Időjárás a böjt által kiváltott autofágiához emberekben

Az autofágia egy sejtminőség-ellenőrzési útvonal, amely lebontja az elöregedett vagy sérült organellumokat és fehérje-aggregátumokat a lizoszómákban. Ezáltal az autofágia alternatív energiaforrást biztosít a sejtek számára, hogy megbirkózzanak a kedvezőtlen körülményekkel. Az autofágia szintje határozza meg, hogy az elöregedett sejtek milyen mértékben képesek eltávolítani a sérült organellumokat és/vagy toxikus aggregátumokat, és milyen mértékben képesek védekezni a stressz ellen. Fiziológiai szinten a tápanyag-megvonás vagy az éhezés az egyik legerősebb inger az autofágiára a különböző kísérleti rendszerekben.1 Laboratóriumunk az autofágia fontos szerepét mutatta ki a lipid/glükóz homeosztázisban és az energiaegyensúly szabályozásában. Azt találtuk, hogy az autofágia lebontja a sejt lipidraktárait egy olyan folyamaton keresztül, amelyet lipofagiának nevezünk. Azt is kimutattuk, hogy az autofágia hozzájárul a táplálkozás szabályozásához, valamint fejlődési szerepét az izom- és zsírtömeg fenntartásában. Ezeken a fiziológiás funkciókon kívül számos tanulmány feltárta, hogy a központi idegrendszerben az autofágia hiányában szenvedő egerek neurodegenerációjának gyors fellépését és korai elhullását mutatják.2,3 Ezek a vizsgálatok alátámasztják az autofágia központi szerepét az egészségmegőrzésben.

Jól bebizonyosodott, hogy az autofágia aktivitása az életkorral csökken, ami ahhoz a hipotézishez vezetett, hogy az autofágia elégtelensége hozzájárul az öregedés metabolikus szindrómához. Valójában az Atg7 autofágia gén szövetspecifikus kiiktatásával rendelkező fiatal egerek az öregedés jellemzőit mutatják, beleértve az izomtömeg elvesztését (az öregedés szarkopéniáját utánozva), zsíros májat, csökkent zsírlipolízist, a barna zsír dedifferenciálódását és a hasnyálmirigy β- sejtműködési zavar.4-6 Ezzel szemben az autofágia farmakológiai vagy genetikai megközelítésekkel történő helyreállítása megakadályozza a sejtek működésének korral összefüggő hanyatlását, és javítja a stresszre adott választ, így közvetlenül meghosszabbítja az egészségi időt. Ennek következtében nagy az érdeklődés az életkorral összefüggő krónikus betegségek megelőzésére szolgáló új kísérleti megközelítések kidolgozása iránt. Valójában a kalóriakorlátozásról (CR) több kísérleti modellben kimutatták, hogy stimulálja az autofágiát, és meghosszabbítja az élettartamot és az egészséget. Míg ezeket a CR-vizsgálatokat egyszerűbb élőlényeken, például legyeken, férgeken és egereken végezték, 7-9 hasonló, embereken végzett vizsgálat nagyrészt hiányzik. Mivel az autofágiát az éhezés aktiválja, az uralkodó hipotézis az, hogy a kalóriakorlátozás (CR) vagy több fiziológiai megközelítés, mint például az időszakos koplalás, stimulálja az autofágiát az emberekben, ami viszont megakadályozza vagy késlelteti az életkorral összefüggő krónikus betegségek kialakulását. Korlátozott ismereteink vannak arról, hogy a hosszan tartó koplalás valóban aktiválja-e az autofágiát az emberekben. Ezen túlmenően nem tudjuk, hogy milyen időtartamú böjtre lehet szükség az autofágia stimulálásához emberekben. Végül nem tudjuk, hogy az éhezés által kiváltott autofágia csökken-e az idősödő emberekben, és mennyivel. Az emberek autofágiájára vonatkozó ismereteink fent említett hiányosságai miatt ebben a tanulmányban azt vizsgáljuk, hogy a hosszabb ideig tartó étkezési korlátozások képesek-e stimulálni az autofágiát egészséges, fiatal egyénekben. Továbbá összehasonlítjuk, hogy az autofágia milyen mértékben csökken egészséges idősebb alanyokban, összehasonlítva a fiatal kontrollokban megfigyeltekkel. Vizsgálatunk során zsírszövet, egy metabolikusan aktív endokrin szerv és perifériás vérsejtek mintáit használjuk fel, melyeket korábbi autofágia vizsgálatok során értékeltek, és kevésbé invazív módon nyerhetők.