Foto: Shutterstock

Úvod do problematiky kalorické restrikce

Vědci možná našli způsob, jak napodobit některé anti-agingové výhody kalorické restrikce zaměřením na imunitní protein spojený se zánětem, nazývaný C3. Snížení příjmu kalorií prodloužilo životnost u zvířat, včetně myší, makaků rhesus a octomilek. V některých studiích zůstala zvířata také déle zdravá. Ale přísná kalorická restrikce může mít vážné náklady. Myši na dietě s o 40 % nižším příjmem kalorií se například stávají zranitelnějšími vůči infekcím, méně úspěšně se rozmnožují a vykazují zhoršený růst. To přivedlo vědce k obtížné otázce: Mohli by lidé získat některé z výhod dlouhověkosti kalorické restrikce bez těchto škodlivých účinků?

Autor původního článku: Kristel Tjandra

Výzkum na Yale School of Medicine

Nová studie, publikovaná v časopise Nature Aging, ukazuje na možné řešení zahrnující imunitní protein nazývaný komplementový komponent 3 (C3). Výzkumníci z Yale již dříve ukázali, že lidé, kteří dodržovali mírnou kalorickou restrikci, snížili příjem kalorií o 14 % po dobu dvou let, vyvinuli silnější imunitní obranu bez problémů souvisejících s růstem nebo reprodukcí. „Tento koncept demonstruje, že stárnutí je vlastně tvárný proces, který lze cílit,“ říká hlavní autor Vishwa Deep Dixit, PhD, Waldemar Von Zedtwitz profesor patologie, profesor imunobiologie a srovnávací medicíny a ředitel Yale Center for Research on Aging (Y-Age) na Yale School of Medicine.

Snížení zánětlivého proteinu

Pro novou studii Dixit a jeho kolegové na YSM zkoumali vzorky plazmy od 42 lidí, kteří se zúčastnili dvouleté studie financované National Institutes of Health nazvané Comprehensive Assessment of Long-Term Effects of Reducing Intake of Energy nebo CALERIE. „Je to jediná studie svého druhu, která byla provedena s takovou přísností a kontrolou a demonstruje význam pro lidskou fyziologii,“ říká Dixit. Během studie účastníci snížili svůj příjem kalorií o 11 až 14 % bez pocitu strádání. Výzkumníci měřili více než 7 000 proteinů napříč vzorky plazmy shromážděnými v průběhu času. Jeden z nich vynikal: komplementový komponent 3 (C3), jehož hladiny po kalorické restrikci významně klesly.

Zdroje C3 v těle

Bílá tuková tkáň se ukázala jako klíčový zdroj C3. Porovnáním hladin proteinů před a po dvou letech kalorické restrikce tým zjistil, že bílá tuková tkáň, hlavní forma tukové tkáně u savců, se zdála být primární tkání ovlivněnou dietní změnou. Výzkumníci pak testovali vzorec na zvířatech. Jak viděli v lidské plazmě, exprese C3 se s věkem u myší zvyšovala. Další biochemické testování ukázalo, že viscerální bílá tuková tkáň byla hlavním zdrojem věkem podmíněného zvýšení C3.

„Nečekali jsme to, protože tyto proteiny jsou hlavně syntetizovány v játrech,“ říká Manish Mishra, PhD, postdoktorandský pracovník v Dixitově laboratoři a spoluautor studie. Sekvenování RNA na úrovni jednotlivých buněk umožnilo výzkumníkům dále zúžit zdroj. Zjistili, že C3 je produkován makrofágy spojenými s věkem, což jsou esenciální bílé krvinky umístěné v tukové tkáni. „Tento celý proces byl na začátku neznámý,“ říká Mishra. „Jen zúžit to na podtypy makrofágů odpovědných za produkci tohoto komplementového proteinu bylo velmi náročné.“

Nezávislost výhod na úbytku hmotnosti

Další otázkou bylo, zda snížení C3 by mohlo přinést výhody i bez úbytku hmotnosti. Výzkumníci původně mysleli, že ztráta tukové tkáně by sama o sobě mohla snížit produkci C3 a přispět ke zdravějšímu stárnutí. Většina účastníků studie ztratila asi 18 liber po dvou letech mírné kalorické restrikce. Nicméně, když výzkumníci porovnali změny indexu tělesné hmotnosti se změnami hladin komplementových proteinů, nenašli žádný vztah mezi množstvím ztracené hmotnosti a poklesem těchto proteinů.

„To naznačuje, že kalorická restrikce má příznivý účinek, který je jedinečný pro tukové tkáně a pravděpodobně nezávislý na úbytku hmotnosti,“ říká Kim. To zvýšilo možnost, že některé biologické výhody kalorické restrikce by mohly být reprodukovány bez nutnosti ztráty hmotnosti.

Blokování C3 a zánět u myší

Aby tuto myšlenku otestovali, výzkumníci použili lék k inhibici aktivace C3 u myší, napodobující jeden z účinků kalorické restrikce. Zvířata vyvinula méně zánětů souvisejících s věkem. Podle Dixita výsledek ilustruje, jak biologické systémy, které jsou užitečné dříve v životě, mohou později škodit. Tento koncept, známý jako antagonistická pleiotropie, navrhl biolog Peter Medawar v roce 1952 jako vysvětlení pro aspekty stárnutí. Růstový hormon nabízí jeden příklad. Je nezbytný během raného vývoje, ale později v životě může také přispívat k rakovině.

C3 a podobné proteiny se vyvinuly k ochraně těla před infekcí. Ale protože lidé nyní žijí mnohem déle než jejich předkové, některé z těchto ochranných mechanismů mohou nakonec začít přispívat k nemoci. Dixit říká, že snížení nadměrné aktivity C3 by mohlo potenciálně pomoci prodloužit zdravou délku života.

Výzkum existujících léků

Tým nyní zkoumá, zda by schválené inhibitory léků FDA mohly být použity k potlačení produkce C3 a potenciálně zpomalit aspekty stárnutí u lidí. Cílem není zcela odstranit komplementový systém, protože zůstává nezbytný pro boj s infekcemi. „Myšlenka není odstranit komplementové systémy, které jsou potřebné pro boj s infekcemi,“ říká Dixit. „Místo toho je cílem obnovit rovnováhu.“

Původní článek: Scientists may have found a shortcut to calorie restriction’s anti-aging benefits