Přerušované omezování energie a žvýkání při stárnutí nervových kmenových buněk a kognice spojená s neurogenezí dospělého hipokampu (ChANgE)

Výživa a lidské zdraví spolu úzce souvisí. Změna nadměrného množství pomocí půstu/diety s omezeným příjmem kalorií má hluboký vliv na homeostázu, regeneraci tkání a rakovinu. Tkáňové kmenové buňky reagují na fyziologické změny, ke kterým dochází během půstu, prostřednictvím dynamických změn v jejich metabolismu. Omezení příjmu energie u myší nebo zavedení mutací v drahách snímání živin může prodloužit životnost až o 50 %. Pitva odhalila, že nádory, srdeční problémy, neurodegenerace a metabolická onemocnění jsou u dlouhověkých myší obecně redukovány/zpožděny. Zdá se tedy, že prodlužování délky života pomocí energetického omezení (ER) také prodlužuje „dobu zdraví“, tedy dobu prožitou bez chronických stavů souvisejících s věkem. Tyto poznatky sotva udělaly díru do humánní medicíny. U lidí by měly být zavedeny molekulární a buněčné poznatky, aby se potvrdily intervence, jako je ER, aby se oddálilo stárnutí a související stavy, např. kognitivní pokles (Murphy et al., 2014).

Kmenové buňky z centrálního nervového systému také reagují na ER. Nedávno Thuretova laboratoř zjistila, že ER, v nepřítomnosti podvýživy, podporuje hipokampální kmenové buňky k proliferaci a diferenciaci na novorozené neurony. Protože se ukázalo, že tyto nové postnatální hipokampální neurony hrají roli v kognitivních funkcích, ER také podpořila zvýšenou kognici u hlodavců (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Tento fenomén neurogeneze, proces, kterým jsou generovány nové neurony z nervových kmenových buněk, se vyskytuje také u lidí (Spalding et al., 2013). Je to přísně regulovaný proces vyskytující se v hippocampu savců, což je struktura mozku reagující na životní prostředí, o které je známo, že reguluje učení, paměť a náladu. Navrhované funkce hipokampální neurogeneze dospělých (AHN). zahrnují zlepšení rozpoznávací paměti, schopnost rozpoznávat dříve nalezené podněty a separaci vzorů, schopnost diferenciálně kódovat malé změny v podobných vstupech (Clelland et al., 2009; Sahay et al., 2011). Předpokládalo se, že omezení kalorií může zvýšit neurogenezi jako „buněčný relikt“ přerušovaných vzorců krmení během evoluce jako reakce na střídající se období hladomoru a hojného jídla (Murphy & Thuret, 2015). Pokusy na lidech prokázaly významné zlepšení verbální rozpoznávací paměti po 30% snížení příjmu kalorií (Witte et al., 2009). Přerušovaný půst u lidí byl také spojen s významným zvýšením objemu aktivace mozku v oblastech zapojených do kontroly mozkových funkcí a plasticity (Belaïch et al., 2016). Textura jídla a žvýkání se také podílejí na AHN a kognitivních schopnostech (Smith et al., 2016). Snížená mastikace v důsledku odstranění molárů a edentulismus u lidí i zvířat mají negativní dopad na AHN a související kognici. Zejména lidské populace prokázaly úzkou souvislost mezi žvýkacími funkcemi, kognitivním stavem a věkem podmíněnou neurodegenerací u starších osob (Miura et al., 2003). Přesný mechanismus, kterým žvýkání ovlivňuje kognici, není znám.

Výzkumná otázka: Zvyšuje IER a/nebo prodloužená období žvýkání u starších účastníků s nadváhou výkonnost paměťových úkolů závislých na hippocampu a zvyšuje marker proti stárnutí Klotho?

Cíle:

1. Randomizovaná kontrolovaná studie paralelního designu určí dopad IER diety (2 po sobě jdoucí dny velmi nízkokalorické diety, 5 dnů normální zdravé výživy po dobu 3 měsíců) a/nebo prodloužené doby žvýkání (10 minut 3x denně po dobu 3 měsíců) ve srovnání s kontrolní skupinou (pokračující obvyklé stravovací chování, dietní vzorce) na primární výsledné proměnné (MST a Klotho) u starších zdravých účastníků s nadváhou nebo obezitou I. třídy.
2. Posoudit dopad IER diety a prodloužené doby žvýkání na sekundární výstupní proměnné včetně tělesného složení, nálady a spánku.
3. Prozkoumat, zda lze prodloužené doby žvýkání využít jako pomoc při hubnutí/půstu.