Fogyókúra korlátozása

A DR a CYP2E1 enzimet, a TA bioaktiválásáért felelős enzimet indukálja, következésképpen a DR patkányok 2,5-szer magasabb bioaktiváció-alapú májkárosodást szenvednek, mint az AL patkányok (Ramaiah et al. 2001).

Kapcsolódó kifejezések:

Krónikus vesebetegség
A kalcium izotópjai
Fehérje
Leptin
Élettartam
Elhízottság
Kalória korlátozás

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Étrendbeli korlátozás

Absztrakt

Az étrendi korlátozás (DR), amelyet gyakran kalória-korlátozásnak (CR) neveznek, az egyén kalória-bevitelének korlátozását jelzi. Amióta McClay és Crowell 1934-ben először beszámolt arról, hogy a DR növeli a patkányok élettartamát, az érdeklődés a DR betegségekre és az öregedésre gyakorolt hatása iránt folyamatosan nő. Az elmúlt két évtized tanulmányai kimutatták, hogy a DR kiterjedt jótékony hatásokkal jár, többek között csökkent a gyulladás, csökkent a szív- és érrendszeri problémák, javul az anyagcsere-képesség, nő a stressz-ellenállás és csökken a rák előfordulása. A DR az egyetlen ismert életmódbeli beavatkozás, amely lassítja az öregedési folyamatokat és növeli az összes tesztelt állat élettartamát. Érdekes módon a DR védelmet nyújt bizonyos vegyi anyagok akut toxicitása ellen is. A DR vagy a CR csökkenti az energiafogyasztást, és felelős annak széles körű és evolúciós szempontból konzervált előnyeiért. A legfrissebb adatok azt mutatják, hogy az étrendi aminosav-korlátozás kulcsfontosságú közvetítőként szolgálhat a DR-előnyökhöz, és emlősökben a csökkent étrendi fehérje- vagy esszenciális aminosav-bevitel meghosszabbíthatja a hosszú élettartamot. Számos fitokemikáliát kezeskedtek e tekintetben nyújtott előnyeikért; pontos szerepük a DR-ben azonban továbbra sem tisztázott.

Elhanyagolt tényezők a farmakológia és az idegtudomány kutatásában

Kiadói összefoglaló

Ez a fejezet leírja az élelmiszer-korlátozás hatását az állatokra kísérleti körülmények között. Számos kísérleti körülmények között szükséges vagy hasznosnak tartják az állatok korlátozott etetési rendben tartását. A táplálékbevitel korlátozása étkezéses táplálással vagy korlátozott etetéssel valósul meg. Étkezéses táplálással (MF) az állat naponta néhány órán keresztül hozzáfér az élelemhez. Korlátozott etetés (RF) esetén az állatnak bizonyos mennyiségű ételt kínálnak fel egy adagban, a nap egy meghatározott időpontjában. Fontos változók ezekben az etetési ütemtervekben az az időpont, amikor az állat számára élelmiszer áll rendelkezésre, és az az időtartam, amely alatt az állat hozzáfér az élelmiszerhez, vagy az állatnak kínált élelmiszer mennyisége. A fejezet leírja az állat alkalmazását a korlátozott etetési ütemtervhez és alkalmazkodást az energiafogyasztás korlátozásához. Megbeszéli a korlátozott táplálás metabolikus következményeit és leírja a cirkadián ritmusra gyakorolt hatást.

Energiamérleg, gyulladás és öregedés

Kiadói összefoglaló

Az étrend korlátozása, amely lassíthatja az öregedést és növelheti az élettartamot, megváltoztatja az inzulinszerű jelátvitelt is. Sőt, az étrend korlátozása állatmodellekben gyengíti az érrendszeri betegségeket és az Alzheimer-kórt, ami ismét közös utakra utal. Az étrend korlátozása bizonyos esetekben gyulladáscsökkentő hatású és gyengítheti a fertőzéseket. Ezzel szemben a hiperglikémia gyulladáscsökkentő elhízás és cukorbetegség esetén. A testmozgás és az energiaegyensúly az evolúciós elveknek megfelelően befolyásolja a molekulák és sejtek helyreállítását. Ez a fejezet az étrend korlátozásáról és az öregedésről, valamint az energia érzékelésről szól az étrend korlátozásában (DR). A DR továbbra is a laboratóriumi rágcsálók öregedésének legerőteljesebb beavatkozása az életidő növelésével és a változások csillapításával minden szinten, beleértve az érelmeszesedést, az Alzheimer-kórt, a daganatokat és más krónikus degeneratív betegségeket. Az emberi önkéntesek összehasonlítható DR pozitív hatásokat mutatnak, de a halálozásra gyakorolt hatások továbbra is meghatározva vannak. Ha a DR fertőzésekben az immunválaszokat emberben gyengíti a DR, mint a rágcsáló modellekben, akkor a krónikus DR a fertőzésből adódó veszélyeket adhat, amelyek ellensúlyozhatják a szív- és érrendszeri funkciók előnyeit.

Az élettartam meghosszabbításának genetikai hálózata étrendi korlátozással

Élesztő DR: SIR2 és TOR

A DR elérhető Saccharomyces cerevisiae-ben a glükóz mérsékelt csökkentésével (Lin és mtsai., 2000), a glükóz súlyosabb csökkentésével (Kaeberlein és mtsai, 2004) vagy az aminosavak csökkentésével, miközben a glükózkoncentráció állandó marad (Jiang és mtsai., 2000). Mindezek a DR kezelések meghosszabbítják az élesztő replikatív élettartamát. A DR szélsőségesebb formája, amelyben az élesztősejteket vízzel mossák az összes tápanyag eltávolítása érdekében, meghosszabbítja az élesztő élettartamát is (Wei et al., 2008). Közvetlen összehasonlításokat még nem végeztek az egyes DR-módszerekről, de a SIR2 génről és a vele szorosan összefüggő HST2 homológról kimutatták, hogy szükséges a glükóz mérsékelt csökkenése által kiváltott élettartam-meghosszabbításhoz (Lin és mtsai, 2000, 2002; Lamming et al., 2005). Ezzel szemben a SIR2 nem szükséges a glükóz súlyosabb csökkenése által kiváltott élettartamhoz (Kaeberlein és mtsai, 2004). A SIR2 és a HST2 szerepe a glükóz mérsékelt csökkenésében szintén vitatott (M. Kaeberlein és mtsai, 2006), ami arra utal, hogy a SIR2 valószínűleg befolyásolja az élesztő DR válaszát, de nem feltétlenül szükséges a DR által kiváltott hosszú élettartamhoz.

Szükséges-e a C. elegans-ban a DR által az élettartamban szerepet játszó többi út is a DR által élesztőben kiváltott hosszú élettartamra? Kimutatták, hogy az SNF-1, az élesztő AMPK homológja szabályozza az élettartamot (Ashrafi és mtsai., 2000), de a DR-re adott válaszként még nem vizsgálták hosszú élettartamukat. A FoxO/daf-16, a FoxA/pha-4 és az NRF2/skn-1 nem rendelkezik ortológussal az élesztőben, ami arra utal, hogy ezek a gének úgy fejlődtek ki, hogy a többsejtű organizmusokban a DR-re adott válaszként az élettartamot ellenőrizzék.

Caenorhabditis elegans: Sejtbiológia és élettan

Deepti S. Wilkinson,. Andrew Dillin, a Sejtbiológia módszereiben, 2012

C Étrendi korlátozás

Az étrendi korlátozás (DR) az alultápláltság nélküli táplálékbevitel csökkentése, jellemzően a teljesen táplált, ad libitum étkezési körülmények 60% -ára (Walford et al., 1987). Ez az első, és egyelőre egyetlen környezeti beavatkozás, amely kimutatta, hogy robusztusan meghosszabbítja az élettartamot több fajban, a gerinctelenektől, például a gyümölcslegyektől és a fonálférgektől, a komplex emlősökig, például egerekig és majmokig (Mair és Dillin, 2008). Ezenkívül a DR-nek kitett állatokon az életkorral összefüggő patológiák, például a rák, a cukorbetegség és az Alzheimer-kór feltűnően csökkentek, így a DR válasz érdekes terápiás célpontot jelent az ilyen állapotok megelőzésében vagy kezelésében (Masoro, 2005).

Ez intenzív kutatást indított a DR által az élettartam meghosszabbításának szabályozásával és mechanizmusával kapcsolatban. Ezenkívül a DR-körülmények között hosszú életű fajok széles skálája arra utal, hogy evolúciósan konzervált, „nyilvános” mechanizmus állhat a DR-válasz hátterében. Egy kiemelkedő evolúciós elmélet azt sugallja, hogy ez a mechanizmus úgy fejlődhetett ki, hogy az állatok táplálékhiányos időszakokban lehetővé tegyék az erőforrások szomatikus fenntartásba történő terelését a szaporodás rovására, lehetővé téve a túlélést, amíg az utódok előállításának kedvezőbb körülményei fel nem merülnek (Partridge et al., 2005 ). Ezzel összhangban a DR-állapotú állatok csökkent termékenységet mutatnak, de a megnövekedett étkezési feltételek mellett az élet későbbi szakaszaiban fokozhatják a szaporodást.

A konzervált mechanizmus keresése arra késztette a közelmúltbeli DR-kutatásokat, hogy a kisméretű, genetikailag kezelhető modellorganizmusokban, köztük a C. elegans-ban a DR reakcióra összpontosítson. Ez a kutatás számos tápanyag-érzékelő utat érintett a DR válaszban, beleértve az AMPK, a TOR és az IIS útvonalakat (Greer et al., 2007; Vellai et al., 2003). Kimutatták azt is, hogy a DR által kiváltott hosszú élettartam mechanizmusában eltér a csökkent inzulinjelzés önmagában, és hogy a csökkent IIS és DR okozta élettartam-hosszabbítás additív (Lakowski és Hekimi, 1998; Panowski és mtsai, 2007). Ezenkívül számos „főszabályozót” javasoltak a DR okozta hosszú élettartam szempontjából elengedhetetlen tényezőként. Ide tartozik a sirtuin SIR-2, valamint a féregben azonosított két transzkripciós faktor, a PHA-4 és az SKN-1 (Bishop és Guarente, 2007; Panowski és mtsai, 2007; Wang és mtsai, 2006). Ezen szabályozók közötti kölcsönhatás, azok hatásmechanizmusai, a különböző fajok iránti igényeik és a hosszú távú élettartamhoz vezető downstream események a DR alatt mind az intenzív jelenlegi kutatások középpontjában állnak.

TOR: Megőrzött tápanyag-érzékelő út, amely meghatározza az élettartamot a fajok között

Bevezetés

Az étrendi korlátozás (DR) a legerőteljesebb környezeti módszer az élettartam meghosszabbítására olyan változatos fajokban, mint az élesztő, a férgek, a legyek és a rágcsálók (Masoro, 2003; Rogers & Kapahi, 2006). A DR emellett lassítja az életkorral összefüggő legtöbb betegség, köztük a rák, a neurodegeneráció és a szív- és érrendszeri betegségek progresszióját (Masoro, 2003). A DR a meghatározott vagy teljes tápanyag-bevitel csökkentése az alultápláltság előidézése nélkül. A gyakorlatban a DR-t a kalóriabevitel átfogó csökkentéseként (kalóriakorlátozás), egy bizonyos tápanyagosztály korlátozásaként vagy az ételbevitel időbeli változásaként alkalmazzák. Bár a DR az 1930-as évek óta ismert, hogy meghosszabbítja a rágcsálók élettartamát, ennek a védőreakciónak a mechanizmusai továbbra is megfoghatatlanok. Az elmúlt években azonban számos kutató kiaknázta az egyszerű modellorganizmusok erősségeit annak megértése érdekében, hogy a DR miként fejti ki védőhatásait. A Saccharomyces cerevisiae, a Caenorhabditis elegans és a Drosophila melanogaster elérhető rövid élettartama és hatékony genetikai eszközei vonzó modellekké tették őket az élettartam-meghosszabbítás mechanizmusainak vizsgálatára.

Öregedés, genetika

Az öregedés modulálása tápanyag-válasz útvonalak segítségével

Az étrendi korlátozás hatásait az öregedésre gyakorolt mechanizmusok nem jól ismertek, bár a genetikai vizsgálatok a tápanyag- és növekedési jelátviteli utakat vonták be e válasz kulcsfontosságú közvetítőiként. A növekedési hormon, az inzulin és az inzulinszerű növekedési faktor 1 (IGF-1) jelátvitelt csökkentő specifikus mutációk kimutatták, hogy meghosszabbítják az egerek élettartamát, és a csökkent inzulin/IGF-1-szerű jelzés szintén elősegítheti a fonálférgek és a gyümölcsök hosszú élettartamát legyek. Különösen a TOR útvonal kapcsolódik az élettartam meghosszabbításához az étrendi korlátozásoktól; az étrendi korlátozás csökkenti a TOR jelátvitelt; és a TOR gátlása elegendő az élettartam növelésére élesztőben, fonálférgekben, legyekben és egerekben.

A szövetjavítás és a halálfehérjék szerepe a májkárosodásban

Kalória korlátozás

Időszakos koplalás – étrendi korlátozás mint biológiai hormonetin az egészségügyi ellátások szempontjából

Absztrakt

Az étrendi korlátozást (DR) és az intermittáló éhgyomrot (IF) táplálkozási hormonoknak tekintették, mivel ezek stresszválaszt váltanak ki, és végül fiziológiai hormonézishez vezetnek a stressz kísérőinek, például a hősokk-fehérjéknek (HSP70), az antioxidánsoknak, mint az E-vitamin és koenzim Q, és fokozza a redox enzim aktivitását. Az IF – DR program valószínűleg úgy működik, hogy olyan kondicionáló választ hoz létre, amely elősegíti a szervezet túlélési módban maradását az energiamegtakarításra összpontosítva, ezáltal metabolikus elmozdulást okozva a növekedéstől a fenntartó tevékenységig. Beszámoltak arról, hogy a DR-nek jótékony hatása van a mentális egészség javításával és az egészségi idő meghosszabbításával a különböző modellrendszerekben és különböző korcsoportokban.

Az öregedés összehasonlító genetikája

IIS: Részleges kölcsönhatás a DR-vel a másodlagos öregedési fenotípusok figyelembevételével

Az IIS-t csökkentő DR-nek és mutációknak sok fenotípusos hasonlóságuk van, ideértve a megnövekedett élettartamot, a stressz-rezisztenciát, a csökkent TOR-jelátvitelt és az autofág fehérje degradációjának fokozódását. Ez nem meglepő, mivel az IIS modulálásának egyik fő környezeti tényezője a tápanyagok elérhetősége. Így a csökkent IIS természetes jelölt a DR jótékony hatásainak közvetítésére. Érdekes, hogy míg a DR és az IIS egyértelműen átfedik egymást, a genetikai tanulmányok azt mutatják, hogy legalább részben különálló mechanizmusokon keresztül is működnek a hosszú élettartam ellenőrzésében.

Legyekben a hosszú életű Chico mutánsok táplálékkoncentrációinak élettartama, amelyek csökkentették az IIS-t, a vad típushoz képest jobbra tolódnak el, ami azt jelenti, hogy a Chico mutánsok rövidebb életűek, mint az alacsony táplálékkoncentrációk kontrolljai, és hosszabb ideig élnek normál vagy magas ételkoncentráció (Clancy et al., 2002). Ezt kezdetben annak jelzésének vették, hogy a DR-nek IIS-re van szüksége az élettartam meghosszabbításához. Egy 2008-as tanulmány azonban megállapította, hogy a dFOXO törlése nem blokkolta a DR képességét az élettartam meghosszabbítására (Giannakou et al., 2008). A dFOXO túlzott expressziója a felnőtt zsír testben részben utánozta a hosszú életű Chico mutánsokat, mivel a mutáns legyek hosszabb ideig éltek normál vagy magas táplálékkoncentráció mellett (Giannakou et al., 2008). Így az IIS és a DR kölcsönhatásba lép, amikor az IIS aktív, de az IIS nem szükséges a DR élettartamának meghosszabbításához. Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy a Drosophila IIS nem teljes egészében a dFOXO-n keresztül hat, hanem egy másik mediátoron keresztül befolyásolja az élettartamot.

Az IIS komplex kapcsolatban áll a DR-vel egerekben is. A növekedési hormon receptor knockout (GHRKO) egerek hosszabb ideig élnek, mint a vad típusú kontrollok, és csökkent az inzulin és az IGF-1 szintje (Coschigano et al., 2000; Liu et al., 2004; Zhou et al., 1997). A GHRKO egerek nem élnek tovább, mint a vad típusú egerek, amelyek DR-ben szenvednek, és a GHRKO egerek sem mutatnak megnövekedett élettartamot vagy jobb inzulinérzékenységet, ha DR-nek vetik alá őket, kivéve a nőstények maximális élettartamának növekedését (Al-Regaiey et al. (2007; Bonkowski et al., 2006). Ezzel szemben a DR meghosszabbítja az agyalapi mirigy mutációival rendelkező egerek életét, amelyek hibásak számos hormon, köztük a növekedési hormon termelésében (Bartke et al., 2001). Ez arra utal, hogy a DR és az IIS részben elkülönülő útvonalakon keresztül működhet, bár az is lehetséges, hogy hasonló mechanizmuson keresztül működnek, de egyik beavatkozás sem aktiválja optimálisan ezt a mechanizmust a hosszú élettartam szempontjából.