Новое исследование дает разработчикам лекарств подсказки о том, как продлить продолжительность здоровой жизни без строгого ограничения потребления калорий.
Давно известно, что ограничение потребления калорий лабораторными животными может продлить их жизнь и снизить риск развития заболеваний в пожилом возрасте, таких как рак, болезни сердца, диабет и болезнь Альцгеймера.
Некоторые исследования показывают, что ограничение калорий может быть полезно и для здоровья человека. Однако достижение и соблюдение диеты с ограничением калорий является сложной задачей для подавляющего большинства людей.
Таким образом, идентификация лекарства, которое может имитировать метаболические эффекты ограничения калорий, является важной целью исследования продления жизни.
Одним из поразительных эффектов ограничения калорий является то, что оно приводит к снижению внутренней температуры тела. Однако было неясно, какой вклад это вносит в пользу для здоровья.
«Нелегко определить, что движет благотворными изменениями ограничения калорий, - говорит профессор Бруно Конти, доктор философии из Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния. «Это снижение калорий само по себе или изменение температуры тела, которое обычно происходит, когда человек потребляет меньше калорий? Или это комбинация того и другого? "
Некоторые исследования действительно показывают, что снижение внутренней температуры способствует положительному эффекту диеты, а не является просто побочным эффектом.
Например, мыши, содержащиеся так, чтобы иметь более низкую внутреннюю температуру тела, живут дольше, чем нормальные мыши, независимо от того, ограничено ли их потребление калорий.
Другие исследования показали, что люди с естественно низкой температурой тела, как правило, живут дольше по сравнению с теми, чья внутренняя температура ближе к норме для человека.
Термонейтральность
Чтобы определить химические вещества, которые могут способствовать этой пользе для здоровья, профессор Конти и его коллеги сравнили метаболиты - продукты метаболизма - мышей, содержащихся при температуре 22 ° C, с мышами, живущими в условиях 30 ° C. Исследователи кормили всех мышей диетой с ограничением калорий.
При 30 ° C тела мышей и людей достигают «термонейтральности». В этот момент их внутренняя температура уравновешивает температуру окружающей среды, что затрудняет снижение температуры тела.
Ученые считают, что термонейтральные условия снижают некоторые преимущества для здоровья от ограничения калорий.
Таким образом, профессор Конти и его команда пришли к выводу, что сравнение мышей с ограничением калорийности, содержащихся при таких разных температурах, позволит выявить метаболиты, ответственные не только за снижение температуры тела, но и за продление жизни.
В частности, они проанализировали уровни метаболитов в крови животных и их гипоталамусе, который является частью мозга, отвечающей за регулирование пищевого поведения и температуры тела.
По сравнению с мышами, которым позволяли есть столько, сколько они хотели, ограничение калорий заставляло гипоталамус производить большее количество ряда метаболитов при температуре окружающей среды 22 ° C, но не при 30 ° C.
Искуственный интеллект
Затем исследователи использовали искусственный интеллект, чтобы определить, какие из этих метаболитов могут иметь биологическое значение.
Выделялись два метаболита: оксид азота, сигнальная молекула, которая расширяет кровеносные сосуды, и опиоид под названием лейцин-энкефалин.
В дальнейших экспериментах на мышах с ограничением калорийности они продемонстрировали, что оба химиката играют роль в контроле температуры.
Эти и другие метаболиты, выявленные исследователями, могут служить ориентирами для разработки лекарств, которые предлагают людям продлевающие жизнь преимущества ограничения калорий без необходимости соблюдать тяжелую диету.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Signaling .
Авторы отмечают, что их эксперименты включали снижение потребления калорий мышами до 50% от их обычного потребления в течение 8 дней. Это ограничение более жесткое, чем обычное ограничение калорий, которое ученые используют в экспериментах на продолжительность жизни (60% от обычного потребления или более).
Они пишут, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, что более мягкие и продолжительные диеты оказывают аналогичное влияние на обмен веществ.