Intermitterende energirestriktion og tygning på neurale stamcellers aldring og voksen hippocampus neurogenese-associeret kognition (ChANgE)

Ernæring og menneskers sundhed hænger stærkt sammen. Ændring af overflod gennem faste/kaloriebegrænsede diæter har dybtgående virkninger på homeostase, vævsregenerering og kræft. Vævsstamceller reagerer på de fysiologiske ændringer, der opstår under faste, gennem dynamiske skift i deres stofskifte. Begrænsning af energiindtaget hos mus eller indførelse af mutationer i næringsstof-sansningsveje kan forlænge levetiden med så meget som 50 %. Post-mortem afslører, at tumorer, hjerteproblemer, neurodegeneration og stofskiftesygdomme generelt reduceres/forsinkes hos langlivede mus. Derfor synes forlængelse af levetiden med energibegrænsning (ER) også at øge 'sundhedstiden', den tid, man levede uden kroniske aldersrelaterede tilstande. Disse indsigter har næppe gjort et indhug i human medicin. Molekylær og cellulær indsigt bør etableres hos mennesker for at validere interventioner såsom ER for at forsinke aldring og associerede tilstande, f.eks. kognitiv tilbagegang (Murphy et al., 2014).

Stamceller fra centralnervesystemet reagerer også på ER. For nylig har Thuret-laboratoriet fundet ud af, at ER, i mangel af underernæring, fremmer hippocampus-stamceller til at formere sig og differentiere til nyfødte neuroner. Fordi disse nye postnatale hippocampale neuroner har vist sig at spille en rolle i kognition, fremmede ER også forbedret kognition hos gnavere (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Dette fænomen med neurogenese, den proces, hvorved nye neuroner genereres fra neurale stamceller, forekommer også hos mennesker (Spalding et al., 2013). Det er en stramt reguleret proces, der finder sted i pattedyrets hippocampus, som er en miljømæssigt responsiv hjernestruktur, der er kendt for at regulere indlæring, hukommelse og humør. Foreslåede funktioner af voksen hippocampus neurogenese (AHN). omfatte forbedring af genkendelseshukommelsen, evnen til at genkende tidligere stødte stimuli og mønsteradskillelse, evnen til differentielt at indkode små ændringer i lignende input (Clelland et al., 2009; Sahay et al., 2011). Det er blevet påstået, at kaloriebegrænsning kan øge neurogenese som et "cellulært levn" af intermitterende fødemønstre under evolutionen som en reaktion på skiftende perioder med hungersnød og rigelig mad (Murphy & Thuret, 2015). Menneskelige forsøg har fundet signifikante forbedringer i verbal genkendelseshukommelse efter 30 % reduktion i kalorieindtag (Witte et al., 2009). Intermitterende faste hos mennesker er også blevet forbundet med signifikante stigninger i hjerneaktiveringsvolumen i områder involveret i hjernefunktionskontrol og plasticitet (Belaïch et al., 2016). Madtekstur og tygning er også blevet impliceret i AHN og kognitive evner (Smith et al., 2016). Nedsat tygning på grund af fjernelse af kindtænder og tandentulisme hos både mennesker og dyr har en negativ indvirkning på AHN og tilhørende kognition. Specielt menneskelige populationer har vist en tæt sammenhæng mellem tyggefunktion, kognitiv status og aldersrelateret neurodegeneration hos ældre (Miura et al., 2003). Den nøjagtige mekanisme, hvorved tygning påvirker kognition, er ukendt.

Forskningsspørgsmål: Forstærker IER og/eller forlængede perioder med tygning hos ældre, overvægtige deltagere ydeevnen inhippocampus-afhængige hukommelsesopgaver og øger anti-aldringsmarkøren Klotho?

Mål:

1. Et randomiseret, kontrolleret paralleldesign-forsøg vil bestemme virkningen af ​​en IER-diæt (2 på hinanden følgende dage med en diæt med meget lavt kalorieindhold, 5 dage med normal sund kost i 3 måneder) og/eller længere tyggeperioder (10 minutter 3 gange om dagen) i 3 måneder) sammenlignet med en kontrolgruppe (fortsat sædvanlig spiseadfærd, kostmønstre) på primære udfaldsvariabler (MST og Klotho) hos ældre, raske deltagere med overvægt eller klasse I fedme.
2. At vurdere virkningen af ​​en IER-diæt og forlængede tyggeperioder på sekundære udfaldsvariabler, herunder kropssammensætning, humør og søvn.
3. At undersøge om længere perioder med tygning kan bruges som et vægttab/fastehjælpemiddel.