Intermittent energirestriktion och tuggning på neurala stamcellers åldrande och vuxen hippocampus neurogenesassocierad kognition (ChANgE)

Näring och människors hälsa är starkt relaterade. Att ändra överflöd genom fasta/kaloribegränsade dieter har djupgående effekter på homeostas, vävnadsregenerering och cancer. Vävnadsstamceller svarar på de fysiologiska förändringar som sker under fasta genom dynamiska förändringar i deras ämnesomsättning. Att begränsa energiintaget hos möss eller införa mutationer i näringsavkänningsvägar kan förlänga livslängden med så mycket som 50 %. Obduktioner avslöjar att tumörer, hjärtproblem, neurodegeneration och metabola sjukdomar i allmänhet minskar/fördröjs hos långlivade möss. Därför tycks förlängning av livslängden genom energibegränsning (ER) också öka "hälsotiden", den tid man levde utan kroniska åldersrelaterade tillstånd. Dessa insikter har knappast gjort ett hack i humanmedicinen. Molekylära och cellulära insikter bör etableras hos människor för att validera interventioner som ER för att fördröja åldrande och associerade tillstånd t.ex. kognitiv försämring (Murphy et al., 2014).

Stamceller från centrala nervsystemet svarar också på ER. Nyligen har Thuret-labbet funnit att ER, i frånvaro av undernäring, främjar hippocampus stamceller att föröka sig och differentiera till nyfödda neuroner. Eftersom dessa nya postnatala hippocampala neuroner har visat sig spela en roll i kognition, främjade ER också förbättrad kognition hos gnagare (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Detta fenomen med neurogenes, den process genom vilken nya neuroner genereras från neurala stamceller, förekommer också hos människor (Spalding et al., 2013). Det är en hårt reglerad process som sker i däggdjurets hippocampus som är en miljövänlig hjärnstruktur som är känd för att reglera inlärning, minne och humör. Föreslagna funktioner för vuxen hippocampus neurogenes (AHN). inkluderar förbättrat igenkänningsminne, förmågan att känna igen tidigare påträffade stimuli och mönsterseparation, förmågan att differentiellt koda små förändringar i liknande indata (Clelland et alk., 2009; Sahay et al., 2011). Det har hävdats att kalorirestriktion kan öka neurogenes som en "cellulär relik" av intermittenta matningsmönster under evolutionen som ett svar på omväxlande perioder av svält och riklig mat (Murphy & Thuret, 2015). Människoförsök har funnit betydande förbättringar i verbalt igenkänningsminne efter 30 % minskning av kaloriintaget (Witte et al., 2009). Intermittent fasta hos människor har också associerats med betydande ökningar av hjärnaktiveringsvolymen i områden som är involverade i hjärnfunktionskontroll och plasticitet (Belaïch et al., 2016). Mattextur och tuggning har också varit inblandade i AHN och kognitiv förmåga (Smith et al., 2016). Minskad tuggning på grund av avlägsnande av molarer och tandlossning hos både människor och djur har en negativ inverkan på AHN och tillhörande kognition. Särskilt mänskliga populationer har visat ett nära samband mellan tuggfunktion, kognitiv status och åldersrelaterad neurodegeneration hos äldre (Miura et al., 2003). Den exakta mekanismen genom vilken tuggning påverkar kognitionen är okänd.

Forskningsfråga: Förstärker IER och/eller längre perioder av tuggning prestationsförmågan hos äldre, överviktiga deltagare och ökar anti-age-markören Klotho?

Mål:

1. En randomiserad kontrollerad parallelldesignstudie kommer att bestämma effekten av en IER-diet (2 dagar i följd av en diet med mycket låg kalori, 5 dagars normal hälsosam kost i 3 månader) och/eller längre perioder av tuggning (10 minuter 3 gånger om dagen) under 3 månader) jämfört med en kontrollgrupp (fortsatt vanemässigt ätbeteende, kostmönster) på primära utfallsvariabler (MST och Klotho) hos äldre, friska deltagare med övervikt eller fetma klass I.
2. Att bedöma effekten av en IER-diet och förlängda tuggningsperioder på sekundära utfallsvariabler inklusive kroppssammansättning, humör och sömn.
3. För att undersöka om längre perioder av tuggning kan användas som ett hjälpmedel för viktminskning/fasta.