Étkezés (vagy inkább koplalás) Az utunk a fiatalított őssejtekhez?

Az étrendi beavatkozások, például a szakaszos éhezés, javíthatják-e az őssejtek aktivitását, amelyek általában öregednek? Új kutatás, amelyet Omer H. Yilmaz vezetett az MIT-nél, felfedte, hogy az éhezés javíthatja a bél őssejt működését, segítve az üzemanyagok zsírégetését.

Történt a bizonyíték arra vonatkozóan, hogy az időszakos éhgyomor javíthatja az anyagcserét, felgyorsíthatja a zsírvesztést, csökkentheti az oxidatív stresszt és javíthatja a szövetek működését a különféle szervekben, beleértve a májat, a bélet és még az agyat is. Az egyik hiányzó rejtvénydarab az volt, hogy megértsük, hogy az időszakos koplalás hogyan javítja a szövetek működését, például a felnőtt őssejtek változásai révén. Mi köze van a metabolikus változásoknak az őssejtaktivitáshoz?

koplalás

Az MIT, a Duke Egyetem Orvostudományi Karának és a Cambridge-i Whitehead Biomedical Research Institute kutatói nemrégiben megjelentek egy rövid cikket a Cell Stem Cell-ben a Cell Stem Cell-ben, amely feltárta, hogy ennek a rejtvénynek része lehet zsírsav-oxidáció mitokondriumunkban. Omer H. Yilmaz és munkatársai azt találták, hogy az egerekben a 24 órás böjt zsírbontást indukál a bél őssejtjeiben és a progenitor sejtekben. Úgy tűnik, hogy ez a zsírsav-oxidáció még az idős egerekben is javítja az őssejtek működését.

A böjt aktiválja a zsírsav oxidációt, hogy fokozza a bél őssejt működését a homeosztázis során…

Az étrend mélyen befolyásolja a szövetek regenerálódását a különféle organizmusokban, és az alacsony kalóriatartalmú állapotok, például az időszakos…

www.sciencedirect.com

"Laboratóriumomat igazán érdekli, hogy az étrend általában hogyan használható a szövetek működésének javítására" - mondta Yilmaz. „Az egyik általam vizsgált szövettípus a belek. Laboratóriumomban a beleket vizsgáljuk, mert ez a test egyik legnagyobb szerve. Ez is egy szövet, amely gyors sejtforgalmat tapasztal. "

A beleket egyetlen sejtréteg szegélyezi, magyarázza Yilmaz, amely 5-7 naponta megfordul. A bélbélés munkalovai és ez a sejtforgalom bél őssejtek. Ezeknek a sejteknek meg kell őrizniük a funkciók magas szintjét vagy a sejtek egészségét a bélhám rendszeres feltöltése érdekében. A bél őssejtjei különösen fontosak a bélfertőzések és a kemoterápia által okozott bélkárosodás helyrehozása szempontjából.

"Az életkor előrehaladtával a bélben, valamint a test számos más szövetében, beleértve a vért és az idegrendszert is, az őssejtek kevésbé működőképesek" - mondta Yilmaz. „Úgy gondoljuk, hogy a felnőttkori őssejtek csökkent funkciója hozzájárul az időskorral járó funkció csökkenéséhez. Laboratóriumom nagyon érdeklődik az alacsony kalóriatartalmú beavatkozások tanulmányozása iránt, hogy késleltesse ezt a csökkenést. Területként több mint 100 éve tudjuk, hogy az alacsony kalóriatartalmú állapotok, például az éhezés vagy a kalóriakorlátozás, pozitív hatással lehetnek a szövetek egészségére és az öregedésre. Láttunk bizonyítékot arra, hogy a böjt hasmenéshez vezető bélfertőzések idején elősegítheti például a bélbélés gyógyulását. "

De a kutatóknak még le kell szögezniük a sejtmechanizmusokat arról, hogy a kalóriakorlátozás vagy az éhomi beavatkozás miként vezet a szövetek regenerálódásához, különösen az őssejtaktivitás révén. Erre a kiemelkedő kérdés megválaszolására Yilmaz és munkatársai 24 órán keresztül éheztek egereken, hogy tanulmányozzák, hogy az éheztetett állapot hogyan hat a bél őssejtjeire. Megállapították, hogy egyetlen gyors, mind a fiatal, mind az idős egerekben fokozza a bél őssejt működését, fokozva a zsíranyagcserét. Úgy tűnik, hogy a zsírok energiafelhasználása megőrzi a bél őssejtjeinek egészségét és működését, és hogy az idősebb embereknél a zsírok lebontásának és energiafelhasználásának képessége károsodik - hacsak nem böjtölnek.

"Az akut böjtölési rend hosszú élettartamot és regeneráló hatást gyakorol a különféle fajokra, és diétás megközelítést jelenthetnek az idős őssejt-aktivitás fokozására a szövetekben." - Cell Stem Cell, 2018

"Eredményeink meglehetősen meglepőek voltak - egyetlen 24 órás gyors kezelés drámai módon javította az őssejtek működését kortól függetlenül" - mondta Yilmaz. "Az éheztetett fiatal egerekben javult az őssejtek működése, de ami még fontosabb, az éhomi egerekben az éheztetett egerekben az őssejtek működése drámai módon javult."

Yilmaz és munkatársai azt is megállapították, hogy ha károsítják az egerek belét, az éheztetett egerek belei sokkal gyorsabban gyógyulnak meg, mint az ad libitum táplált egerek.

Y ilmaz felismerte, hogy nagyon érdekes jelenséget fedezett fel, ahol a böjt bizonyos időszaka jótékony hatással volt az őssejtekre mind a fiatal, mind az idősebb embereknél. De milyen mechanizmusok játszottak szerepet? Okos kísérletezéssel a kutatók felfedezték, hogy az éheztetett egerekben a zsírsav-oxidáció lehet az őssejtek működésének javulásának oka. Amikor Yilmaz és munkatársai géntechnológiával kikapcsolták a zsíranyagcserét, blokkolni tudták az egerek bél őssejtjein lévő koplalás előnyeit.

"Ha a nyugati étrendet nézzük, normál étrendi körülmények között mi és sejtjeink energiánk körülbelül 60-70 százalékát szénhidrátból vagy cukorból, körülbelül 20 százalékát zsírból és a fennmaradó részt aminosavakból nyerjük" - mondta Yilmaz. „Ami igazán érdekes, hogy amikor böjtöl, sokkal több energiát kezd el nyerni a zsír lebontásával. Mi azt gondoljuk, hogy az egereinkben az történik, hogy a koplalás során a fiatal és az idős állatok bél őssejtjei áttérnek a szénhidrátok felhasználásáról a zsír elsődleges energiaforrásként történő felhasználására, és hogy ez az anyagcsere-váltás javítja az őssejtek működését. ”

A kutatók még nem tudják pontosan, mi történik a zsíranyagcsere után, ami javítja az őssejtek működését az éhgyomorra reagálva, de a molekuláris szereplők vadászatában állnak. Az őssejtek jobban működhetnek, ha zsírokat égetnek üzemanyagként, de az életkor előrehaladtával elveszítik a zsírok hatékony metabolizmusának képességét.

„Tudjuk, hogy a zsír energiafelhasználása az őssejtekben javult funkcióval jár; a következő lépés annak megértése, hogy miért van ez ”- mondta Yilmaz.

„A koplalás növeli a FAO [zsírsav-oxidációt] az ISC-kben [a bél őssejtjeiben] azáltal, hogy mind a robusztus PPAR által közvetített FAO-programot hajtja végre az ISC-kben, mind pedig a trigliceridek és az FFA-k (keringő szabad zsírsavak) keringési szintjének növelésével, amelyeket aztán a sejtek felhasználhatnak hogy acetil-CoA-t hozzon létre az energiához. ” - Cell Stem Cell, 2018

A keto diétákat évtizedek óta klinikailag használják görcsrohamokkal és kapcsolódó rendellenességekkel küzdő betegek kezelésére. A keto étrendet és az időszakos éhezést kísérő neurológiai tünetek javulása összefüggött a zsírok anyagcseréje során keletkező ketontestekkel és azok energiaforrásként történő használatával az agyban. De nem világos, hogy a zsírsav oxidációja hogyan járul hozzá más szövetek fiatalodásához az éhgyomorra reagálva.

A koplalást az autofágia vagy a megöregedett, öregedő sejtek elpusztulásával is összefüggésbe hozták, amelyek sérültek és már nem tudnak osztódni. Az öregedő sejtek szelektív célzásával az éhgyomor javíthatja a szövetek működését, mint például az éheztetett egerek belében. Yilmaz szerint azonban az egerek 24 órás böjtje a dolgok nagy sémájában rövid. Nem valószínű, hogy az emésztőrendszeri szövetek és az őssejtek működésének észlelt javulása ebben az időkeretben elsősorban a sérült, gyulladáscsökkentő öregedő sejtek kitisztulásának tudható be.

"Úgy gondoljuk, hogy a meglévő őssejtek minőségét javítjuk, nem pedig új őssejteket állítunk elő ilyen körülmények között" - mondta Yilmaz. „De ilyen típusú beavatkozásokkal soha nincs egyetlen egyszerű válasz. Az autofágia vagy az öregedő őssejtek kitisztulása hozzájárulhat ehhez a javuláshoz. Az éheztetett egerekben azonban nem tapasztaltunk jelentős növekedést a bél őssejtjeinek sejthalálában. "

Ha - mint Yilmaz gyanítja - az éhezés a zsíranyagcsere révén képes javítani az egerekben meglévő bél őssejtek működését, akkor ezekben a sejtekben található mitokondriumok, a sejtenergia előállításáért felelős „energiaerőművek” kulcsszerepet játszanak. A zsíranyagcsere a mitokondriumokban következik be, ahol a sejtbe jutó zsírt azonnal lebontják és lebomlik. Az öregedés és a diszfunkcionális mitokondriumok következtében bekövetkező káros energiatermelés lehet az oka annak, hogy az emberi agy hajlamos az életkorral összefüggő betegségekre - és miért kapcsolódtak az éhgyomorra és a zsírsav oxidációhoz kognitív fejlesztések.