Ihmisten paaston aiheuttaman autofagian aikakurssi

Autofagia on solujen laadunvalvontareitti, joka hajottaa ikääntyneitä tai vaurioituneita organelleja ja proteiiniaggregaatteja lysosomeissa. Näin tehdessään autofagia tarjoaa soluille vaihtoehtoisen energialähteen selviytyäkseen epäsuotuisista olosuhteista. Autofagian taso määrittää, missä määrin ikääntyneet solut pystyvät poistamaan vaurioituneita organelleja ja/tai myrkyllisiä aggregaatteja ja muodostamaan suojaavan vasteen stressiä vastaan. Fysiologisella tasolla ravinteiden puute tai paasto on yksi vahvimmista autofagian ärsykkeistä erilaisissa koejärjestelmissä.1 Laboratoriomme on osoittanut autofagian tärkeitä rooleja lipidien/glukoosin homeostaasissa ja energiatasapainon säätelyssä. Olemme havainneet, että autofagia hajottaa solujen lipidivarastoja prosessin kautta, jota kuvailimme lipofagiana. Olemme myös osoittaneet autofagian osuuden ruokinnan säätelyssä sekä sen kehitysrooleja lihas- ja rasvamassan ylläpitämisessä. Näiden fysiologisten toimintojen lisäksi useat tutkimukset ovat paljastaneet, että hiirillä, joilta puuttuu keskushermoston autofagia, hermoston rappeutuminen alkaa nopeasti ja kuolee varhain.2,3 Nämä tutkimukset tukevat autofagian keskeistä roolia terveyden ylläpitämisessä.

On vakiintunutta, että autofagian aktiivisuus vähenee iän myötä, mikä on johtanut hypoteesiin, että autofagian vajaatoiminta myötävaikuttaa ikääntymisen metaboliseen oireyhtymään. Itse asiassa nuoret hiiret, joilla on kudosspesifinen autofagiageenin Atg7 poisto, osoittavat ikääntymisen piirteitä, mukaan lukien lihasmassan menetys (matkii ikääntymisen sarkopeniaa), rasvamaksa, vähentynyt rasvalipolyysi, ruskean rasvan erilaistuminen ja haiman β- solujen toimintahäiriö.4-6 Sitä vastoin autofagian palauttaminen farmakologisilla tai geneettisillä lähestymistavoilla estää ikään liittyvän solutoiminnan heikkenemisen ja parantaa stressivastetta, mikä pidentää suoraan terveyttä. Tämän seurauksena on suurta kiinnostusta kehittää uusia kokeellisia lähestymistapoja ikään liittyvien kroonisten sairauksien ehkäisemiseksi. Itse asiassa kalorirajoituksen (CR) on osoitettu stimuloivan autofagiaa ja pidentävän elinikää ja terveydenhuoltoa useissa kokeellisissa malleissa. Vaikka nämä CR-tutkimukset suoritettiin yksinkertaisemmilla organismeilla, kuten kärpäsillä, madoilla ja hiirillä, 7-9 samankaltaista ihmisillä tehtyä tutkimusta puuttuu. Koska nälkä aktivoi autofagian, vallitseva hypoteesi on, että kalorirajoitus (CR) tai fysiologisemmat lähestymistavat, kuten ajoittainen paasto, stimuloivat autofagiaa ihmisissä, mikä puolestaan ​​estää tai hidastaa ikään liittyvien kroonisten sairauksien puhkeamista. On vain vähän tietoa, aktivoivatko pitkät paastoajat autofagian ihmisissä. Lisäksi emme tiedä, kuinka pitkä paasto voi olla tarpeen autofagian stimuloimiseksi ihmisillä. Lopuksi, emme tiedä, väheneekö paaston aiheuttama autofagia ikääntyvien ihmisten kohdalla tai kuinka paljon. Johtuen edellä mainituista aukoista tiedossamme ihmisten autofagiasta, tässä tutkimuksessa testaamme pitkien ruokarajoitusten kykyä stimuloida autofagiaa terveillä, nuorilla yksilöillä. Lisäksi vertaamme sitä, missä määrin autofagia on vähentynyt terveillä iäkkäillä henkilöillä verrattuna nuoriin kontrolleihin. Tutkimuksessamme käytämme näytteitä rasvakudoksesta, metabolisesti aktiivisesta endokriinisestä elimestä ja perifeerisistä verisoluista, jotka molemmat on arvioitu aikaisemmissa autofagiatutkimuksissa ja joita voidaan saada vähemmän invasiivisella tavalla.