Kalória korlátozás és krónikus gyulladásos betegségek

Octavio A. González

1 Orális Egészségügyi Kutatási Központ, Fogorvosi Főiskola, Kentucky Egyetem, Lexington, KY

Christine Tobia

2 Táplálkozástudományi Tanszék, Orvostudományi Főiskola, Kentucky Egyetem, Lexington, KY

Jeffrey L. Ebersole

1 Orális Egészségügyi Kutatási Központ, Fogorvosi Főiskola, Kentucky Egyetem, Lexington, KY

M. Novak János

1 Orális Egészségügyi Kutatási Központ, Fogorvosi Főiskola, Kentucky Egyetem, Lexington, KY

Absztrakt

A kalóriabevitel csökkenése (kalóriakorlátozás), úgy tűnik, következetesen csökkenti az öregedés biológiai sebességét számos organizmusban, valamint védelmet nyújt az életkorral járó betegségek, beleértve a krónikus gyulladásos rendellenességeket, például a szív- és érrendszeri betegségeket és a cukorbetegséget. Bár ennek a megfigyelésnek a mechanizmusai nem teljesen tisztázottak, a kalória-korlátozás által érintett fő anyagcsere-utak azonosítása felkeltette az érdeklődést olyan molekuláris célpontok felkutatása iránt, amelyek kalória-korlátozás-utánzókkal modulálhatók. Ez az áttekintés ismerteti a kalória-korlátozás és a kalória-korlátozás-utánzók általános fogalmait, valamint tárgyalja a gyulladásra és a krónikus gyulladásos rendellenességekre gyakorolt ​​hatásukkal kapcsolatos bizonyítékokat. Ezenkívül bemutatják a kalória-korlátozás periodontális betegségre gyakorolt ​​hatásaival kapcsolatos főbb bizonyítékokat nem főemlősökön. Míg az ilyen típusú étrendi beavatkozás megvalósítása kihívást jelent modern társadalmunkban, ahol az elhízás jelentős közegészségügyi problémát jelent, a kalória-korlátozás utánzó szerek ígéretes alternatívát kínálhatnak a kontroll kezelésében, és talán megelőzhetnek több krónikus gyulladásos rendellenességet, beleértve a parodontális betegségeket.

Bevezetés

Kalória korlátozás

A kalóriakorlátozás hatása krónikus gyulladásos rendellenességekre

Kalória korlátozás és gyulladás

korlátozás

Az oxidatív stressz (reaktív oxigén -ROS és nitrogén-RNS fajok) és az antioxidáns enzimatikus rendszer (szuperoxid-diszmutáz-SOD, glutation-GSH és tioredoxin-TRX) normális/egészséges kalóriabevitel során megfigyelt normális egyensúlya ( Az A) elveszik az elhízásban vagy az öregedés során általában megfigyelt magasabb kalóriabevitel mellett, ami oxidatív stressz felhalmozódásához, valamint gyulladásos molekulák és mediátorok termeléséhez vezet (B). A kalória-korlátozás kompenzálná az egyensúlyt azáltal, hogy csökkenti az oxidatív stressz és gyulladás termelését, valamint fokozza az antioxidáns enzimek és gyulladáscsökkentő mediátorok termelését és aktivitását.

Kalória-korlátozás és szív- és érrendszeri betegségek (CVD)

A szív- és érrendszeri betegségeket a nyugati országokban a morbiditás és a halálozás egyik legfőbb okának tekintik, különösen az idősebb populációkban (Callow, 2006). A CVD rizikófaktorai között a dohányzást, a magas vérnyomást, a diszlipidémiát, a hasi elhízást, az inzulinérzékenység csökkenését és a mozgásszegény életmódot azonosították (Dahlof, 2010). Ezenkívül a felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy az olyan biomarkerek, mint a redox állapot, a gyulladásgátló citokinek és enzimek magas szintje, valamint az adhéziós molekulák, növelik a CVD kockázatát (Chung et al., 2009). Ezért a CR antioxidáns és gyulladáscsökkentő tulajdonságai ezt a táplálkozási beavatkozási megközelítést érdekes és ígéretes alternatívává teszik a CVD megelőzésére és ellenőrzésére. A CR által végzett kardioprotektív mechanizmusokra vonatkozó bizonyítékot nemrégiben felülvizsgálták (Han & Ren, 2010, Marzetti et al., 2009). Röviden, állatkísérletek során (patkányok, egerek és nem emberi főemlősök bevonásával) bebizonyosodott, hogy az oxidatív stressz, a mitokondriális diszfunkció és gyulladás csillapítása, valamint a kardiomiocita apoptózis és az autofágia kedvező modulációja (biológiai folyamat, amely lehetővé teszi az eukarióta sejtek lebomlását és újrafeldolgozását). hosszú élettartamú fehérjék és organellák) a CR által modulált kritikus mechanizmusok, amelyek a CVD kockázatának csökkenésével hozhatók összefüggésbe (Marzetti et al., 2009).

A CR hatása az érelmeszesedésre különböző modellek alkalmazásával ellentmondásos eredményeket mutatott. Konkrétan, a CR (a kalóriabevitel 30% -os csökkentése) javította a zsigeri zsír felhalmozódását és az inzulinérzékenységet felnőtt cynomolgus majmokban, de nem volt hatással a hasi aorta plazma lipidszintjére vagy ateroszklerotikus elváltozás mértékére (Cefalu et al., 1999, Cefalu et. al., 2004). Mindazonáltal kimutatták, hogy a CR csökkentette a keringő lipoprotein a (lpa) szintjét a rhesus majmokban a kontroll étrendben részesülő állatokhoz képest. Az lpa plazmaszintjét független rizikófaktornak tekintik az érelmeszesedés korral összefüggő kialakulásában (Edwards et al., 2001). Legutóbb Fontana és munkatársai kimutatták, hogy a CR-vel 6 éven át tartó egyéneknél a szérum összes koleszterinszintje, alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin, trigliceridek, éhomi glükóz, éhomi inzulin, CRP, vérlemezkéből származó AB növekedési faktor, valamint szisztolés és diasztolés vérnyomás összehasonlítva az életkornak megfelelő egészséges egyénekkel tipikus amerikai étrenden. Megjegyzendő, hogy a nyaki artéria intima-media vastagsága körülbelül 40% -kal kisebb volt a CR csoportban a kontroll csoporthoz képest, ami azt sugallta, hogy a CR kritikusan befolyásolja az érelmeszesedés kockázatát (Fontana és mtsai, 2004).

Kalória-korlátozás és cukorbetegség

Azok a biológiai mechanizmusok, amelyek révén a CR csökkenti az inzulinrezisztenciát és javítja a glükóz anyagcserét, nem teljesen ismertek. Mindazonáltal azt javasolták, hogy a CR közvetlen hatással lehet a gyulladásgátló citokinek (azaz az adipokinek), a peptidek és a zsírszövetben általában termelődő komplement faktorok plazmaszintjének csökkentésére (Barzilai & Gabriely, 2001). A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a sir2 homológ (SIRT1; egy NAD + -függő deacetiláz) a CR-aktivált transzkripciós PGC-1alpha kofaktorra reagálva (Rodgers és mtsai, 2005), valamint a PGC-1alpha CR-aktivált transzkripciós kofaktorára reagálva szabályozza a máj glükoneogén/glikolitikus útjait (Rodgers et al., 2005). úgy tűnik, hogy csökkenti a szigeti béta-sejtek apoptózisarányát cukorbeteg patkányokban (Deng et al., 2010). Ezenkívül a CR fokozta a 4-es típusú glükóz transzporter (GLUT4) expresszióját patkány adipocitákban, ami korrelált a zsírsejtekké javuló glükóz transzlokációval és az inzulinrezisztenciával (Park és mtsai., 2005). Legutóbb a mikroarray elemzések azt mutatták, hogy a CR fokozta a glükóz és a lipid anyagcserében részt vevő gének differenciál expresszióját a vázizomzatban, a májban és a hasnyálmirigy-szigeteken cukorbeteg zsíros rágcsálókban (Colombo és mtsai, 2006, Selman és mtsai, 2006).

A preklinikai és klinikai vizsgálatok ellentmondásos eredményeket szolgáltatnak a rövid távú CR hatásáról az oxidatív stresszre. Annak ellenére, hogy csökkent a lipidperoxidáció, javult az antioxidáns aktivitás és helyreállt a teljes redox státusz az egerekben a CR után (Ugochukwu & Figgers, 2007), a CR-vel csak marginális antioxidáns hatás társulhat a 2-es típusú cukorbetegeknél nem cukorbeteg elhízott egyénekkel (Skrha et al., 2005, Wycherley et al., 2008). Érdekes, hogy a legújabb bizonyítékok azt mutatják, hogy a bariatrikus műtétek a műtétet követő napokon belül, még a fogyás bekövetkezése előtt is megszüntethetik a 2-es típusú cukorbetegséget, ami arra utal, hogy a CR önmagában nem feltétlenül számol be ezzel a hatással (Andreelli et al., 2009). Ennek a posztsebészeti kimenetnek a világos magyarázata a folyamatban lévő vita témája (Gumbs et al., 2005). Lényeges, hogy állat- és emberkutatások kimutatták, hogy a genotípus hozzájárul az inzulinrezisztenciához és az elhízáshoz, ezért a CR-nek nem minden egyénnél lehet ugyanaz a jótékony hatása (Corella és mtsai, 2005, Metzger, 2003).

Kalória korlátozás és immunitás

Jolly javaslata szerint az összes állatkísérlet nagyon agresszív CR-kezelést alkalmazott, amelyek gyakorlatilag nem fordíthatók át az emberek klinikai körülményeire (Jolly, 2004). Egyértelművé válik, hogy a CR fontos gyulladáscsökkentő tulajdonságokkal rendelkezik, meghosszabbítja az élettartamot és az egészséget számos organizmusban, beleértve az embereket is; ennek ellenére krónikus káros hatásai lehetnek az immunitás egyes összetevőire (Jolly, 2007). A CR által érintett sejt- és molekuláris útvonalak jobb megértése lehetőséget teremtett olyan specifikus molekuláris célok azonosítására, amelyeket a CRM-ként emlegetett hasonló molekulák modulálhatnak, és amelyeket a jelen áttekintés következő szakaszában tárgyalunk. Talán ez a növekvő molekulacsoport segít legyőzni az immunválaszra gyakorolt ​​lehetséges káros hatásokat, és javítja a CR-vel megfigyelt jótékony hatások specificitását.

Kalória-korlátozás utánzó szerek

Resveratrol