Intermitterende energirestriksjon og tygging på nevrale stamcellers aldring og voksen hippocampus nevrogenese assosiert kognisjon (ChANgE)

Ernæring og menneskers helse er sterkt relatert. Å endre overflod gjennom faste/kaloribegrensede dietter har dype effekter på homeostase, vevsregenerering og kreft. Vevsstamceller reagerer på de fysiologiske endringene som oppstår under faste gjennom dynamiske endringer i stoffskiftet. Å begrense energiinntaket hos mus eller å introdusere mutasjoner i næringssansende veier kan forlenge levetiden med så mye som 50 %. Post-mortem avslører at svulster, hjerteproblemer, nevrodegenerasjon og metabolsk sykdom generelt er redusert/forsinket hos langlivede mus. Derfor ser det også ut til at forlengelse av levetiden med energibegrensning (ER) øker "helsetiden", tiden man lever uten kroniske aldersrelaterte tilstander. Disse innsiktene har knapt gjort et inngrep i humanmedisinen. Molekylær og cellulær innsikt bør etableres hos mennesker for å validere intervensjoner som ER for å forsinke aldring og tilhørende tilstander, f.eks. kognitiv svikt (Murphy et al., 2014).

Stamceller fra sentralnervesystemet reagerer også på ER. Nylig har Thuret-laboratoriet funnet ut at ER, i fravær av underernæring, fremmer hippocampale stamceller til å spre seg og differensiere til nyfødte nevroner. Fordi disse nye postnatale hippocampale nevronene har vist seg å spille en rolle i kognisjon, fremmet ER også forbedret kognisjon hos gnagere (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Dette fenomenet nevrogenese, prosessen der nye nevroner genereres fra nevrale stamceller, forekommer også hos mennesker (Spalding et al., 2013). Det er en tett regulert prosess som skjer i pattedyrets hippocampus, som er en miljøresponsiv hjernestruktur kjent for å regulere læring, hukommelse og humør. Foreslåtte funksjoner av voksen hippocampus neurogenese (AHN). inkludere forbedring av gjenkjennelsesminne, evnen til å gjenkjenne stimuli som har vært påtruffet tidligere, og mønsterseparasjon, evnen til å differensielt kode små endringer i lignende innganger (Clelland et alk., 2009; Sahay et al., 2011). Det har blitt hevdet at kalorirestriksjon kan øke neurogenese som en "cellulær relikvie" av intermitterende fôringsmønstre under evolusjon som en respons på vekslende perioder med hungersnød og rikelig mat (Murphy & Thuret, 2015). Menneskelige forsøk har funnet betydelige forbedringer i verbal gjenkjenningshukommelse etter 30 % reduksjon i kaloriinntaket (Witte et al., 2009). Intermitterende faste hos mennesker har også vært assosiert med betydelig økning i hjerneaktiveringsvolum i områder involvert i hjernefunksjonskontroll og plastisitet (Belaïch et al., 2016). Mattekstur og tygging har også vært implisert i AHN og kognitiv evne (Smith et al., 2016). Redusert tygging på grunn av fjerning av jekslene og edentulisme hos både mennesker og dyr har en negativ innvirkning på AHN og tilhørende kognisjon. Spesielt menneskelige populasjoner har vist en nær sammenheng mellom tyggefunksjon, kognitiv status og aldersrelatert nevrodegenerasjon hos eldre (Miura et al., 2003). Den nøyaktige mekanismen som tygging påvirker kognisjon er ukjent.

Forskningsspørsmål: Forsterker IER og/eller lengre perioder med tygging ytelsen i hippocampus-avhengige minneoppgaver og øker antialdringsmarkøren Klotho hos eldre, overvektige deltakere?

Mål:

1. En randomisert kontrollert studie med parallelldesign vil bestemme virkningen av en IER-diett (2 påfølgende dager med en diett med svært lavt kaloriinnhold, 5 dager med normalt sunt kosthold i 3 måneder) og/eller lengre tyggeperioder (10 minutter 3 ganger om dagen) i 3 måneder) sammenlignet med en kontrollgruppe (fortsatt vanlig spiseatferd, kostholdsmønstre) på primære utfallsvariabler (MST og Klotho) hos eldre, friske deltakere med overvekt eller fedme i klasse I.
2. For å vurdere virkningen av en IER-diett og lengre perioder med tygging på sekundære utfallsvariabler inkludert kroppssammensetning, humør og søvn.
3. For å utforske om lengre perioder med tygging kan brukes som et vekttap/fastehjelpemiddel.