Naukowcy wyjaśnili, jak ograniczenie kalorii wpływa na starzenie

Artykuł na ten temat ukazał się w czasopiśmie „Nature Aging”.

Jak przypomnieli naukowcy z Yale School of Medicine (USA), liczne dowody wskazują, że ograniczenie liczby spożywanych kalorii wydłuża życie wielu gatunków zwierząt, m.in. myszy, małp rezusów i muszek owocowych. Bardzo silna restrykcja kaloryczna ma jednak swoją cenę - np. gryzonie otrzymujące o 40 proc. mniej kalorii stają się bardziej podatne na zakażenia, mają problemy z rozmnażaniem i wolniej rosną.

Dlatego badacze od lat próbują ustalić, jakie mechanizmy odpowiadają za korzystne działanie ograniczenia kalorii i czy można uruchomić je w inny sposób, bez konieczności stosowania rygorystycznej diety.

W nowym badaniu skupili się na tzw. układzie dopełniacza. Jest to część odporności wrodzonej, która pomaga organizmowi zwalczać drobnoustroje. Składa się z zespołu kilkudziesięciu białek krążących w osoczu krwi, wśród których kluczową rolę odgrywa C3. Gdy układ dopełniacza zostaje uruchomiony, białko to jest rozcinane na mniejsze fragmenty, a jeden z nich - C3a - nasila reakcję zapalną.

Naukowcy zbadali próbki osocza pobrane od 42 zdrowych, dorosłych osób bez otyłości. Przez dwa lata ograniczały one spożycie energii średnio o ok. 14 proc. Po tym czasie badanie powtórzono, a wyniki porównano.

Okazało się, że w wyniku restrykcji kalorycznej zmniejszyła się aktywność wielu elementów układu dopełniacza. Jedną z wyraźniejszych zmian był spadek poziomu C3a. Co ciekawe, nie zależał on od tego, ile uczestnicy schudli. Sugeruje to, że zmiana ta nie była jedynie skutkiem utraty tkanki tłuszczowej.

Następnie autorzy postanowili sprawdzić, w jakich tkankach wraz z wiekiem zwiększa się produkcja C3. Wykazali, że dzieje się to przede wszystkim w trzewnej białej tkance tłuszczowej, czyli tej gromadzącej się wokół narządów wewnętrznych.

Za produkcję tego białka odpowiadała tam przede wszystkim określona grupa makrofagów, których liczba zwiększa się wraz z wiekiem. Oznacza to, że starzejąca się tkanka tłuszczowa może wytwarzać coraz więcej C3, z którego po aktywacji powstaje prozapalny C3a.

Badacze sprawdzili także, w jaki sposób C3a podtrzymuje stan zapalny. Wykazali, że wiąże się on z receptorem na powierzchni makrofagów i pobudza je do produkcji substancji prozapalnych.

Tymczasem przewlekły, łagodny stan zapalny jest uznawany za jeden z procesów przyczyniających się do starzenia organizmu i rozwoju wielu chorób związanych z wiekiem.

W ostatnim eksperymencie starym myszom podano przeciwciało blokujące C3a. Okazało się, że osłabienie jego aktywności zmniejszyło związany z wiekiem stan zapalny.

Zdaniem autorów wyniki te sugerują, że sztuczne ograniczenie aktywności C3a mogłoby naśladować część efektów restrykcji kalorycznej, która osłabia działanie układu dopełniacza. Zaznaczyli jednak, że całkowite wyłączenie tego układu nie jest pożądane, ponieważ jest on potrzebny do obrony przed zakażeniami. Chcą więc teraz sprawdzić, czy można ograniczyć jego nadmierną aktywność pojawiającą się wraz z wiekiem, zachowując podstawowe funkcje ochronne.

Podkreślili też, że ich badanie wpisuje się w koncepcję tzw. plejotropii antagonistycznej. Zakłada ona, że niektóre mechanizmy biologiczne korzystne na początku życia mogą z czasem zacząć działać na niekorzyść organizmu. Tak może być również z układem dopełniacza: C3 i inne jego elementy pomagają zwalczać zakażenia, ale ich nadmierna aktywność w starszym wieku może podtrzymywać przewlekły stan zapalny.

Katarzyna Czechowicz (PAP)

kap/ zan/