Kalorienrestriktion verzögert den Alterungsprozess

HYPOTHESE: Kalorienrestriktion verzögert den Alterungsprozess und damit die Erosion der Telomere durch Reduktion von oxidativem Stress durch Expressionsmodulation von entkoppelnden Proteinen und Sirtuinen.

RETROSPEKTIVE STUDIE:

Etwa 1000 Erwachsene im Alter von 40 bis 55 Jahren, die an Ernährungsbewertungsstudien teilgenommen haben, bei denen ihr Körpergewicht aufgezeichnet wurde, und die zu diesem Zeitpunkt einen Body-Mass-Index (BMI) von weniger als 30 kg/m2 hatten, werden als teilnahmeberechtigt angesehen. Andere Quellen für die Rekrutierung von Probanden werden Gesundheitsakten von Angehörigen der Streitkräfte und unsere institutionelle Datenbank sein. Diejenigen, die eine schriftliche Einverständniserklärung akzeptieren und unterzeichnen, unterliegen:

1. Eine vollständige Krankengeschichte, die vergangene und gegenwärtige Krankheiten, den Medikamentengebrauch, die Vorgeschichte des Rauchens, Trinkens und illegalen Drogenkonsums aufzeichnet.
2. Ein Ernährungsfragebogen zur Beurteilung der Nährstoffaufnahme
3. Eine vollständige klinische Untersuchung, einschließlich der Messung von Körpergewicht, Größe und Blutdruck.
4. Ein zuvor von uns validierter Bewegungsfragebogen 1
5. Messung der Körperzusammensetzung durch DEXA

6. Entnahme einer 10 Stunden nüchternen Blutprobe von 30 ml zur Messung

   • Erythrozytenkonzentrat, Blutzucker, Kreatinin, Serumlipide, TSH, Schilddrüsenhormone und Insulin
   • Telomerlänge in peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC)
   • Sirt1- und 6-Genexpression in PBMC.
   • Plasma 8- Isoprostane
7. Messung der Karotis-Intima-Media-Dicke durch Ultraschall, durchgeführt von einem geschulten Fachmann unter Verwendung zuvor gemeldeter Protokolle.

Nach der Bewertung werden die Fächer wie folgt klassifiziert:

1. Gewichtserhalter, wenn ihr tatsächliches Gewicht höchstens innerhalb von 10 % des vor mindestens 10 Jahren aufgezeichneten Gewichts liegt
2. Weight Gainer, wenn ihr tatsächliches Gewicht mehr als 20 % des zuvor erfassten Gewichts beträgt

Folgendes wird von der weiteren Analyse ausgeschlossen:

1. Personen mit einer Vorgeschichte von chronischen schwächenden Krankheiten wie Nierenversagen, Krebs, Autoimmunerkrankungen, Hypothyreose, Diabetes mellitus oder AIDS.
2. Probanden mit extrem hoher körperlicher Aktivität (mehr als 10 Stunden pro Woche Sport oder Arbeit, die extreme körperliche Aktivität erfordert, wie Schaufeln oder harte körperliche Arbeit.
3. Themen mit einer Vorgeschichte von Drogenmissbrauch oder Alkoholismus
4. Probanden, die anorexigene oder anabole Medikamente einnehmen, oder chronische Benutzer von nichtsteroidalen entzündungshemmenden Medikamenten.
5. Probanden, die mehr als 5 Zigaretten pro Tag rauchen (91 Packungen pro Jahr)
6. Übermäßig unterernährte Probanden, definiert als ein Body-Mass-Index unter 18 kg/m2.

PROSPEKTIVE STUDIE:

Hauptziel:

Es sollten die Auswirkungen einer dreimonatigen Kalorienrestriktion bei normalen Freiwilligen auf die Expression von SIRT1 und UCP3 im Muskel, SIRT6 in PBMC, die Aktivität des braunen Fettgewebes und die Akkumulation von Markern für oxidative Schäden untersucht werden.

Spezielle Ziele:

1. Entwicklung eines prospektiven Modells der Kalorienrestriktion bei normalen menschlichen Freiwilligen.

2. Um Veränderungen im Zusammenhang mit der Kalorienbeschränkung zu untersuchen:

   • Entzündungsmarker im Serum und freie Fettsäuren während des Fastens.
   • Die Aufnahme von 18-Fluordexoyglucose durch braunes Fettgewebe, gemessen durch PET-CT
   • Die Expression von mRNA von UCP3 und SIRT1 in Muskelbiopsien.
   • Die Expression von mRNA für SIRT1 und 6 in Muskel- und peripheren mononukleären Blutzellen
   • Die Akkumulation von 4 Hydroxynonenal und 8 Hydroxyguanosin im Muskel als Marker für oxidative Schäden
   • Die Produktion von ROS durch periphere Neutrophile als Gesamtmaß für die Fähigkeit, freie Radikale zu erzeugen
   • Insulinsensitivität, gemessen mit einer aus der Glukosetoleranz abgeleiteten Formel. METHODIK Frauen vor der Menopause im Alter von 25 bis 40 Jahren mit einem BMI zwischen 27 und 32 kg/m2, die an Gewichtsabnahme interessiert sind, werden untersucht. Einschlusskriterien sind: abgeschlossene Schulbildung, stabiles Gewicht (± 2 kg) in den letzten sechs Monaten und kein Diabetes, Medikamenteneinnahme, die den Energieverbrauch beeinflussen könnte, wie Betablocker (außer orale Kontrazeptiva) und mangelnde Teilnahme an Wettkämpfen oder anstrengende körperliche Aktivitäten. Frauen müssen eine wirksame Verhütungsmethode anwenden, und während der Dauer der Studie wird jeden Monat ein Schwangerschaftstest durchgeführt.

Nach Unterzeichnung einer Einverständniserklärung wird der Gesamtenergieverbrauch durch Kalorimetrie und Aktigraphie oder doppelt gekennzeichnetes Wasser gemessen. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Probanden im Energiegleichgewicht befinden, wobei berücksichtigt wird, dass das Gewicht stabil ist (das Fehlen einer Gewichtsveränderung wird während der für Einschlussstudien erforderlichen zwei Wochen bewertet). Daher kann sichergestellt werden, dass die Energieaufnahme in diesem Moment gleich dem Gesamtenergieverbrauch ist.

Danach wurden die Probanden einer 25%-igen Einschränkung ihres gemessenen Gesamtenergieverbrauchs unterzogen (dieses Maß an Einschränkung wurde von Freiwilligen sogar während eines Jahres gut toleriert). Die Restriktion wird ausgeglichen, indem eine mediterrane Ernährung verwendet wird, wobei ein Anteil von 50 % Kohlenhydraten, 25-30 % Lipiden, 25 % Proteinen und einer Bereitstellung von 100 % des Mikronährstoffbedarfs beibehalten wird. Die Patienten werden jede Woche von einem Ernährungsberater unterstützt. Um die Beschränkungsfrist zu lockern, wird einmal pro Woche eine zusätzliche Mahlzeit erlaubt sein. Probanden gelten je nach Gewichtsveränderung als energiebeschränkt (Gruppe 1), wenn sie während des Studienzeitraums mindestens 3 kg oder 5 % Gewicht verlieren. Stattdessen werden diejenigen Probanden, die diese Ziele nicht erreichen, als Kontrollgruppe betrachtet (Gruppe 2).

Der Eingriff dauert drei Monate und wird in einem Zeitraum durchgeführt, in dem die Temperatur in Santiago de Chile relativ stabil und niedriger ist, um eine Auswirkung des Klimas auf die Aktivität des braunen Fettgewebes zu vermeiden. Ideal ist es zwischen Mai und August. Beide Gruppen werden wöchentlich von einem Ernährungsberater evaluiert, um die Einhaltung der Diät zu beurteilen, Indikationen zu bestätigen und gewogen zu werden. Die Probanden erhalten eine monatliche finanzielle Vergütung, um den Kauf bestimmter verschriebener Lebensmittel und Marken zu ermöglichen. Jedes Thema wird über eine gesunde Ernährung und einen Lebensstil mit körperlicher Aktivität aufgeklärt. Eventuelle Veränderungen der körperlichen Aktivität, die mit tragbaren Actigraphen (Actiheart®) festgestellt werden.

Abgesehen von der Gewichtsveränderung gelten Freiwillige als kalorienreduziert, wenn die Triglyceridspiegel um mindestens 15 % und die T3-Spiegel um mindestens 8 ng/dl sinken.

Zu Studienbeginn und am Ende des dreimonatigen Interventionszeitraums, in dem sich die Kontrollen in einer Energiebilanz von Null und die anhaftenden Probanden in einer negativen Energiebilanz befinden sollten, werden die folgenden Bestimmungen durchgeführt:

1. Messung routinemäßiger klinischer Laborparameter zum Ausschluss von Begleiterkrankungen.
2. Messung der freien Fettsäuren im Nüchternserum.
3. Messung von ultrasensitivem C-reaktivem Protein und Carboxymethyllisin (CML) als Entzündungsmarker bzw. Glykotoxin mit kommerziellen ELISA-Kits.
4. Messung von Triglycerid- und T3-Spiegeln zur Beurteilung der Einhaltung der Kalorienrestriktion.
5. Glukosetoleranzkurve zur Messung von Glukose und Insulin und zur Berechnung der Insulinsensitivität mithilfe der Matsuda-Formel
6. Messung des oxidativen Ausbruchs peripherer Neutrophiler durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) als Ausdruck der ROS-Produktionskapazität des Organismus
7. Messung der SIRT1- und 6-Genexpression in PBMC durch RT-PCR gemäß der von Crujeiras et al
8. PET-CT zur Messung der 18-Fluordeoxyglucose-Aufnahme durch supraklavikuläres Fett unter thermoneutralen Bedingungen und nach fünfminütigem Eintauchen eines Fußes in Wasser bei 8 °C, gemäß Virtanen et al.

9. Vastus lateralis-Muskelbiopsie, durchgeführt von einem Arzt mit einer Bard-Nadel unter Verwendung einer Technik, über die zuvor in unserer Gruppe berichtet wurde (dies ist ein sicheres und einfaches Verfahren, aber die erhaltene Biopsieprobe ist klein, daher sind die durchführbaren Analysen begrenzt), um zu messen :

   • mRNA für UCP3 durch RT-PCR unter Verwendung der von Millet et al. berichteten Technik in Biopsien, die auf ähnliche Weise bei Menschen erhalten wurden.
   • mRNA für SIRT1 durch RT-PCR unter Verwendung der von Heilbronn et al.
   • Immunhistochemische Expression von 8-Hydroxyguanosin und 4-Hydroxynonenal als Oxidationsmarker unter Verwendung von zuvor von uns berichteten Methoden.
10. Messung der Körperzusammensetzung durch Doppelenergie-Röntgenabsorptiometrie (DEXA).
11. Messung des Ruheenergieverbrauchs in einem indirekten Kalorimeter mit offenem Kreislauf (Modell 2900, Sensor Medics Corp., Yerba Linda, CA, USA).
12. Aktigraphie unter Verwendung von Actiheart-Aktigraphen zur Bewertung eventueller Veränderungen der spontanen körperlichen Aktivität, die durch Kalorieneinschränkung verursacht werden.

Die Telomerlänge wird im prospektiven Protokoll nicht gemessen, da in der kurzen Studiendauer keine Veränderungen festgestellt werden.