Een interessante relatie tussen voeding, ooggezondheid en leeftijd

Overzicht: Een nieuwe studie van Drosophila heeft een verband aangetoond tussen circadiane ritme, voeding, leeftijd en ooggezondheid. Onverwacht hebben onderzoekers processen in het oog van de vliegen gevonden die het verouderingsproces lijken aan te sturen.

bron: Buck Instituut

Onderzoekers van het Buck Institute hebben voor het eerst een verband aangetoond tussen voeding, circadiaanse ritmes, ooggezondheid en levensduur bij Drosophila.

Gepubliceerd in het nummer van 7 juni 2022 van NatuurcommunicatieBovendien ontdekten ze onverwacht dat processen in het vliegenoog het verouderingsproces daadwerkelijk aansturen.

Eerdere studies bij mensen hebben aangetoond dat er een verband bestaat tussen oogaandoeningen en een slechte gezondheid.

Dr. Pankaj Kapahi, senior auteur en professor aan het Buck Institute, wiens laboratorium jaren geleden heeft aangetoond dat vasten en caloriebeperking veel lichaamsfuncties kunnen verbeteren.

“We laten nu zien dat vasten niet alleen het gezichtsvermogen verbetert, maar dat het oog ook een rol speelt bij het beïnvloeden van de levensduur.”

“De ontdekking dat het oog zelf, althans in Drosophila, de levensduur direct kan reguleren, was een verrassing voor ons”, zegt hoofdauteur Brian Hodge, PhD, die postdoctorale studies uitvoerde in het laboratorium van Kapahi.

De verklaring voor dit verband, zei Hodge, ligt in de circadiane “klokken”, het moleculaire mechanisme in elke cel van elk organisme, dat is geëvolueerd om zich aan te passen aan dagelijkse stress, zoals veranderingen in licht en temperatuur veroorzaakt door de verhoging en conditionering van het lichaam. de zon.

Deze 24-uurs oscillaties – circadiaanse ritmes – beïnvloeden complex diergedrag, zoals roofdier-prooi-interacties en slaap/waakcycli, tot aan de fijnafstemming van de temporele regulatie van de moleculaire functies van gentranscriptie en eiwittranslatie.

In 2016 publiceerde het Kapahi Laboratory een studie in celmetabolisme Het blijkt dat fruitvliegjes met een beperkt dieet significante veranderingen hadden in hun circadiane ritme en een langere levensduur hadden.

Toen Hodge later dat jaar bij het laboratorium kwam, wilde hij dieper graven om erachter te komen welke processen circadiane functies bevorderen die zijn veranderd door een verandering in het dieet, en of dagelijkse processen nodig zijn om het leven van een kijker te verlengen met dieetbeperkingen.

“De fruitvlieg heeft een korte levensduur, waardoor het een heel mooi model is waarmee we veel dingen tegelijk kunnen onderzoeken”, zegt Hodge, een wetenschapper die momenteel bij Fountain Therapeutics in South San Francisco werkt.

De studie begon met een breed onderzoek van genen die op een circadiaanse manier oscilleren wanneer vliegen op een onbeperkt dieet werden vergeleken met degenen die slechts 10 procent van het eiwit van het onbeperkte dieet kregen.

Onmiddellijk merkte Hodge verschillende genen op die tegelijkertijd reageerden op het dieet en ook ups en downs vertoonden op verschillende tijdstippen, of ‘ritmisch’.

Hij ontdekte toen dat de ritmische genen die het meest werden geactiveerd door dieetbeperkingen uit het oog leken te komen, met name van fotoreceptoren, de gespecialiseerde neuronen in het netvlies die op licht reageren.

Deze ontdekking leidde tot een reeks experimenten die zijn ontworpen om te begrijpen hoe de oogfunctie past in het verhaal van hoe dieetbeperkingen de levensduur kunnen verlengen. Ze voerden bijvoorbeeld experimenten uit die aantoonden dat vliegen in volledige duisternis hun levensduur verlengt.

“Dat leek ons ​​heel vreemd,” zei Hodge. “We dachten dat vliegen de lichtsignalen nodig hadden om ritmisch of circadiaans te zijn.”

Vervolgens gebruikten ze bio-informatica om te vragen: hebben genen in het oog die ook ritmisch zijn en reageren op dieetbeperkingen, invloed op de levensduur? Het antwoord is ja, dat doen ze.

“We beschouwen het oog altijd als iets dat ons dient, om ons zicht te geven. We zien het niet als iets dat moet worden beschermd om het hele organisme te beschermen”, zegt Kapahi, die ook assistent-professor urologie is aan de Universiteit van Californië, San Francisco.

Hij legde uit dat omdat de ogen worden blootgesteld aan de buitenwereld, de immuunafweer daar zeer actief is, wat kan leiden tot ontstekingen, die, wanneer ze voor langere tijd aanwezig zijn, een verscheidenheid aan veel voorkomende chronische ziekten kunnen veroorzaken of verergeren.

Bovendien kan licht zelf degeneratie van de fotoreceptoren veroorzaken, wat ontstekingen kan veroorzaken.

“Als we naar computer- en telefoonschermen staren, zijn blootstelling aan lichtvervuiling tot laat in de nacht zeer verontrustende omstandigheden voor circadiane klokken,” zei Kapahi.

“Het brengt de oogbescherming in gevaar en dat kan gevolgen hebben die verder gaan dan alleen het gezichtsvermogen, en de rest van het lichaam en de hersenen beschadigen.”

Er valt veel te begrijpen over de rol die het oog speelt in de algehele gezondheid en het leven van een organisme, waaronder: Hoe reguleert het oog de levensduur en is hetzelfde effect van toepassing op andere organismen?

De grotere vraag die dit werk stelt, aangezien het van toepassing kan zijn op mensen, is, simpel gezegd, hebben fotoreceptoren bij zoogdieren invloed op de levensduur?

Misschien niet zoveel als in fruitvliegen, zei Hodge, erop wijzend dat de meeste energie in fruitvliegen aan het oog wordt besteed.

Maar aangezien fotoreceptoren slechts gespecialiseerde neuronen zijn, zei hij, “is de sterkste schakel die ik zou willen betogen de rol die de dagelijkse functie speelt in neuronen in het algemeen, vooral met dieetbeperkingen, en hoe ze kunnen worden gebruikt om de neuronale functie tijdens het ouder worden te behouden.”

Zodra onderzoekers begrijpen hoe deze processen werken, zei Hodge, kunnen ze zich richten op de moleculaire klok om veroudering te vertragen, eraan toevoegend dat mensen mogelijk kunnen helpen het gezichtsvermogen te behouden door de klokken in onze ogen te activeren. “Het kan zijn door middel van dieet, medicijnen, veranderingen in levensstijl … Er is veel interessant onderzoek in het verschiet,” zei hij.

Over dit onderzoek in Neuroscience News

auteur: perskantoor
bron: Buck Instituut
Contact: Persvoorlichting – The Buck Institute
afbeelding: De afbeelding is in het publieke domein

originele zoekopdracht: vrije toegang.
“Dieetbeperking en transcriptiefactorklok vertragen oogveroudering om de levensduur van Drosophila te verlengenGeschreven door Brian Hodge et al. Natuurcommunicatie

---

Overzicht

Dieetbeperking en transcriptiefactorklok vertragen oogveroudering om de levensduur van Drosophila te verlengen

Veel vitale processen in het oog zijn onderhevig aan circadiane regulatie en circadiane disfunctie is naar voren gekomen als een mogelijke oorzaak van oculaire veroudering. Dieetbeperking is een van de krachtigste behandelingen voor een lang leven en zorgt ervoor dat het circadiaanse ritme toeneemt met de leeftijd.

Hier laten we zien dat dieetbeperking de levensduur verlengt Drosophila zwarte buik Door de circadiane homeostase te bevorderen die het visuele systeem beschermt tegen schade veroorzaakt door leeftijd en licht.

Verandering van de positieve terminale kernmoleculaire klok, CLOCK of CLOCK-outputgenen, versnelt visuele veroudering, stimuleert een systemische immuunrespons en verkort de levensduur.

Vliegen die onderworpen zijn aan dieetbeperkingen beschermen tegen de levensverkortende effecten van fotoreceptoractivering. Omkeerbare remming van de fotoreceptor, bereikt door mutatie in rodopsine of vliegen in constante duisternis, verlengt voornamelijk de levensduur van vliegen die zijn grootgebracht met een voedingsrijk dieet.

Onze bevindingen bevestigen het oog als een gevoelige modificator van voeding gedurende het hele leven en suggereren dat visie een tegengesteld multidirectioneel proces is dat bijdraagt ​​aan de veroudering van het organisme.