Исследователи из штата Пенсильвания, возможно, открыли еще один уровень сложности в загадке того, как диета влияет на старение. Новое исследование, проведенное исследователями из Колледжа здравоохранения и человеческого развития штата Пенсильвания, изучило, как ограничение калорий влияет на теломеры человека — участки генетических основ, которые функционируют как защитные колпачки на концах хромосом.
Команда опубликовала свои результаты в журнале Aging Cell . Анализируя данные двухлетнего исследования ограничения калорий на людях, исследователи обнаружили, что люди, которые ограничивали свои калории, теряли теломеры с разной скоростью, чем контрольная группа, хотя обе группы закончили исследование с теломерами примерно одинаковой длины. Согласно предыдущим исследованиям , ограничение калорий на 20–60% способствует продлению жизни многих животных .
В течение человеческой жизни каждый раз, когда клетки человека размножаются, некоторые теломеры теряются, когда хромосомы копируются в новую клетку. Когда это происходит, общая длина теломер клетки становится короче. После того, как клетки реплицируются достаточное количество раз, защитная оболочка теломер полностью рассеивается.
Тогда генетическая информация в хромосоме может быть повреждена, препятствуя будущему воспроизводству или правильному функционированию клетки. Клетка с более длинными теломерами функционально моложе клетки с короткими теломерами, а это означает, что два человека одного и того же хронологического возраста могут иметь разный биологический возраст в зависимости от длины их теломер.
По словам Идана Шалева, доцента кафедры биоповеденческого здоровья в Пенсильванском университете, типичное старение, стресс, болезни, генетика, диета и многое другое могут влиять на то, как часто клетки размножаются и какую длину сохраняют теломеры. Шалев возглавлял группу исследователей, которые анализировали генетические образцы национального исследования CALERIE — первого рандомизированного клинического исследования ограничения калорий на людях.
Шалев и его команда стремились понять влияние ограничения калорий на длину теломер у людей. Поскольку длина теломер отражает, насколько быстро или медленно стареют клетки человека, изучение длины теломер может позволить ученым определить один из способов, с помощью которого ограничение калорий может замедлить старение человека.
«Существует множество причин, по которым ограничение калорий может продлить продолжительность жизни человека, и эта тема все еще изучается», — сказал Уэйлон Гастингс, получивший докторскую степень в области биоповеденческого здоровья в Пенсильванском университете в 2020 году и являвшийся ведущим автором этого исследования. «Один из основных механизмов продления жизни связан с метаболизмом в клетке. Когда энергия потребляется внутри клетки, отходы этого процесса вызывают окислительный стресс, который может повредить ДНК и иным образом разрушить клетку. Когда клетки человека потребляют меньше энергии однако из-за ограничения калорийности отходов остается меньше, и клетка разрушается не так быстро».
Исследователи проверили длину теломер у 175 участников исследования, используя данные начала исследования CALERIE, одного года исследования и конца исследования после 24 месяцев ограничения калорий. Примерно две трети участников исследования участвовали в ограничении калорий, а одна треть служила контрольной группой.
Результаты исследования показали, что потеря теломер изменила траекторию. В течение первого года участники, которые ограничивали потребление калорий, потеряли вес и потеряли теломеры быстрее, чем контрольная группа. Через год вес участников, соблюдавших ограничение калорий, стабилизировался, и ограничение калорий продолжалось еще год. В течение второго года исследования участники, соблюдающие ограничение калорий, теряли теломеры медленнее, чем контрольная группа . По прошествии двух лет две группы сблизились, и длина теломер у двух групп статистически не отличалась.
«Это исследование показывает сложность того, как ограничение калорий влияет на потерю теломер», — сказал Шалев. «Мы предположили, что потеря теломер будет медленнее у людей, соблюдающих ограничение калорий. Вместо этого мы обнаружили, что люди, соблюдающие ограничение калорий, теряли теломеры сначала быстрее, а затем медленнее после того, как их вес стабилизировался».
Шалев сказал, что результаты подняли много важных вопросов. Например, что случилось бы с длиной теломер, если бы данные собирались еще за год? Планируется, что участники исследования будут собирать данные через 10 лет, и Шалев сказал, что он хотел бы проанализировать эти данные, когда они станут доступны.
Несмотря на неоднозначность результатов, Шалев сказал, что ограничение калорийности у людей обещает потенциальную пользу для здоровья. Предыдущие исследования данных CALERIE показали, что ограничение калорий может помочь снизить вредный холестерин и снизить кровяное давление . По словам Шалева и Гастингса, для теломер двухлетнего периода было недостаточно, чтобы продемонстрировать преимущества, но они еще могут быть выявлены.
Трое стажеров Шалева, Гастингс, нынешний аспирант Цяофэн Е и бывший постдокторант Сара Вольф, возглавили исследование под руководством Шалева.
Гастингс сказал, что возможность возглавить это исследование имела решающее значение для его карьеры.
«Недавно меня наняли доцентом кафедры питания Техасского университета A&M, и я начну эту работу в осеннем семестре», — сказал Гастингс. «До этого проекта у меня был ограниченный опыт в области питания. Этот проект буквально определил курс моей карьеры, и я благодарен доктору Шалеву за то, что он доверил мне эту ответственность».
