Intermitterende energiebeperking en kauwen op neurale stamcelveroudering en volwassen hippocampale neurogenese geassocieerde cognitie (ChANgE)

Voeding en menselijke gezondheid zijn sterk met elkaar verbonden. Het veranderen van overvloed door middel van vasten/caloriebeperkte diëten heeft diepgaande effecten op homeostase, weefselregeneratie en kanker. Weefselstamcellen reageren op de fysiologische veranderingen die optreden tijdens vasten door dynamische verschuivingen in hun metabolisme. Het beperken van de energie-inname bij muizen of het introduceren van mutaties in voedingsroutes kan de levensduur met maar liefst 50% verlengen. Post-mortems onthullen dat tumoren, hartproblemen, neurodegeneratie en stofwisselingsziekten over het algemeen worden verminderd/vertraagd bij muizen met een lange levensduur. Daarom lijkt het verlengen van de levensduur door energiebeperking (ER) ook de 'healthspan', de tijd die geleefd wordt zonder chronische leeftijdsgerelateerde aandoeningen, te vergroten. Deze inzichten hebben nauwelijks een deuk gemaakt in de menselijke geneeskunde. Moleculaire en cellulaire inzichten moeten bij mensen worden vastgesteld om interventies zoals ER te valideren om veroudering en bijbehorende aandoeningen te vertragen, b.v. cognitieve achteruitgang (Murphy et al., 2014).

Stamcellen van het centrale zenuwstelsel reageren ook op ER. Onlangs heeft het Thuret-lab ontdekt dat ER, bij afwezigheid van ondervoeding, hippocampale stamcellen bevordert om te prolifereren en te differentiëren tot pasgeboren neuronen. Omdat is aangetoond dat deze nieuwe postnatale hippocampale neuronen een rol spelen bij de cognitie, bevorderde ER ook verbeterde cognitie bij knaagdieren (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Dit fenomeen van neurogenese, het proces waarbij nieuwe neuronen worden gegenereerd uit neurale stamcellen, komt ook voor bij mensen (Spalding et al., 2013). Het is een strak gereguleerd proces dat plaatsvindt in de hippocampus van zoogdieren, een op het milieu reagerende hersenstructuur waarvan bekend is dat deze het leren, het geheugen en de stemming reguleert. Voorgestelde functies van volwassen hippocampale neurogenese (AHN). omvatten het verbeteren van het herkenningsgeheugen, het vermogen om eerder aangetroffen stimuli te herkennen, en patroonscheiding, het vermogen om kleine veranderingen in vergelijkbare invoer differentieel te coderen (Clelland et alk., 2009; Sahay et al., 2011). Er is geponeerd dat caloriebeperking de neurogenese kan verhogen als een "cellulair overblijfsel" van intermitterende voedingspatronen tijdens de evolutie als reactie op afwisselende periodes van hongersnood en overvloedig voedsel (Murphy & Thuret, 2015). Proeven bij mensen hebben significante verbeteringen gevonden in het geheugen voor verbale herkenning na 30% vermindering van de calorie-inname (Witte et al., 2009). Ook is intermitterend vasten bij mensen in verband gebracht met een significante toename van het hersenactiveringsvolume in gebieden die betrokken zijn bij de controle van de hersenfunctie en plasticiteit (Belaïch et al., 2016). Voedseltextuur en kauwen zijn ook betrokken bij AHN en cognitief vermogen (Smith et al., 2016). Verminderd kauwen als gevolg van het verwijderen van kiezen en edentulisme bij zowel mensen als dieren hebben een negatieve invloed op AHN en de bijbehorende cognitie. Vooral menselijke populaties hebben een nauw verband aangetoond tussen kauwfunctie, cognitieve status en leeftijdsgebonden neurodegeneratie bij ouderen (Miura et al., 2003). Het exacte mechanisme waardoor kauwen de cognitie beïnvloedt, is onbekend.

Onderzoeksvraag: Verbetert IER en/of langere perioden van kauwen bij oudere deelnemers met overgewicht de prestaties van hippocampus-afhankelijke geheugentaken en verhoogt het de anti-verouderingsmarker Klotho?

Doelstellingen:

1. Een gerandomiseerde, gecontroleerde studie met parallel ontwerp zal de impact bepalen van een IER-dieet (2 opeenvolgende dagen van een zeer laagcalorisch dieet, 5 dagen van normaal gezond eten gedurende 3 maanden) en/of langdurige perioden van kauwen (10 minuten 3 keer per dag gedurende 3 maanden) vergeleken met een controlegroep (aanhoudend gewoon eetgedrag, voedingspatronen) op primaire uitkomstvariabelen (MST en Klotho) bij oudere, gezonde deelnemers met overgewicht of obesitas klasse I.
2. Om de impact te beoordelen van een IER-dieet en langdurige perioden van kauwen op secundaire uitkomstvariabelen, waaronder lichaamssamenstelling, stemming en slaap.
3. Om te onderzoeken of langere perioden van kauwen kunnen worden gebruikt als hulpmiddel bij gewichtsverlies/vasten.