Периодичното гладуване може да удължи живота с до 53%

Учени установиха, че определен режим на периодично гладуване удължава живота както на мъжките, така и на женските африкански тюркоазени рибки (Nothobranchius furzeri).

Едновременно с това хранителният режим влияе върху стареенето на мускулите по различни механизми в зависимост от пола. Изследването е публикувано в научното списание Aging Cell.

То предлага подробен модел при гръбначни животни за изучаване на взаимодействието между хранителните ограничения, биологичния пол и продължителността на живота.

Резултатите показват, че периодичното гладуване подобрява общата мускулна функция и при двата пола, но клетъчните и молекулярните механизми зад този ефект се различават значително.

Два режима на гладуване с противоположни резултати

Изследователите използвали дивия щам GRZ на африканската тюркоазена рибка - вид, известен с изключително кратката си естествена продължителност на живота, която е само няколко месеца.

Това го прави подходящ модел за изследване на процесите на стареене, чието проследяване при хората би отнело десетилетия.

Екипът разработил два различни режима на периодично гладуване, обозначени като IF1 и IF2, за да установи кой от тях има по-благоприятно влияние върху дълголетието.

При първия режим рибките гладували два последователни дни, след което получавали храна на третия ден.

При втория те оставали без храна четири дни, последвани от три дни хранене. Контролната група получавала храна всеки ден, без предварителен период на адаптация.

Първоначалните оценки на репродуктивните способности показали, че и двата режима на гладуване намаляват общия брой снесени яйца и броя на оплодените ембриони.

Влиянието върху продължителността на живота обаче било различно. Режимът IF1 увеличил средната продължителност на живота, като при обединен анализ на мъжките и женските екземпляри удължаването достигнало 41,8%.

При IF2 резултатът бил противоположен - средната продължителност на живота намаляла с 10,3%.

Затова учените избрали първия режим за по-нататъшните анализи. Според тях той удължава живота, но за сметка на репродуктивните способности - класически компромис между размножаването и дълголетието.

Мъжките живеят с 53% по-дълго, женските - с 21%

При по-големи групи, разделени по пол, режимът IF1 показал значително увеличение на продължителността на живота както при мъжките, така и при женските рибки.

При мъжките средната продължителност на живота се увеличила с 53,08%, докато при женските нарастването било 21,18%.

Ползите обаче били съпроводени с намаляване на телесния растеж. В сравнение с контролните екземпляри на същата възраст дължината на тялото на мъжките намаляла с 24,77%, а теглото им - с 57,21%. При женските дължината се понижила с 29,24%, а теглото - с 61,55%.

Тези резултати потвърждават, че удължаването на живота чрез периодично гладуване е съпроводено с компромиси по отношение на растежа и репродуктивните способности.

Гладуването подобрява мускулната функция

За да оценят влиянието на режима върху мускулите, изследователите измерили плувните способности на рибките чрез специален тест в плувен тунел.

При мъжките и женските максималната скорост на плуване намалявала с напредването на възрастта, но се подобрила значително след прилагането на режима с периодично гладуване.

При мъжките подобрението достигнало 60,86%, а при женските - 41,15%. Интересно е, че във всички сравнявани групи на една и съща възраст женските плували по-бързо от мъжките. Това показва различия между половете в двигателните способности по време на стареенето и при хранителни ограничения.

Учените използвали и микрокомпютърна томография, за да измерят индекса на скелетната мускулатура - съотношението между обема на мускулите и телесната маса.

При женските този показател останал непроменен между младите и възрастните рибки от контролната група, докато при мъжките се увеличил с възрастта. При периодично гладуване индексът намалял при женските, но останал без промяна при мъжките.

Разминаването между мускулната маса и физическите показатели подсказва, че периодичното гладуване може да запазва преди всичко качеството и функционалността на мускулите, а не непременно техния обем.

Различни механизми на стареене при двата пола

Хистологичният анализ на мускулните влакна разкрил, че мъжките и женските рибки използват различни клетъчни механизми за промяна на мускулатурата с възрастта.

При мъжките броят на мускулните влакна се увеличавал с напредването на възрастта - процес, известен като хиперплазия. Периодичното гладуване ограничило този ефект.

При женските общият брой мускулни влакна във всеки мускулен сегмент останал непроменен независимо от възрастта. И при двата пола обаче се наблюдавало увеличаване на броя на големите мускулни влакна - процес, наречен хипертрофия. Хранителният режим ограничил тази промяна както при мъжките, така и при женските екземпляри.

За да изследват клетъчния състав на мускулната тъкан, учените използвали секвениране на РНК на единични клетъчни ядра. Анализът установил 11 различни клетъчни популации, без уникални типове клетки, характерни само за определена група рибки.

При женските от контролната група с възрастта намалявал делът на бързосъкращаващите се мускулни влакна, докато този на бавните окислителни влакна се увеличавал. Това показва свързана със стареенето промяна към по-голям дял на окислителните влакна.

Периодичното гладуване до голяма степен предотвратило тези промени при женските и възстановило по-високия дял на бързосъкращаващите се влакна.

При мъжките съотношението между различните видове мускулни влакна било до голяма степен незасегнато от възрастта и хранителния режим.

Промените в клетъчната комуникация също зависят от пола

Анализът на мрежите за комуникация между клетките показал, че с напредването на възрастта броят и силата на предполагаемите взаимодействия намаляват и при двата пола. Спадът бил по-изразен при женските.

Периодичното гладуване не възстановило цялостно клетъчната сигнализация, а активирало отново определени пътища по различен начин при мъжките и женските екземпляри.

При женските били възстановени пътища, свързани с насочването на аксоните, включително нетрин, ефрин и семафорин. Тези сигнали се приемат основно от бързосъкращаващите се мускулни влакна.

При мъжките режимът възстановил избирателно сигнализирането чрез ANGPTL, свързано с метаболизма на мазнините и глюкозата.

Тези различия показват, че мъжките и женските използват различни биологични стратегии за запазване на по-младо състояние на мускулите чрез регулиране на процесите на изграждане и разграждане на тъканите.

Какво означават резултатите за човешкото дълголетие

Изследването подчертава значението на биологичния пол при оценката на интервенции, насочени към ограничаване на свързания с възрастта спад на мускулната функция.

Запазването на различните видове мускулни влакна, сигналните пътища за комуникация между нервите и мускулите и механизмите за синтез на белтъци имат сходства и при други гръбначни животни.

Това подкрепя използването на африканската тюркоазена рибка като модел за изследване на стареенето и саркопенията - загубата на мускулна маса и сила с напредването на възрастта.

Според авторите бъдещите терапевтични подходи при хората може да се нуждаят от съобразяване с пола, тъй като мъжките и женските организми реагират по различен начин на хранителните ограничения.

Снимка: Magnific