети може да е това, което води до стареене.

Важно е да се отбележи, че нито една пълна теория за стареенето, включително тези две, не е напълно приета в научната общност. Точните механизми на стареене остават отворен въпрос, но независимо от това дали някоя от тези теории е напълно точна, скоростите на метаболизма и свободните радикали изглежда играят някаква роля в процеса на стареене.

Ограничението на калориите влиза в това уравнение, защото е известно, че драстичното намаляване на приема на храна ще намали скоростта на метаболизма. Ако се консумира по-малко храна, значи има по-малко храна, която тялото трябва да преработи. Освен това, тъй като ограничаването на калориите обикновено води до загуба на тегло, за поддържане на намалената телесна маса е необходима по-малко енергия.

В резултат на това намаляване на скоростта на метаболизма се предполага, че ограничаването на калориите може да удължи продължителността на живота чрез намаляване на степента на увреждане на свободните радикали. Тази идея се подкрепя допълнително от преки доказателства, че някои видове произвеждат по-малко свободни радикали при ограничаване на калориите. Въпреки че няма консенсус относно най-добрия начин за конкретно измерване на щетите от свободните радикали, има и някои доказателства, че ограничаването на калориите може да доведе до по-ниски нива на увреждане на протеините и ДНК. Това предполага, че ограничаването на калориите забавя процеса на стареене, позволявайки на организма да живее по-дълго и с по-малък риск от свързани с възрастта заболявания.

Има ли ограничение на калориите място извън лабораторията?

Докато много учени са оптимисти по отношение на потенциала за ограничаване на калориите за подобряване на дълголетието и качеството на живот на хората, много други са скептични към тези проучвания и са загрижени, че ограничаването на калориите при хората може да донесе повече вреда, отколкото полза.

Една от най-големите критики на проучванията за ограничаване на калориите е как се третира контролната група, което е често срещан проблем в широката гама от тествани видове. Докато експерименталните групови животни са поставени на силно рестриктивна диета, много изследвания позволяват на контролната група да яде толкова, колкото иска. Контролната група често в крайна сметка консумира много повече, отколкото обикновено в природата, което може да доведе до редица свързани с теглото заболявания и по-лошо здраве като цяло. Когато животните с ограничена калория се сравняват с тази група, тогава е трудно да се разграничат каквито и да било ползи поради ограничаване на калориите от вредните ефекти на диетата на контролната група.

Освен това, някои проучвания, изследващи гризачи, са установили, че ползите от ограничаването на калориите са пропорционални на това колко прекомерно тези животни обикновено се хранят. С други думи, гризач, който обикновено може да наддаде много на тегло, когато се храни свободно, ще има по-голямо подобрение в здравето, отколкото гризач, който естествено може да яде по-умерена диета (Фигура 3). Следователно е възможно ползите от ограничаването на калориите да се дължат само на това колко нездравословно могат да живеят тези животни. При животни, които вече ядат здравословни порции, може да се случи, че ограничаването на калориите може да не даде особено предимство.

Фигура 3: Някои проучвания предполагат, че животните, които обикновено прехранват, са по-склонни да се възползват от ограничаването на калориите в сравнение с животните, които обикновено се хранят умерено.

Дори да оставят опасенията с тези изследвания настрана, много учени са скептични относно прилагането на резултати от други видове върху хората. Извършването на проучвания за ограничаване на калориите при хора е много по-предизвикателно, тъй като ние просто не можем (и не бива) да упражняваме същата степен на контрол върху хората, както бихме могли за плъховете. В резултат на това има много малко проучвания при хора.

Най-изявеното такова проучване при хора е проучването CALERIE, рандомизирано клинично проучване, при което здравите хора са разделени на група за намаляване на калориите и контролна група. Тъй като изпитването продължи само две години, ефектите върху продължителността на живота не можеха да бъдат директно измерени и вместо това целта беше да се изследват ефектите върху типичните маркери на свързания с възрастта риск от заболяване. Казаха на групата за ограничаване на калориите да намали приема с 25%, но на практика те намалиха приема само средно с около 12%. Въпреки това в тази група все още се наблюдават значителни ползи за здравето. Това включва по-ниски нива на холестерол и кръвно налягане, както и подобрен индекс на чувствителност към инсулин.

Само това проучване обаче не е достатъчно доказателство, за да се заключи, че ограничаването на калориите трябва да влезе в стандартната медицинска практика. Въпреки че всички участници бяха здрави, много от тях имаха ИТМ, които попадат в категорията с наднормено тегло в началото на проучването. Това означава, че всички наблюдавани ползи за здравето не могат да бъдат напълно отделени от загубата на тегло, което повечето участници изпитват при диетите си с ограничен достъп Вече е добре известно, че преминаването от наднормено тегло към здравословно тегло има положително въздействие върху тялото; резултатите от проучването обаче не дават ясен отговор на въпроса дали метаболитните промени, дължащи се на намаляване на калориите извън нормалната диета, могат да подобрят здравето. Освен това изпитанието беше твърде кратко, за да се определят дългосрочните ефекти, добри или лоши.

Необходими са много повече изследвания, но изследванията върху хора са изправени пред много ограничения. Ограничението на калориите е предизвикателен протокол, който трябва да се следва и вероятно ще бъде изпълнен при ниско съответствие. Освен това искането на хора със здравословно тегло да намалят драстично калориите - както правят проучванията върху животни - поражда етични проблеми. Клиничните изследвания на хранителните разстройства в пълна степен показаха негативните последици от прекомерното ограничаване и недохранването, така че изпитванията ще трябва да работят много внимателно, за да се избегне рискът за безопасността на техните участници.

В крайна сметка всички тези проучвания за ограничаване на калориите, както животински, така и човешки, могат да се окажат полезни по различен начин. Възможно е никога да не достигнем точка, в която да можем адекватно да определим както ефективността, така и безопасността на препоръчването на ограничаване на калориите в клиниката. Разбирането защо ограничението на калориите изглежда насърчава дълголетието може да хвърли по-задълбочена представа за самия процес на стареене. Разрешаването на тази загадка може да помогне за други усилия против стареене, дори ако тази конкретна работа за ограничаване на калориите никога не излиза от лабораторията.

Изабела Грабски е 3-та година докторант по биостатистика в Харвардския университет.