Onderzoekers van Penn State hebben complexe effecten ontdekt van caloriebeperking op het verlies van telomeren, wat wijst op potentiële gezondheidsvoordelen op de lange termijn van voedingsaanpassingen die het ouder worden kunnen vertragen, hoewel directe voordelen niet doorslaggevend zijn.
Onderzoekers van Penn State hebben mogelijk een nieuwe laag van complexiteit ontdekt in de puzzel van hoe voeding het ouder worden beïnvloedt. Een recent onderzoek door Penn State's College of Health and Human Development onderzocht de effecten van caloriebeperking op telomeren, delen van genetische basen die fungeren als beschermende kappen aan de uiteinden van chromosomen.
Het team publiceerde zijn resultaten in verouderde cel. Door gegevens uit een twee jaar durend onderzoek naar caloriebeperking bij mensen te analyseren, ontdekten de onderzoekers dat mensen die hun calorieën beperkten, telomeren in een ander tempo verloren dan de controlegroep – ook al beëindigden beide groepen het onderzoek met telomeren van ongeveer dezelfde lengte. Het is aangetoond dat het beperken van calorieën met 20% tot 60% een langer leven bij veel dieren bevordert. Volgens eerder onderzoek.
De rol van telomeren bij veroudering
Elke keer dat iemands cellen zich vermenigvuldigen, gaan in de loop van een mensenleven een aantal telomeren verloren terwijl chromosomen naar de nieuwe cel worden gekopieerd. Wanneer dit gebeurt, wordt de totale lengte van telomeren in de cel korter. Nadat cellen zich voldoende vaak hebben gerepliceerd, verdwijnt de beschermende laag van telomeren volledig. Vervolgens kan de genetische informatie in het chromosoom worden beschadigd, waardoor toekomstige reproductie of een goede werking van de cel wordt verhinderd. Een cel met langere telomeren is functioneel jonger dan een cel met korte telomeren, wat betekent dat twee mensen met dezelfde chronologische leeftijd verschillende biologische leeftijden kunnen hebben, afhankelijk van de lengte van hun telomeren.
Typische veroudering, stress, ziekte, genetica, voeding en meer kunnen van invloed zijn op hoe vaak cellen zich voortplanten en hoe lang telomeren ze in stand houden, aldus Idan Shalev, assistent-professor biobehavioral health aan Penn State. Shalev leidde de onderzoekers die de nationale genetische monsters analyseerden Callery-studie – Het eerste gerandomiseerde klinische onderzoek naar caloriebeperking bij mensen. Shalev en zijn team probeerden het effect van caloriebeperking op de telomeerlengte bij mensen te begrijpen. Omdat de telomeerlengte weerspiegelt hoe snel of langzaam de cellen van een persoon verouderen, zou het onderzoeken van de telomeerlengte wetenschappers in staat kunnen stellen een manier te identificeren waarop caloriebeperking de veroudering bij mensen kan vertragen.
Mechanismen en resultaten van het vooronderzoek
“Er zijn veel redenen waarom caloriebeperking de levensduur kan verlengen, en het onderwerp wordt nog steeds bestudeerd”, zegt Waylon Hastings, die in 2020 zijn doctoraat behaalde in biogedragsmatige gezondheid aan Penn State en de hoofdauteur van het onderzoek was. “Een van de fundamentele mechanismen waardoor het leven wordt verlengd, heeft te maken met het celmetabolisme. Wanneer energie in de cel wordt opgebruikt, veroorzaakt afval uit dit proces oxidatieve stress die tot schade kan leiden.” DNA Anders wordt de cel vernietigd. Wanneer de cellen van een persoon minder energie gebruiken als gevolg van caloriebeperking, is er minder afval en gaat de cel niet zo snel kapot.
De onderzoekers testten de telomeerlengte van 175 onderzoeksdeelnemers met behulp van gegevens van het begin van het CALERIE-onderzoek, na een jaar onderzoek, en het einde van het onderzoek na 24 maanden caloriebeperking. Bijna tweederde van de deelnemers aan de studie nam deel aan caloriebeperking, terwijl een derde als controlegroep diende.
Tijdens het onderzoek toonden de resultaten aan dat telomeerverlies leidde tot veranderde routes. Tijdens het eerste jaar verloren deelnemers die hun calorie-inname beperkten sneller gewicht en verloren ze telomeren dan de controlegroep. Na een jaar stabiliseerde het gewicht van de caloriebeperkte deelnemers en ging de caloriebeperking nog een jaar door. Tijdens het tweede jaar van het onderzoek verloren deelnemers die de calorieën beperkten langzamer telomeren dan de controlegroep. Aan het einde van de twee jaar kwamen de twee groepen samen, en de telomeerlengte van de twee groepen was statistisch niet verschillend.
“Dit onderzoek toont de complexiteit aan van hoe caloriebeperking het verlies van telomeren beïnvloedt”, zegt Shalev. “We veronderstelden dat het verlies van telomeren langzamer zou zijn bij mensen die de calorieën beperkten. In plaats daarvan ontdekten we dat mensen die de calorieën beperkten eerst sneller telomeren verloren en daarna langzamer nadat hun gewicht was gestabiliseerd.”
Shalev zei dat de resultaten veel belangrijke vragen opriepen. Wat zou er bijvoorbeeld met de telomeerlengte zijn gebeurd als de gegevens nog een jaar lang waren verzameld? Het is de bedoeling dat gegevens van deelnemers aan de studie na tien jaar follow-up worden verzameld, en Shalev zei dat hij die gegevens graag wilde analyseren zodra deze beschikbaar komen.
Langetermijnonderzoek en potentieel
Hoewel de resultaten dubbelzinnig zijn, zei Shalev dat er potentiële gezondheidsvoordelen zijn verbonden aan caloriebeperking bij mensen. Eerder onderzoek naar CALERIE-gegevens heeft aangetoond dat caloriebeperking kan helpen Vermindering van schadelijk cholesterol en verlaging van de bloeddruk. Voor telomeren was een tijdlijn van twee jaar niet genoeg om de voordelen aan te tonen, maar die voordelen konden nog steeds worden gedetecteerd, aldus Shalev en Hastings.
Drie stagiaires van Shalev, Hastings, de huidige afgestudeerde student Qiaofeng Yi, en voormalig postdoctoraal onderzoeker Sarah Wolfe, leidden het onderzoek onder toezicht van Shalev.
Hastings zei dat de kans om deze studie te leiden cruciaal was voor zijn carrière.
“Ik ben onlangs aangesteld als assistent-professor bij de afdeling Voeding van de Texas A&M University, en zal in de herfst met dat werk beginnen”, aldus Hastings. “Vóór dit project had ik beperkte ervaring op het gebied van voeding. Dit project zette letterlijk de toon voor mijn carrière, en ik ben Dr. Shalev dankbaar dat hij mij deze verantwoordelijkheid toevertrouwde.”
Referentie: “Effect van langdurige caloriebeperking op de lengte van telomeren bij gezonde volwassenen: analyse van de CALERIE™ 2-studie” door Waylon J. Hastings, Qiaofeng Ye, Sarah E. Wolf, Calen P. Ryan, Sai Krupa Das, Kim M Huffman, Michael S. Cobor, William E. Krause, Julia L. MacIsaac, Corby K. Martijn, Susan B. Racette, Leanne M. Redman, Daniel W. Belsky en Idan Shalev, 19 maart 2024, verouderde cel.
doi: 10.1111/acel.14149
Kalen Ryan en Danielle Belsky Columbia Universiteit Melman Public Health, Sai Krupa Das van Tufts University, Kim Hoffman en William Krause van Duke University School of Medicine, Michael Kopor en Julia McIsaac van de University of British Columbia, Corby Martin en Leanne Redman van het Bennington Biomedical Research Centre, en Suzanne Racette van de Universiteit van British Columbia. Het College of Health Solutions van de Arizona State University heeft aan dit onderzoek bijgedragen.
Het National Institute on Aging financierde dit onderzoek.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”