Ograniczenie kalorii opóźnia proces starzenia

HIPOTEZA: Ograniczenie kalorii opóźnia proces starzenia, a tym samym erozję telomerów, dzięki redukcji stresu oksydacyjnego poprzez modulację ekspresji białek rozprzęgających i sirtuin.

BADANIE RETROSPEKTYWNE:

Około 1000 osób dorosłych w wieku od 40 do 55 lat, które uczestniczyły w badaniach oceny stanu odżywienia, podczas których rejestrowano ich masę ciała, i których wskaźnik masy ciała (BMI) wynosił wówczas mniej niż 30 kg/m2, zostanie uznanych za kwalifikujących się. Innymi źródłami rekrutacji podmiotów będą dane medyczne personelu sił zbrojnych oraz nasza instytucjonalna baza danych. Osoby, które zaakceptują i podpiszą pisemną świadomą zgodę, zostaną poddane:

1. Pełna historia kliniczna, rejestrująca przeszłe i obecne choroby, stosowanie leków, historię palenia, picia i używania nielegalnych narkotyków.
2. Kwestionariusz dietetyczny do oceny spożycia składników odżywczych
3. Pełne badanie kliniczne obejmujące pomiar masy ciała, wzrostu, ciśnienia krwi.
4. Wcześniej zwalidowany przez nas kwestionariusz aktywności fizycznej 1
5. Pomiar składu ciała metodą DEXA

6. Pobranie 30 ml próbki krwi na czczo z 10 godzin do pomiaru

   • Upakowana objętość krwinek czerwonych, poziom glukozy we krwi, kreatynina, lipidy w surowicy, TSH, hormony tarczycy i insulina
   • Długość telomerów w komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC)
   • Ekspresja genów Sirt1 i 6 w PBMC.
   • Plazma 8- izoprostany
7. Pomiar grubości środkowej błony wewnętrznej tętnicy szyjnej za pomocą ultradźwięków, wykonywany przez przeszkolonego specjalistę przy użyciu wcześniej opisanych protokołów.

Po ocenie przedmioty zostaną sklasyfikowane jako:

1. Osoby utrzymujące wagę, jeśli ich rzeczywista waga mieści się najwyżej w granicach 10% wagi odnotowanej co najmniej 10 lat wcześniej
2. Przybieranie na wadze, jeśli ich rzeczywista waga przekracza 20% wcześniej zarejestrowanej wagi

Z dalszej analizy zostaną wyłączone:

1. Pacjenci z historią przewlekłych wyniszczających chorób, takich jak niewydolność nerek, rak, choroby autoimmunologiczne, niedoczynność tarczycy, cukrzyca lub AIDS.
2. Osoby zaangażowane w ekstremalnie wysoką aktywność fizyczną (ponad 10 godzin tygodniowo uprawiania sportu lub pracy wymagającej ekstremalnej aktywności fizycznej, takiej jak kopanie łopatą lub ciężka praca fizyczna.
3. Osoby z historią nadużywania narkotyków lub alkoholizmu
4. Pacjenci stosujący leki anoreksogenne lub anaboliczne lub przewlekle stosujący niesteroidowe leki przeciwzapalne.
5. Osoby palące więcej niż 5 papierosów dziennie (91 paczek rocznie)
6. Osoby nadmiernie niedożywione, definiowane jako wskaźnik masy ciała poniżej 18 kg/m2.

BADANIE PROSPEKTYWNE:

Głowny cel:

Zbadanie wpływu trzymiesięcznego okresu ograniczenia kalorii u zdrowych ochotników na ekspresję ekspresji SIRT1 i UCP3 w mięśniach, SIRT6 w PBMC, aktywność brązowej tkanki tłuszczowej i akumulację markerów uszkodzeń oksydacyjnych.

Specjalne cele:

1. Opracowanie prospektywnego modelu ograniczenia kalorii u normalnych ochotników.

2. Aby zbadać zmiany związane z ograniczeniem kalorii na:

   • Markery surowicy stanu zapalnego i wolnych kwasów tłuszczowych podczas postu.
   • Wychwyt 18fluorodeksoiglukozy przez brunatną tkankę tłuszczową mierzony metodą PET-CT
   • Ekspresja mRNA UCP3 i SIRT1 w biopsjach mięśni.
   • Ekspresja mRNA dla SIRT1 i 6 w komórkach jednojądrzastych mięśni i krwi obwodowej
   • Nagromadzenie 4 hydroksynonenalu i 8 hydroksyguanozyny w mięśniach jako markery uszkodzeń oksydacyjnych
   • Produkcja ROS przez neutrofile obwodowe jako ogólna miara zdolności do generowania wolnych rodników
   • Wrażliwość na insulinę, mierzona za pomocą wzoru wyprowadzonego z tolerancji glukozy. METODOLOGIA Badaniem zostaną objęte kobiety przed menopauzą, w wieku od 25 do 40 lat, z BMI pomiędzy 27 a 32 kg/m2, zainteresowane odchudzaniem. Kryteriami włączenia będą: ukończenie szkoły średniej, stabilna waga (± 2 kg) w ciągu ostatnich sześciu miesięcy, brak cukrzycy, przyjmowanie leków mogących wpływać na wydatek energetyczny, takich jak beta-adrenolityki (z wyjątkiem doustnych środków antykoncepcyjnych) oraz brak zaangażowania w konkurencyjne lub wyczerpujące zajęcia fizyczne. Kobiety będą zobowiązane do stosowania skutecznej metody antykoncepcji, a test ciążowy będzie wykonywany co miesiąc w trakcie trwania badania.

Po podpisaniu formularza świadomej zgody całkowity wydatek energetyczny zostanie zmierzony za pomocą kalorymetrii i aktygrafii lub podwójnie oznakowanej wody. Badani zostaną uznani za znajdujących się w równowadze energetycznej, biorąc pod uwagę, że waga jest stabilna (brak zmiany wagi zostanie oceniony w ciągu dwóch tygodni wymaganych do badań inkluzyjnych). Można więc mieć pewność, że pobór energii w tym momencie jest równy całkowitemu wydatkowi energetycznemu.

Następnie badani zostali poddani ograniczeniu mierzonego całkowitego wydatku energetycznego o 25% (taki poziom ograniczenia był dobrze tolerowany przez ochotników nawet przez rok). Restrykcja będzie zbilansowana, stosując dietę typu śródziemnomorskiego, z zachowaniem proporcji 50% węglowodanów, 25-30% tłuszczów, 25% białek i zapewnieniem 100% zapotrzebowania na mikroelementy. Co tydzień pacjenci będą uczęszczać na posiłki dietetyka. Aby złagodzić okres ograniczeń, dozwolony będzie jeden dodatkowy posiłek raz w tygodniu. W zależności od zmiany masy ciała, ochotnicy zostaną uznani za ograniczo- nych energetycznie (grupa 1), jeżeli stracą co najmniej 3 kg lub 5% wagi w okresie badania. Zamiast tego osoby, które nie osiągnęły tych celów, będą traktowane jako grupa kontrolna (Grupa 2).

Interwencja potrwa trzy miesiące i zostanie przeprowadzona w okresie, w którym temperatura pozostaje względnie stabilna i niższa, w Santiago Chile, aby uniknąć wpływu klimatu na aktywność brunatnej tkanki tłuszczowej. Idealny będzie między majem a sierpniem. Obie grupy będą co tydzień oceniane przez dietetyka w celu oceny przestrzegania diety, wzmocnienia wskazań i ważenia. Podmioty będą otrzymywać miesięczne wynagrodzenie pieniężne w celu umożliwienia zakupu określonej żywności i przepisanych marek. Każdy z przedmiotów zostanie przeszkolony w zakresie zdrowego odżywiania i stylu życia związanego z aktywnością fizyczną. Ewentualne zmiany w aktywności fizycznej, które zostaną ustalone za pomocą przenośnych aktygrafów (Actiheart®).

Oprócz zmiany masy ciała, ochotnicy będą uważani za ograniczo- nych kalorycznie, jeśli poziom trójglicerydów obniży się o co najmniej 15%, a poziom T3 obniży się o co najmniej 8 ng/dl.

Na początku i na koniec trzymiesięcznego okresu interwencji, w którym kontrole powinny znajdować się w zerowym bilansie energetycznym, a osoby przestrzegające w ujemnym bilansie energetycznym, zostaną przeprowadzone następujące oznaczenia:

1. Pomiar rutynowych klinicznych parametrów laboratoryjnych w celu wyeliminowania współistniejących chorób.
2. Pomiar wolnych kwasów tłuszczowych w surowicy na czczo.
3. Pomiar ultraczułego białka C-reaktywnego i karboksymetylolizyny (CML) jako odpowiednio markera stanu zapalnego i glikotoksyny przy użyciu komercyjnych zestawów ELISA.
4. Pomiar poziomu trójglicerydów i T3 w celu oceny zgodności z ograniczeniem kalorii.
5. Krzywa tolerancji glukozy do pomiaru glukozy i insuliny oraz obliczania wrażliwości na insulinę za pomocą wzoru Matsudy
6. Pomiar wyrzutu oksydacyjnego neutrofili obwodowych metodą sortowania komórek aktywowanych fluorescencją (FACS) jako wyraz zdolności organizmu do produkcji ROS
7. Pomiar ekspresji genów SIRT1 i 6 w PBMC metodą RT-PCR zgodnie z techniką opisaną przez Crujeiras i in.
8. PET CT do pomiaru wychwytu 18fluorodeoksyglukozy przez tłuszcz nadobojczykowy w warunkach neutralnych termicznie i po zanurzeniu jednej stopy w wodzie o temperaturze 8°C na pięć minut, zgodnie z Virtanen et al.

9. Biopsja mięśnia Vastus lateralis, wykonywana przez lekarza igłą Barda techniką opisaną wcześniej przez naszą grupę (jest to bezpieczna i prosta procedura, ale uzyskana próbka biopsji jest niewielka, dlatego analizy, które można wykonać są ograniczone), w celu zmierzenia :

   • mRNA dla UCP3 za pomocą RT-PCR, stosując technikę opisaną przez Milleta i wsp. w biopsjach uzyskanych w podobny sposób u ludzi.
   • mRNA dla SIRT1 za pomocą RT-PCR przy użyciu techniki opisanej przez Heilbronn i in.
   • Immunohistochemiczna ekspresja 8 hydroksyguanozyny i 4 hydroksynonenalu jako markerów utleniania, przy użyciu metod wcześniej opisanych przez nas.
10. Pomiar składu ciała metodą absorpcjometrii rentgenowskiej podwójnej energii (DEXA).
11. Pomiar spoczynkowego wydatku energetycznego w kalorymetrze pośrednim z obiegiem otwartym (model 2900, Sensor Medics Corp., Yerba Linda, CA, USA).
12. Aktygrafia z wykorzystaniem aktygrafów Actiheart do oceny ewentualnych zmian w spontanicznej aktywności fizycznej wywołanej ograniczeniem kalorii.

Długość telomerów nie będzie mierzona w prospektywnym protokole, biorąc pod uwagę, że w krótkim okresie badania nie zostaną wykryte żadne zmiany.