Диета с ограничением калорий (ДОК), когда человек ест без ухудшения качества питания, но со снижением количества калорий на 5-40% от нормы, увеличивает продолжительность жизни и способствует излечению многих хронических заболеваний (диабет, артрит и т.п.) у широкого класса животных. Предыдущие части цикла: первая, вторая, третья.

Было обнаружено, что диета, богатая насыщенными жирами, способствует образованию бета-амилоидов, одних из маркеров болезни Альцгеймера. Эпидемиологические исследования показали, что ожирение и диабет увеличивают риск болезни Альцгеймера в четыре раза. Напротив, ограничение потребления углеводов может уменьшить этот риск (Seneff, Wainwright, & Mascitelli, 2011).

Гипотеза гормезиса говорит, что токсические вещества или стрессоры, которые в больших количествах наносят вред, в небольших количествах создают позитивный эффект.  Например, алкоголь в больших количествах ведет к массовым проблемам, а в небольших — весьма полезен для сердца и мозга.

Относительно старения гипотеза гормезиса объясняет, что ДОК является умеренным стрессом для организма и заставляет организм работать в сверхоптимальном режиме, тем самым повышая выживаемость организма. Например, было показано, что ДОК снижает заболеваемость болезнью Альцгеймера у обезьян и грызунов. Механизм этого феномена до конца не известен, но предположительно, компенсируя недостаток калорий, организм начинает перерабатывать «клеточный мусор», очищаясь и оптимизируя функции многих систем.

А что если не ограничение калорий само по себе, а другие факторы играют позитивную роль в ДОК? Например, голод, как предположили ученые. ДОК с 30% снижением калорий, у человека создает постоянно чувство голода. Это одна из причин, почему так мало людей могут удерживаться в таком режиме. Чувство голода, хотя бы отчасти, производится грелином, пептидом, который вырабатывается в желудке. (О грелине я писал ранее в заметке My milkshake is better than yours!).

Группа исследователей решила проверить эту гипотезу (Dhurandhar et al., 2013), используя 36 мышей, с генетическими мутациями, ведущими к болезни Альцгеймера у людей. Мышек разделили на три группы: контрольная и группа с синтетическим грелином, которые могли есть без ограничений, и группа с ДОК (20% меньше нормы).

Через четыре месяца режима питания ученые протестировали когнитивные способности мышей в лабиринтах (в том числе, в водном лабиринте, где мышке надо найти и выбраться на скрытую под непрозрачной водой платформу – как показано на картинке в начале статьи), замерили физиологические параметры, уровень бета-амилоидов, и цитокинов.

Вес и объем жира в теле у мышей с ДОК практически не уменьшился, а остальные группы немножко поправились.
Что выяснилось:

• Лучшие результаты когнитивных тестов, в сравнении с контрольной группой, показали мыши в группах с синтетическим грелином (на 26%) и на диете с ограничением калорий (на 23%).
• В сравнении с контрольной группой, у двух экспериментальных групп было отмечено снижение уровня бета-амилоидов в зубчатой извилине (dentate gyrus), регионе мозга, контролирующим процессы памяти.
• Бета-амилоидные бляшки у мышей из контрольной группы были окружены активированными глиальными клетками, а в других группах –активация этих клеток была заметно снижена. Активность глиальных клеток на процесс болезни Альцгеймера пока до конца не понятен: с одной стороны, они могут убирать бета-амилодиды, с другой – в этом процессе могут повреждаться соседние нейроны.

Таким образом, горметический эффект голода, похоже, сам по себе, вне зависимости от количества калорий, запускает механизм, аналогичный диете с ограничением калорий. Еще предстоит много узнать – какими путями голод активирует множество изменений в метаболизме, каков удельный вес голода в положительных эффектах диеты с ограничением калорий, и возможно ли с помощью регуляции грелина построить терапию лечения болезни Альцгеймера.

Мне это исследование показалось любопытным, прежде всего тем, что ученым удалось получить сильный эффект, манипулируя голодом, причем объективно ложным. Обманув мозг, удалось запустить механизм, сравнимый с самым мощным известным на сегодняшний день методом продления жизни и излечения организма. Сам обман интересен – вся сенсорная система мышки (запахи, вид, текстура и объем пищи) говорит ей, что голода нет и еды сколько угодно. А грелин настойчиво докладывает мозгу, что надо поесть, и мозг запускает процесс выживания в условиях голода. Почему мозг уделяет столько внимания сообщениям грелина и игнорирует данные сенсорных систем? Хотя, можно ли так утверждать, неизвестно: грелин – сравнительно недавно открытый гормон и еще весьма загадочная штука.

Seneff, S., Wainwright, G., & Mascitelli, L. (2011). Nutrition and Alzheimer’s disease: the detrimental role of a high carbohydrate diet. European Journal of Internal Medicine, 22: 134–140. doi: 10.1016/j.ejim.2010.12.017.

Dhurandhar, E. J., Allison, D. B., van Groen, T., & Kadish, I. (2013). Hunger in the absence of caloric restriction improves cognition and attenuates Alzheimer’s disease pathology in a mouse model. [doi:10.1371/journal.pone.0060437]. PLoS ONE, 8(4), e60437. Полный текст.

Начало здесь. На днях были опубликованы результаты другого эпического исследования, длившегося 23 года, проведенного Национальным Институтом по Изучению Старения (National Institute on Aging (NIA). Исследование (Mattison et al., 2012) также использовало макак-резусов, ограничение калорий в питании на 30% от нормы, и наблюдения за множеством параметров. Главный вывод таков: ограничение калорий не увеличивает продолжительность жизни обезьян. Напомню, что Висконсинское исследование прогнозирует рост продолжительности жизни на 30% (многие из обезьян еще живы).

Посмотрите на фото в начале статьи – обезьяна в экспериментальной группе NIA худее, но жить дольше она от этого не станет (Austad, 2012).

Сейчас ученые сравнивают многочисленные данные по этим исследованиям, пытаясь понять столь контрастные расхождения в результатах. И различий между исследованиями, в самом деле, достаточно. Так, например, все обезьяны в эксперименте NIA получали сбалансированное питание, даже те, кто был в контрольной группе. Висконсинские макаки в контрольной группе могли есть сколько угодно, ограничений не было.  В Висконсинской диете 28,5% калорий были от сукрозы (сахара), в то время как NIA – всего 3,9%. Кроме того, последняя диета включала рыбий жир и антиоксиданты, а Висконсинская – ничего такого (Austad, 2012). Выглядит так, что Висконсинские обезьяны на ограничении калорий просто ели меньше плохой еды, и их сравнение с контрольной группой было контрастным из-за того, что те были больны различными заболеваниями, последствиями обжорства. Иными словами, продление жизни в Висконсинском эксперименте происходило от того, что контрольные животные много ели и умирали раньше, чем, если бы они просто нормально питались.

Эту разницу объяснил один из разработчиков эксперимента NIA, Дон Инграм: «Когда мы начинали исследования, догма состояла в том, что калория – она и есть калория. Я думаю, сейчас становится ясно, что тип калорий, который ели обезьяны, производит ощутимую разницу». Инграм считает, что будущее – за тщательной композицией калорий, составления сбалансированной диеты, которая, по его мнению, и может принести продление жизни. (Maxmen, 2012).

Есть и генетические различия – обезьяны в этих исследованиях происходят из разных регионов мира (Austad, 2012).

Среды многочисленных выводов исследования NIA есть и такой: практика ограничений калорий в питании во взрослом возрасте приводит к улучшению здоровья, а в молодости – вообще не имеет значительного эффекта.

В общем, даже на первый взгляд, эти исследования открыли еще больше неизвестного. Так, например, в чем эти исследования схожи: ограничение калорий приводило к улучшению здоровья животных в целом. Но и тут не все так просто. Продолжение следует…

Austad, S. N. (2012). Ageing: Mixed results for dieting monkeys. [10.1038/nature11484]. Nature, Published online 29 August 2012.

Mattison, J. A., Roth, G. S., Beasley, T. M., Tilmont, E. M., Handy, A. M., Herbert, R. L., Longo, D. L., Allison, D. B., Young, J. E., Bryant, M., Barnard, D., Ward, W. F., Qi, W., Ingram, D. K., & de Cabo, R. (2012). Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study. [10.1038/nature11432]. Nature, advance online publication. Published online 29 August 2012.

Maxmen, A. (2012). Calorie restriction falters in the long run. Nature. 29 August 2012.

Как сказал сегодня Билл Сарди, о котором мы еще поговорим, члены общества по ограничению калорий в питании могут закатить вечеринку с десертами. Этот способ не увеличит продолжительности их жизни, как показало последнее исследование. Но почему, если предыдущие показали все прелести такого ограничения в питании?

Три года назад были опубликованы результаты 20-ти летнего исследования с приматами (Colman et al., 2009), и я помню его прекрасно. Прежде всего, что такое диета с ограничением калорий? Это способ питания с 10-40% меньшим количеством потребляемых калорий, полноценное, содержащее все необходимые элементы, протеины, жиры и витамины, но не голодание. На сегодняшний день были проведены массы экспериментов с различными животными. У дрожжей, червей и мух такая диета приводила к существенному росту продолжительности жизни, и понятно, что надежды на то, что то же самое может произойти с человеком, были и есть. Есть люди, которые придерживаются этого режима и сообщают поразительные вещи. Естественно, чтобы понять, продлевает ли это существенно жизнь человека, потребуются десятки лет. Были натуральные эксперименты и с людьми, которые принесли некоторые плоды, и о них мы поговорим позже.

Обезьяны наиболее близки к нам, и продолжительности их жизни вполне удовлетворительна для проведения исследования. И вот в 1989 году в Висконсинском национальном исследовательском центре по изучению приматов (Wisconsin National Primate Research Center, WNPRC) начались эксперименты с резус-макаками (Macaca mulatta), у которых продолжительность жизни в неволе равна около 27 лет, а максимальная – около 40 лет. В то или иное время участвовало 46 самцов и 30 самок, и было им от 7 до 14 лет ко времени начала. Экспериментальная группа начала сидеть на диете, сначала уменьшенной на 10% калорий от нормы, а затем постепенно, до уменьшения на 30% калорий. Исследователи старались учесть все, что можно. И вот что происходило с животными в экспериментальной группе:

• Уменьшение массы тела,
• Снижение потери мускульной массы, которая обычно происходит в ходе старения,
• Улучшение метаболических функций. Например, инсулиновая чувствительность работала как часы – ни у одной макаки в экспериментальной группе не образовался диабет. В тоже время, в контрольной группе все были либо диабетиками, либо в предиабетическом состоянии.
• Раковые образования – на 50% ниже, чем в контрольной.
• Снижение на 50% сердечнососудистых заболеваний,
• Снижение атрофии мозга, в частности, серого вещества,
• Даже внешний вид был гораздо моложе, чем у контрольных макак. Посмотрите на фото ниже, где A и B – где животные с обычным питанием, а C и D – с ограничением калорий. Макаки одно и того же возраста.

В целом, было показано, что переход на полноценное питание с ограничением калорий на 30% от нормы, во взрослом возрасте, приводит к существенным положительным изменениям в здоровье, и к продлению жизни. В целом, животные на ограниченной в калориях диете жили на 30% дольше. Но почему же недавнее аналогичное исследование пришло к другим результатам? Продолжение следует…

Colman, R. J., Anderson, R. M., Johnson, S. C., Kastman, E. K., Kosmatka, K. J., Beasley, T. M., Allison, D. B., Cruzen, C., Simmons, H. A., Kemnitz, J. W., & Weindruch, R. (2009). Caloric restriction delays disease onset and mortality in Rhesus monkeys. Science, 325(5937), 201-204.