Ajoittainen energianrajoitus ja hermosolujen kantasolujen ikääntymisen ja aikuisen hippokampuksen neurogeneesiin liittyvän kognition pureskelu (ChANgE)

Ravitsemus ja ihmisten terveys liittyvät vahvasti toisiinsa. Ylimäärän muuttamisella paasto-/kalorirajoitteisilla ruokavalioilla on syvällisiä vaikutuksia homeostaasiin, kudosten uusiutumiseen ja syöpään. Kudoksen kantasolut reagoivat paaston aikana tapahtuviin fysiologisiin muutoksiin aineenvaihdunnan dynaamisten muutosten kautta. Energiansaannin rajoittaminen hiirillä tai mutaatioiden tuominen ravinteiden tunnistamisreitteihin voi pidentää elinikää jopa 50 %. Post mortem paljastaa, että kasvaimet, sydänongelmat, hermoston rappeuma ja metaboliset sairaudet ovat yleensä vähentyneet/viivästyneet pitkäikäisillä hiirillä. Siksi eliniän pidentäminen energiarajoituksella (ER) näyttää myös lisäävän "terveysaikaa", eli aikaa, joka eletään ilman kroonisia ikääntymiseen liittyviä sairauksia. Nämä oivallukset eivät ole juurikaan vaikuttaneet ihmisten lääketieteeseen. Ihmisten molekyyli- ja solunäkemykset tulisi vahvistaa interventioiden, kuten ER:n, ikääntymisen ja siihen liittyvien sairauksien, esim. kognitiivinen heikkeneminen (Murphy et al., 2014).

Keskushermoston kantasolut reagoivat myös ER:ään. Äskettäin Thuret-laboratorio on havainnut, että ER edistää aliravitsemuksen puuttuessa hippokampuksen kantasolujen lisääntymistä ja erilaistumista vastasyntyneiksi hermosoluiksi. Koska näiden uusien postnataalisten aivotursohermosolujen on osoitettu vaikuttavan kognitioon, ER edisti myös jyrsijöillä kognition paranemista (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Tätä neurogeneesiilmiötä, prosessia, jossa hermosolujen kantasoluista syntyy uusia hermosoluja, esiintyy myös ihmisillä (Spalding et al., 2013). Se on tiukasti säädelty prosessi, joka esiintyy nisäkkäiden aivotursossa, joka on ympäristöön reagoiva aivorakenne, jonka tiedetään säätelevän oppimista, muistia ja mielialaa. Aikuisten hippokampuksen neurogeneesin (AHN) ehdotetut toiminnot. sisältävät tunnistusmuistin parantamisen, kyvyn tunnistaa aiemmin kohdatut ärsykkeet ja kuvioiden erottelun, kyvyn koodata differentiaalisesti pieniä muutoksia samanlaisissa syötteissä (Clelland et al., 2009; Sahay et al., 2011). On väitetty, että kalorirajoitus voi lisätä neurogeneesiä evoluution aikana ajoittaisten ruokintamallien "solujäännöksenä" vasteena vuorotteleville nälänhädän ja runsaan ruoan jaksoille (Murphy & Thuret, 2015). Ihmiskokeissa on havaittu merkittäviä parannuksia sanallisessa tunnistusmuistissa, kun kalorien saanti on vähentynyt 30 % (Witte et al., 2009). Myös ajoittainen paasto ihmisillä on yhdistetty aivojen aktivaatiovolyymin merkittävään lisääntymiseen alueilla, jotka liittyvät aivojen toiminnan säätelyyn ja plastisuuteen (Belaïch et al., 2016). Ruoan rakenne ja pureskelu ovat myös vaikuttaneet AHN:ään ja kognitiivisiin kykyihin (Smith et al., 2016). Vähentynyt pureskelu, joka johtuu poskihampaiden poistamisesta ja edentulismista sekä ihmisillä että eläimillä, vaikuttaa negatiivisesti AHN:ään ja siihen liittyvään kognitioon. Erityisesti ihmispopulaatiot ovat osoittaneet läheistä yhteyttä puremistoiminnan, kognitiivisen tilan ja ikääntymiseen liittyvän hermoston rappeutumisen välillä vanhuksilla (Miura et al., 2003). Tarkkaa mekanismia, jolla pureskelu vaikuttaa kognitioon, ei tunneta.

Tutkimuskysymys: Parantaako vanhemmilla, ylipainoisilla osallistujilla IER ja/tai pitkät puremisjaksot suorituskykyä inhippokampuksesta riippuvaisilla muistitehtävillä ja lisäävätkö ikääntymistä estävää Klothoa?

Tavoitteet:

1. Satunnaistetussa kontrolloidussa rinnakkaissuunnittelututkimuksessa määritetään IER-ruokavalion (2 peräkkäistä päivää erittäin vähäkalorista ruokavaliota, 5 päivää normaalia terveellistä ruokavaliota 3 kuukauden ajan) ja/tai pitkien pureskelujaksojen (10 minuuttia 3 kertaa päivässä) vaikutus. 3 kuukauden ajan) verrattuna kontrolliryhmään (jatkuva tavanomainen syömiskäyttäytyminen, ruokailutottumukset) päätulosmuuttujien (MST ja Klotho) osalta vanhemmilla, terveillä osallistujilla, joilla oli ylipainoinen tai luokan I liikalihavuus.
2. Arvioida IER-ruokavalion ja pitkien pureskelujaksojen vaikutusta toissijaisiin tulosmuuttujiin, mukaan lukien kehon koostumus, mieliala ja uni.
3. Selvittää, voidaanko pitkiä pureskelujaksoja käyttää painonpudotuksen/paaston apuna.