Kalorirajoitus hidastaa ikääntymisprosessia

HYPOTEESI: Kalorirajoitus hidastaa ikääntymisprosessia ja siten telomeerieroosiota oksidatiivisen stressin vähentymisen vuoksi irtoavien proteiinien ja sirtuiinien ilmentymisen moduloinnin kautta.

RETROSPEKTIIVINEN TUTKIMUS:

Noin 1000 40–55-vuotiasta aikuista, jotka olivat osallistuneet ravitsemusarviointitutkimuksiin, joiden aikana heidän painonsa kirjattiin, ja joiden painoindeksi (BMI) oli tuolloin alle 30 kg/m2, katsotaan kelpoisiksi. Muita rekrytointilähteitä ovat asevoimien henkilöstön terveystiedot ja laitostietokanta. Niille, jotka hyväksyvät ja allekirjoittavat kirjallisen tietoisen suostumuksen, sovelletaan:

1. Täydellinen kliininen historia, johon kirjataan menneet ja nykyiset sairaudet, lääkkeiden käyttö, tupakointi, juominen ja laittomien huumeiden käyttö.
2. Ruokavaliokysely ravintoaineiden saannin arvioimiseksi
3. Täydellinen kliininen tutkimus, joka sisältää ruumiinpainon, pituuden ja verenpaineen mittauksen.
4. Aiemmin vahvistamamme fyysistä aktiivisuutta koskeva kyselylomake 1
5. Kehon koostumuksen mittaus DEXA:lla

6. 10 tunnin paastoverinäytteen ottaminen 30 ml mittaamista varten

   • Punasolujen määrä, verensokeri, kreatiniini, seerumin lipidit, TSH, kilpirauhashormonit ja insuliini
   • Telomeerien pituus perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa (PBMC)
   • Sirt1- ja 6-geenin ilmentyminen PBMC:ssä.
   • Plasma 8 - isoprostaanit
7. Kaulavaltimon intimamedian paksuuden mittaus ultraäänellä, jonka suorittaa koulutettu ammattilainen käyttäen aiemmin raportoituja protokollia.

Arvioinnin jälkeen aiheet luokitellaan seuraavasti:

1. Painon ylläpitäjät, jos heidän todellinen painonsa on enintään 10 %:n sisällä vähintään 10 vuotta aiemmin kirjatusta painosta
2. Painonnousut, jos heidän todellinen painonsa on yli 20 % aiemmin kirjatusta painosta

Seuraavat asiat jätetään lisäanalyysin ulkopuolelle:

1. Potilaat, joilla on ollut kroonisia heikentäviä sairauksia, kuten munuaisten vajaatoiminta, syöpä, autoimmuunisairaudet, kilpirauhasen vajaatoiminta, diabetes mellitus tai AIDS.
2. Koehenkilöt, jotka harjoittavat erittäin suurta fyysistä aktiivisuutta (yli 10 tuntia viikossa urheilua tai äärimmäistä fyysistä aktiivisuutta vaativaa työtä, kuten lapioimista tai kovaa ruumiillista työtä).
3. Koehenkilöt, joilla on ollut huumeiden väärinkäyttöä tai alkoholismia
4. Potilaat, jotka käyttävät anoreksigeenisiä tai anabolisia lääkkeitä tai jotka käyttävät kroonisia ei-steroidisia tulehduskipulääkkeitä.
5. Koehenkilöt polttavat yli 5 savuketta päivässä (91 assia vuodessa)
6. Liian aliravitut henkilöt, joiden painoindeksi on alle 18 kg/m2.

KARTOITTAVA TUTKIMUS:

Päätavoite:

Tutkia kolmen kuukauden kalorirajoituksen vaikutuksia normaaleilla vapaaehtoisilla SIRT1:n ja UCP3:n ilmentymiseen lihaksessa, SIRT6:n ilmentymiseen PBMC:ssä, ruskean rasvakudoksen aktiivisuuteen ja oksidatiivisten vaurioiden merkkiaineiden kertymiseen.

Erityiset tavoitteet:

1. Kehittää tulevaisuuden malli kalorirajoituksesta normaaleille vapaaehtoisille ihmisille.

2. Kalorirajoitukseen liittyvien muutosten tutkiminen:

   • Seerumin tulehduksen merkkiaineet ja vapaat rasvahapot paaston aikana.
   • Ruskean rasvakudoksen 18fluorodeksoyglukoosin otto PET-CT:llä mitattuna
   • UCP3:n ja SIRT1:n mRNA:n ilmentyminen lihasbiopsioissa.
   • SIRT1:n ja 6:n mRNA:n ilmentyminen lihasten ja perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa
   • 4 hydroksynoneaalin ja 8 hydroksiguanosiinin kertyminen lihakseen oksidatiivisten vaurioiden merkkiaineina
   • Perifeeristen neutrofiilien ROS-tuotanto yleismittarina kyvystä tuottaa vapaita radikaaleja
   • Insuliiniherkkyys mitattuna glukoositoleranssista johdetulla kaavalla. MENETELMÄT Tutkimuksen kohteena ovat 25–40-vuotiaat premenopausaaliset naiset, joiden BMI on 27–32 kg/m2 ja jotka ovat kiinnostuneita laihduttamisesta. Osallistumiskriteerit ovat: lukion suorittaminen, vakaa paino (± 2 kg) viimeisen kuuden kuukauden aikana ja diabeteksen puuttuminen, energiankulutukseen vaikuttavien lääkkeiden, kuten beetasalpaajien (paitsi suun kautta otettavat ehkäisyvalmisteet) nauttiminen ja osallistumattomuus kilpaileviin tai uuvuttavaa fyysistä toimintaa. Naisten tulee käyttää tehokasta ehkäisymenetelmää, ja raskaustesti tehdään kuukausittain tutkimuksen keston ajan.

Tietoon perustuvan suostumuslomakkeen allekirjoittamisen jälkeen energian kokonaiskulutus mitataan kalorimetrialla ja aktigrafialla tai kaksinkertaisesti merkityllä vedellä. Koehenkilöiden katsotaan olevan energiatasapainossa ottaen huomioon, että paino on vakaa (painon muutoksen puute arvioidaan inkluusiotutkimuksiin vaadittavien kahden viikon aikana). Näin ollen voidaan taata, että energianotto sillä hetkellä on yhtä suuri kuin energian kokonaiskulutus.

Myöhemmin koehenkilöt joutuivat 25 %:n rajoitukselle mitattuun kokonaisenergiankulutukseensa (tämän tason rajoitusta ovat sietäneet vapaaehtoiset hyvin, jopa vuoden ajan). Rajoitus tasapainotetaan käyttämällä välimerellistä ruokavaliota, säilyttäen 50 % hiilihydraatteja, 25-30 % lipidejä, 25 % proteiineja ja 100 % hivenravinnetarpeita. Potilaat osallistuvat ravitsemusterapeutin vahvistamiseen joka viikko. Rajoitusajan keventämiseksi sallitaan yksi ylimääräinen ateria kerran viikossa. Painon muutoksen mukaan vapaaehtoiset katsotaan energiarajoitteisiksi (ryhmä 1), jos he laihtuvat tutkimusjakson aikana vähintään 3 kg tai 5 %. Sen sijaan ne koehenkilöt, jotka eivät saavuta näitä tavoitteita, katsotaan vertailuryhmäksi (ryhmä 2).

Interventio kestää kolme kuukautta, ja se suoritetaan ajanjaksona, jolloin lämpötila pysyy suhteellisen vakaana ja alhaisempi, Santiagossa Chilessä, jotta vältetään ilmaston vaikutus ruskean rasvakudoksen toimintaan. Ihanne on touko-elokuussa. Ravitsemusterapeutti arvioi molempia ryhmiä viikoittain ruokavalion noudattamisen arvioimiseksi, indikaatioiden vahvistamiseksi ja punnitsemiseksi. Tutkittavat saavat kuukausittaisen rahallisen korvauksen, jotta he voivat ostaa tiettyjä määrättyjä elintarvikkeita ja tuotemerkkejä. Jokaiselle aineelle perehdytään terveellisistä ruokavalioista ja liikunnasta. Mahdolliset muutokset fyysisessä aktiivisuudessa, jotka selvitetään kannettavien aktigrafien (Actiheart®) avulla.

Painonmuutosta lukuun ottamatta vapaaehtoisten katsotaan olevan kalorirajoitteisia, jos triglyseriditasot laskevat vähintään 15 % ja T3-tasot laskevat vähintään 8 ng/dl.

Seuraavat määritykset tehdään lähtötilanteessa ja sen kolmen kuukauden interventiojakson lopussa, jolloin kontrollien tulisi olla nollaenergiataseessa ja niihin liittyvien koehenkilöiden energiataseessa negatiivinen:

1. Rutiininomaisten kliinisten laboratorioparametrien mittaaminen samanaikaisten sairauksien poistamiseksi.
2. Paasto seerumin vapaiden rasvahappojen mittaus.
3. Ultraherkän C-reaktiivisen proteiinin ja karboksimetyylilisiinin (CML) mittaus tulehdusmarkkerina ja vastaavasti glykotoksiinina käyttämällä kaupallisia ELISA-pakkauksia.
4. Triglyseridi- ja T3-tasojen mittaaminen kalorirajoituksen noudattamisen arvioimiseksi.
5. Glukoositoleranssikäyrä glukoosin ja insuliinin mittaamiseen ja insuliiniherkkyyden laskemiseen Matsudan kaavalla
6. Ääreisneutrofiilien oksidatiivisen purskeen mittaaminen fluoresenssiaktivoidulla solulajittelulla (FACS) organismin ROS-tuotantokapasiteetin ilmentymänä
7. SIRT1- ja 6-geenin ilmentymisen mittaus PBMC:ssä RT-PCR:llä Crujeiras et al. raportoiman tekniikan mukaisesti
8. PET CT mittaa supraklavikulaarisen rasvan 18fluorodeoksiglukoosin ottoa termoneutraaleissa olosuhteissa ja sen jälkeen, kun jalka on upotettu 8 °C:n veteen viideksi minuutiksi, Virtasen et al.

9. Vastus lateralis lihasbiopsia, jonka tekee lääkäri Bard-neulalla aiemmin raportoidulla tekniikalla osta ryhmämme (tämä on turvallinen ja yksinkertainen toimenpide, mutta saatu koepalanäyte on pieni, joten suoritettavia analyyseja on rajoitetusti), mitata :

   • mRNA UCP3:lle RT-PCR:llä käyttäen Millet et al:n raportoimaa tekniikkaa biopsioissa, jotka on saatu samalla tavalla ihmisistä.
   • mRNA SIRT1:lle RT-PCR:llä käyttäen tekniikkaa, jonka ovat raportoineet Heilbronn et ai.
   • Hydroksiguanosiinin 8 ja 4 hydroksynoneaalin immunohistokemiallinen ekspressio hapetusmarkkereina käyttämällä aiemmin raportoimia menetelmiä.
10. Kehon koostumuksen mittaus kaksoisenergiaröntgenabsorptiometrialla (DEXA).
11. Lepoenergian kulutuksen mittaus ja avoimen piirin epäsuora kalorimetri (malli 2900, Sensor Medics Corp., Yerba Linda, CA, USA).
12. Actigrafia käyttämällä Actiheart-aktigrafeja kalorirajoituksen aiheuttamien spontaanin fyysisen aktiivisuuden mahdollisten muutosten arvioimiseen.

Telomeerien pituutta ei mitata prospektiivisessa protokollassa, koska lyhyellä tutkimusjaksolla ei havaita muutoksia.