7 Minutės
Nauji laboratoriniai tyrimai rodo, kad sumažinus vieną esminę aminorūgštį dietoje — izoleuciną — galima lėtinti senėjimą ir pailginti gyvenimo trukmę pelėms. Šis atradimas kelia klausimą, ar tikslingos aminorūgščių intervencijos galėtų pagerinti žmonių ilgaamžiškumą ir sveikatos trukmę, tačiau pelės modelio rezultatų perkėlimas žmonėms reikalauja atsargaus ir nuosekliai suplanuoto vertinimo.
Kodėl viena aminorūgštis tapo ilgalaikės gyvybės tyrimų centru
Izoleucinas yra viena iš trijų šakotos grandinės aminorūgščių (BCAA), kurias organizmas naudoja baltymų sintezei ir audinių palaikymui. Kadangi žmonės negali sintezuoti izoleucino patys, jį gauname su baltyminiu maistu — kiaušiniais, pieno produktais, sojos gaminiais ir mėsa. Šis biocheminis poreikis daro izoleuciną esmine maistinė medžiaga ir — potencialiai — metabolizmo reguliavimo svertu.
Tyrėjai jau seniai žino, kad ne visi kalorijų šaltiniai yra vienodi: specifinės maistinės medžiagos gali paveikti metabolizmą ir sveikatą ne vien dėl jų energinės vertės. 2016–2017 m. Wisconsin gyventojų apklausa anksčiau parodė ryšį tarp didesnio izoleucino suvartojimo ir prastesnių metabolinių rodiklių, ypač tarp asmenų su didesniu kūno masės indeksu. Toks statistinis ryšys paskatino giliau ištirti, ar izoleucino kiekis dietoje gali būti susijęs su nutukimu, insulinorezistentiškumu ar kitomis metabolinėmis disfunkcijomis, ir paskatino eksperimentinius tyrimus gyvūnų modeliuose, siekiant nustatyti mechanizmus.
Kontroliuotas pelių eksperimentas, izoliuojantis izoleuciną
Norėdami ištirti, kaip izoleucinas veikia senėjimą, mokslininkai maitinimą biologine įvairove pasižyminčias peles trimis skirtingomis dietomis: kontroline dieta su įprastomis 20 dažniausiai pasitaikančių aminorūgščių; dieta, kurioje visos aminorūgštys buvo sumažintos apie dvi trečdaliais; ir dieta, kurioje vienintelė sumažinta aminorūgštis buvo izoleucinas — taip pat apie dvi trečdaliais. Tyrimas prasidėjo, kai pelėms buvo apie šeši mėnesiai — tai maždaug atitinka 30 metų žmogų — ir gyvūnai galėjo laisvai rinktis maistą iš jiems skirtų pašarų.
Viena esminių šio eksperimento savybių buvo tai, kad vietoje bendro kalorijų mažinimo tyrėjai izoliuodami vieną maistinio komponento kintamąjį galėjo tiesiogiai vertinti specifinės aminorūgšties poveikį. Endokrinologas Dudley Lamming iš Viskonsino universiteto, bendradarbiavęs prie šių tyrimų, pabrėžė, kad „kalorija nėra vien tik kalorija“ — svarbi ne tik energinė vertė, bet ir maistinių medžiagų sudėtis. Koncentruodamiesi į izoleuciną, mokslininkai siekė atskirti, kurios dietos sudedamosios dalys labiausiai lemia su senėjimu susijusius pokyčius ir metabolinius žymenis.
Pagrindinės išvados: ilgesnė gyvenimo trukmė ir geresni sveikatos rodikliai
Ribojant izoleucino kiekį dietoje, pelėms atsirado ryškūs pranašumai. Patinai, gavę dietą su sumažintu izoleucinu, gyveno maždaug 33 % ilgiau nei kontrolinė grupė; patelėms mediana padidėjo apie 7 %. Be gyvenimo trukmės prailgėjimo, gyvūnai, kurių racione izoleucino buvo ribojama, pagerino rezultatus net 26 sveikatos rodikliuose: raumenų jėga, ištvermė, gliukozės reguliacija, uodegos funkcija, plaukų slinkimo sumažėjimas ir kiti funkcionalumo matuokliai rodė pranašumą. Patinams taip pat pasireiškė mažesnis su amžiumi susijęs prostatos išsiplėtimas ir sumažėjo dažniausiai pasitaikančių navikų dažnis tarp šių genetiškai įvairesnių linijų.
Keista, tačiau pelės, maitinamos maistu su mažiau izoleucino, iš tikrųjų suvartojo daugiau kalorijų nei kitos grupės. Vietoje to, kad priaugtų svorio, jos degino daugiau energijos, prarado riebalų atsargas ir išlaikė liesesnę kūno sudėtį, neužsiimdamos intensyvesne fizine veikla. Kaip pažymėjo Lammingas, pelės greitai prarado adipozinį audinį ir tapo liesesnės nepaisant didesnio energijos suvartojimo. Tai rodo, kad izoleucino ribojimas gali pakeisti energijos balanso „nustatymą“ organizme.
Šie rezultatai leidžia manyti, kad izoleucino ribojimas keičia metabolinius „set point“ — organizmas persireguliuoja link didesnio energijos išeikvojimo ir geresnės gliemijos kontrolės. Tyrimas, paskelbtas žurnale Cell Metabolism, papildo idėją, kad koreguodami specifines dietines aminorūgštis, o ne vien tik bendrą kalorijų kiekį ar bendrą baltymų suvartojimą, galime paveikti senėjimo biologiją ir su ja siejamus signalinius takus.
Kaip tai galėtų būti pritaikoma žmonėms — ir kodėl reikia atsargumo
Pelių tyrimai suteikia svarbių mechanistinių žinių, tačiau žmonių mityba ir fiziologija yra daug sudėtingesnės. Tyrėjai įspėja, kad paprastas baltyminio maisto mažinimas nėra saugi ar patikima rekomendacija visuomenei. Plačiai sumažinus bendrą baltymų kiekį gali būti pakenkta augimui, imunitetui ir kitoms gyvybinėms funkcijoms; svarbu ne tik kiekis, bet ir aminorūgščių pusiausvyra bei jų suvartojimo laikas per parą.
Autoriai taip pat pabrėžia, kad mityba yra cheminis tinklas — pakeitus vieną komponentą, gali pasikeisti daugelis toliau einančių signalinių kelių. Tyrime buvo naudojamas preciziškas izoleucino sumažinimas kontroliuojamame pašare; realiame pasaulyje žmonių dietos, papildai ir gyvenimo būdo veiksniai sąveikaus su bet kokiu aminorūgščių kiekio pokyčiu. Todėl žmogaus populiacijose gali pasireikšti skirtingi atsakai priklausomai nuo amžiaus, seksualinės dimorfizmo, genetikos, mikrobiotos ir kitų su mityba susijusių parametrų.
Vis dėlto idėja orientuotis į vieną aminorūgštį yra patraukli vaistų kūrimo požiūriu. Jeigu biologinis privalumas kyla iš specifinių signalinių kelių, aktyvuojamų esant žemam izoleucino lygiui, farmakologiniai blokatoriai ar moduliatoriai galėtų imituoti šiuos efektus be rizikos sukelti esminės aminorūgšties trūkumą. Lammingas teigė, kad rezultatai tyrėjus priartina prie biologinių procesų supratimo ir galimų intervencijų žmonėms, pavyzdžiui, izoleucino blokavimo vaisto kūrimo.
Biologinis fonas: šakotos grandinės aminorūgštės ir senėjimas
BCAA — leucinas, izoleucinas ir valinas — atlieka svarbų vaidmenį raumenų sintezėje, energetikos pusiausvyroje ir signaliniuose keliuose, pavyzdžiui, mTOR, kuris susieja maistinių medžiagų būklę su ląstelių augimu. Per aktyvus maistinių medžiagų jutimo signalų veikimas buvo siejamas su senėjimo procesais; tam tikrų aminorūgščių ribojimas gali nuslopinti šiuos signalus ir sukelti poveikį, panašų į kalorijų ribojimą eksperimentiniuose organizmuose.
Svarbu suprasti, kurios aminorūgštys labiausiai veikia mTOR ir gretimus kelius, bei kaip šie efektai skiriasi tarp lyčių ir genetikos. Pelės tyrime pastebėta, kad patinai ir patelės reagavo skirtingai — tai rodo, jog optimali intervencija gali reikalauti lyties specifinio pritaikymo ir genetinės įvairovės įvertinimo. Be to, BCAA signalo kryžminės sąveikos su insulino signalizacija, adipokinų tūriu ir mitochondrijų funkcionavimu rodo, kad mechanizmai yra daugiasluoksniai ir juos reikia detaliau ištirti.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Rivera, hipotetinė, bet realistiška senėjimo biologė ir mokslo komunikatorė, komentuoja: „Šis tyrimas yra elegantiškas koncepcijos įrodymas, kad vieno maistinio komponento intervencijos gali pakeisti viso organizmo metabolizmą ir senėjimo trajektorijas. Metaboliniai pagerėjimai ir ilgesnis išgyvenamumas, ypač patinų grupėje, rodo, kad tikslingas maistinių medžiagų signalizavimas — ne tik kalorijų kiekis — gali būti galingas reguliatorius. Perkėlimas į žmones reikalauja atsarginių dozės-reakcijos tyrimų, ilgalaikio saugumo duomenų ir dėmesio gyvenimo etapui bei lyčiai skirtumų.“
Kiti žingsniai: klinikiniai tyrimai, vaistai ir mitybos modeliai
Ateities darbai turės patikrinti, ar panašios intervencijos yra saugios ir veiksmingos žmonėms. Trumpalaikiai žmogaus tyrimai galėtų įvertinti metabolinius galutinius taškus — insulino jautrumą, riebalinę masę, raumenų funkciją — prieš planuojant ilgalaikius ilgaamžiškumo tyrimus. Lygiagrečiai kuriami vaistai galėtų siekti molekulių, kurios selektyviai imituoja žemą izoleucino būseną, tikslindamos aktualius signalinius taškus be rizikos sukelti esminių aminorūgščių trūkumą.
Praktiniai mitybos patarimai taip pat gali atsirasti: renkantis baltymų šaltinius, kuriuose mažesnis izoleucino kiekis, arba keičiant valgymų laikymąsi per dieną, galima švelniai sumažinti izoleucino ekspoziciją išlaikant bendrą baltymų adekvatumą. Pavyzdžiui, kai kurie augaliniai baltymų šaltiniai gali turėti skirtingą BCAA profilį nei raumeninis ar pieno baltymas, todėl tikslingas produktų pasirinkimas gali pakeisti izoleucino suvartojimą. Tačiau kol kas, laukdami žmogaus duomenų, protingiausia rekomendacija yra laikytis subalansuotos, moksliškai pagrįstos mitybos ir stebėti naujai paskelbtus klinikinius tyrimus, kurie išbandys šias idėjas.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą