חוקרי פן סטייט גילו השפעות מורכבות של הגבלה קלורית על אובדן טלומרים, מה שמצביע על יתרונות בריאותיים פוטנציאליים לטווח ארוך מהתאמות תזונתיות שעשויות להאט את ההזדקנות, אם כי היתרונות המיידיים אינם חד משמעיים.
חוקרים מפן סטייט אולי חשפו שכבה נוספת של מורכבות בתעלומה של האופן שבו תזונה משפיעה על ההזדקנות. מחקר שנערך לאחרונה על ידי המכללה לבריאות ופיתוח אנושי בפן סטייט חקר את ההשפעות של הגבלה קלורית על טלומרים – מקטעים של בסיסים גנטיים הפועלים כמכסי הגנה בקצוות הכרומוזומים.
הצוות פרסם את תוצאותיו ב תא מזדקן. בניתוח נתונים ממחקר שנמשך שנתיים של הגבלה קלורית בבני אדם, החוקרים מצאו שאנשים שהגבילו את הקלוריות שלהם איבדו טלומרים בקצב שונה מאשר קבוצת הביקורת – למרות ששתי הקבוצות סיימו את המחקר עם טלומרים בערך באותו אורך. הגבלת קלוריות ב-20% עד 60% הוכחה כמקדם חיים ארוכים יותר בבעלי חיים רבים, על פי מחקר קודם.
תפקידם של טלומרים בהזדקנות
במהלך חיי האדם, בכל פעם שתאי אדם משתכפלים, חלק מהטלומרים הולכים לאיבוד כאשר הכרומוזומים מועתקים לתא החדש. כאשר זה קורה, האורך הכולל של הטלומרים של התא מתקצר. לאחר שהתאים משתכפלים מספיק פעמים, מכסה המגן של הטלומרים מתפוגג לחלוטין. לאחר מכן, המידע הגנטי בכרומוזום עלול להיפגע, ולמנוע רבייה עתידית או תפקוד תקין של התא. תא עם טלומרים ארוכים יותר צעיר מבחינה תפקודית מתא עם טלומרים קצרים, כלומר לשני אנשים באותו גיל כרונולוגי יכולים להיות גילאים ביולוגיים שונים בהתאם לאורך הטלומרים שלהם.
הזדקנות אופיינית, מתח, מחלות, גנטיקה, תזונה ועוד יכולים להשפיע על תדירות ההכפלה של התאים וכמה משך האורך של הטלומרים, לדברי עידן שלו, פרופסור חבר לבריאות ביו-התנהגותית בפן סטייט. שלו הוביל את החוקרים שניתחו דגימות גנטיות ממחקר CALERIE הלאומי – הניסוי הקליני האקראי הראשון של הגבלת קלוריות בבני אדם. שלו וצוותו ביקשו להבין את ההשפעה של הגבלה קלורית על אורך הטלומרים באנשים. מכיוון שאורך הטלומרים משקף כמה מהר או לאט תאי האדם מזדקנים, בחינת אורך הטלומרים יכולה לאפשר למדענים לזהות דרך אחת שבה הגבלה קלורית עשויה להאט את ההזדקנות בבני אדם.
מנגנונים ותוצאות מחקר ראשוניות
"ישנן סיבות רבות לכך שהגבלה קלורית עשויה להאריך את תוחלת החיים של בני אדם, והנושא עדיין נחקר", אמר ווילון הייסטינגס, שרכש את הדוקטורט שלו בבריאות ביו-התנהגותית בפן סטייט בשנת 2020 והיה המחבר הראשי של מחקר זה. "מנגנון עיקרי אחד שדרכו מאריכים חיים מתייחס לחילוף החומרים בתא. כאשר אנרגיה נצרכת בתוך תא, תוצרי פסולת מתהליך זה גורמים ללחץ חמצוני שעלול להזיק DNA ובדרך אחרת לפרק את התא. כאשר התאים של אדם צורכים פחות אנרגיה בגלל הגבלה קלורית, לעומת זאת, יש פחות מוצרי פסולת, והתא לא מתפרק כל כך מהר”.
החוקרים בדקו את אורך הטלומרים של 175 משתתפי מחקר תוך שימוש בנתונים מתחילת מחקר CALERIE, שנה אחת לתוך המחקר, וסיום המחקר לאחר 24 חודשים של הגבלה קלורית. כשני שליש מהמשתתפים במחקר השתתפו בהגבלה קלורית, בעוד שליש שימש כקבוצת ביקורת.
במהלך המחקר, התוצאות הראו שאובדן טלומרים שינה מסלולים. במהלך השנה הראשונה, משתתפים שהגבילו את צריכת הקלוריות ירדו במשקל, והם איבדו טלומרים מהר יותר מאשר קבוצת הביקורת. לאחר שנה, משקל המשתתפים בהגבלה קלורית התייצב, וההגבלה הקלורית נמשכה שנה נוספת. במהלך השנה השנייה של המחקר, משתתפים עם הגבלה קלורית איבדו טלומרים לאט יותר מאשר קבוצת הביקורת. בתום שנתיים, שתי הקבוצות התכנסו, ואורך הטלומרים של שתי הקבוצות לא היה שונה סטטיסטית.
"מחקר זה מראה את המורכבות של האופן שבו הגבלה קלורית משפיעה על אובדן הטלומרים," אמר שלו. "השערנו שאובדן הטלומרים יהיה איטי יותר בקרב אנשים עם הגבלה קלורית. במקום זאת, גילינו שאנשים עם הגבלה קלורית איבדו טלומרים מהר יותר בהתחלה ואז לאט יותר לאחר שהמשקל שלהם התייצב".
שלו אמר שהתוצאות מעוררות הרבה שאלות חשובות. למשל, מה היה קורה לאורך הטלומרים אילו נאספים נתונים במשך שנה נוספת? משתתפי המחקר מתוכננים לאיסוף נתונים במעקב של 10 שנים, ושליו אמר שהוא להוט לנתח את הנתונים האלה כשהם יהיו זמינים.
מחקר ופוטנציאל לטווח ארוך
למרות העמימות של התוצאות, שלו אמר שיש הבטחה ליתרונות הבריאותיים הפוטנציאליים של הגבלת קלוריות בבני אדם. מחקרים קודמים על נתוני CALERIE הוכיחו שהגבלת קלוריות עשויה לסייע בהפחתת כולסטרול מזיק והורדת לחץ דם. עבור טלומרים, ציר הזמן של שנתיים לא היה מספיק כדי להראות יתרונות, אבל אלה עדיין עשויים להתגלות, לפי שלו והיסטינגס.
שלושה מהחניכים של שלו, הייסטינגס, הסטודנט הנוכחי לתואר שני Qiaofeng Ye, והפוסט-דוקטורט לשעבר שרה וולף, הובילו את המחקר בהדרכתו של שלו.
הייסטינגס אמר שההזדמנות להוביל את המחקר הזה היא קריטית לקריירה שלו.
"לאחרונה התקבלתי לעבודה כעוזר פרופסור במחלקה לתזונה באוניברסיטת טקסס A&M, ואתחיל בעבודה זו בסמסטר הסתיו", אמר הייסטינגס. "לפני הפרויקט הזה, היה לי ניסיון מוגבל בתזונה. הפרויקט הזה, פשוטו כמשמעו, קבע את מסלול הקריירה שלי, ואני אסיר תודה לד"ר שלו על שנתן בי את האחריות הזו".
קאלן ריאן ודניאל בלסקי מ אוניברסיטת קולומביה בית הספר מיילמן לבריאות הציבור, סאי קרופה דאס מאוניברסיטת טאפטס, קים האפמן וויליאם קראוס מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת דיוק, מייקל קובור וג'וליה מקאייזק מאוניברסיטת קולומביה הבריטית, קורבי מרטין וליין רדמן ממרכז המחקר הביו-רפואי פנינגטון וסוזן ראסט מאוניברסיטת קולומביה הבריטית. פתרונות הבריאות של אוניברסיטת אריזונה סטייט תרמו כולם למחקר זה.
המכון הלאומי להזדקנות מימן את המחקר הזה.
