Dugoročno ograničenje unosa kalorija može pomoći u očuvanju funkcije moždanih ćelija i usporavanju molekularnih znakova starenja.
Kako starimo, moždane ćelije postepeno gube efikasnost. Ćelije centralnog nervnog sistema počinju da ispoljavaju metaboličke poremećaje i akumuliraju oksidativna oštećenja, što remeti njihovu normalnu funkciju. Jedna od važnih posledica jeste otežano održavanje mijelinske ovojnice – zaštitnog omotača oko nervnih vlakana, strukture koja je od suštinskog značaja za brzu i pouzdanu komunikaciju između neurona.
Kada dolazi do razgradnje mijelina, bela masa mozga propada, što je promena koja se često uočava tokom starenja. Istovremeno, mikroglija – glavne imune ćelije mozga – može preći iz zaštitne uloge u stanje trajne aktivacije.
Iako je aktivacija mikroglije normalan odgovor na povredu ili infekciju, u starenju i kod bolesti kao što je Alchajmerova bolest ona može postati hronična, podstičući upalu koja oštećuje neurone. Razlozi zbog kojih dolazi do ove promene još uvek nisu u potpunosti razjašnjeni.
Šta pokazuje mikroskopski prikaz nervnih vlakana?
Aksonska nervna vlakna (obeležena ljubičastom bojom) okružena su potpornim moždanim ćelijama, čija su jedra obojena plavo. Zelene tačke prikazuju OLIG2 mRNA, marker oligodendrocita – moždanih ćelija koje formiraju zaštitnu mijelinsku ovojnicu oko nerava. Crvene tačke prikazuju NLGN1, molekul koji pomaže ovim oligodendrocitima da se povežu sa nervnim vlaknima.
Obično starenje dovodi do smanjenja nivoa NLGN1, što remeti formiranje mijelina. Međutim, istraživači su utvrdili da dugoročno ograničenje kalorija pomaže u održavanju ekspresije NLGN1, što potencijalno doprinosi očuvanju zdrave izolacije nerava i efikasne neuronske komunikacije.
Dugoročno ograničenje kalorija pod lupom naučnika
Istraživači sa Bostonskog univerziteta, sa Chobanian & Avedisian School of Medicine, objavili su dokaze da dugoročno ograničenje kalorija može ublažiti neke od starosnih promena u mozgu.
U studiji koja je koristila eksperimentalni model blisko srodan čoveku, tim je utvrdio da smanjenje unosa kalorija za 30% tokom više od 20 godina usporava biološke znake starenja mozga.
Prema rečima vodećeg autora studije, Ane Vitantonio, doktorantkinje pete godine na katedri za farmakologiju, fiziologiju i biofiziku, ograničenje kalorija je dobro poznata intervencija koja može usporiti biološko starenje i smanjiti metaboličke poremećaje povezane sa starenjem kod kraće živećih eksperimentalnih modela. Ova studija, međutim, pruža retke dugoročne dokaze da ograničenje kalorija može imati zaštitni efekat na starenje mozga i kod složenijih vrsta.
Istraživanje koje traje decenijama
Projekat je pokrenut još osamdesetih godina prošlog veka u saradnji sa Nacionalnim institutom za starenje (National Institute on Aging) i pratio je dve grupe ispitanika tokom čitavog njihovog prirodnog životnog veka. Jedna grupa je sledila uobičajenu, nutritivno izbalansiranu ishranu, dok je druga dosledno unosila oko 30% manje kalorija.
Prvobitni cilj bio je da se utvrdi da li trajno ograničenje kalorija može produžiti životni vek. Nakon što su ispitanici preminuli prirodnom smrću, naučnici su sproveli postmortalne analize njihovih mozgova kako bi ispitali kako su decenije različitih načina ishrane uticale na ćelijsko starenje.
Šta se dešava unutar moždanih ćelija?
Da bi razumeli šta se dešava unutar starećih moždanih ćelija, istraživači su koristili tehniku jednojezgarnog sekvenciranja RNK (single-nuclei RNA sequencing), metodu koja omogućava analizu aktivnosti gena u pojedinačnim ćelijama.
Poređenjem moždanog tkiva osoba na standardnoj ishrani sa onima koji su bili na režimu ograničenog unosa kalorija, istraživači su identifikovali razlike u ekspresiji gena i biološkim putevima povezanim sa starenjem.
Uočeno je da su moždane ćelije iz grupe sa ograničenim unosom kalorija pokazale snažniju metaboličku funkciju i bolje ćelijske performanse. Ove ćelije su imale viši nivo ekspresije gena povezanih sa mijelinom i veću aktivnost ključnih metaboličkih puteva – glikolitičkog i puta biosinteze masnih kiselina – koji podržavaju proizvodnju i održavanje mijelina.
Moguće posledice po kogniciju i učenje
Prema mišljenju istraživača, ovi rezultati ukazuju na to da dugoročne navike u ishrani mogu uticati na tok starenja mozga na molekularnom nivou.
Kako navodi koautorka studije, profesorka anatomije i neurobiologije dr Tara L. Mur, ove ćelijske promene mogu imati značajne implikacije po kogniciju i sposobnost učenja. Drugim rečima, način ishrane može uticati na zdravlje mozga, a smanjen unos kalorija, ako se primenjuje dugoročno, može usporiti određene aspekte starenja mozga.
