«Мы изучали старение и обмен веществ в течение многих лет и решили искать неизвестные последствия для здоровья при голодании человека», - сказал доктор Такаюки Теруя, первый автор статьи и техник в клеточном отделе OIST G0, которым руководит профессор Мицухиро. Yanagida. «Вопреки первоначальному ожиданию оказалось, что голодание вызывает активную метаболическую активацию».
В исследовании, опубликованном 29 января 2019 г. в Scientific Reports , представлен анализ цельной крови человека, плазмы и эритроцитов, взятых у четырех голодных. Исследователи наблюдали за изменением уровня метаболитов - веществ, образующихся в ходе химических процессов, которые дают организму энергию и позволяют им расти. Результаты выявили 44 метаболита, в том числе 30, которые ранее не были признаны, которые повсеместно увеличивались среди субъектов в 1,5–60 раз в течение всего лишь 58 часов после голодания.
В предыдущих исследованиях клеточный блок G0 идентифицировал различные метаболиты, количество которых уменьшается с возрастом, включая три, известные как лейцин, изолейцин и офтальмологическая кислота. У людей, находящихся на голодании, уровень этих метаболитов увеличивается, что указывает на механизм, с помощью которого голодание может помочь увеличить продолжительность жизни.
«Это очень важные метаболиты для поддержания мышечной и антиоксидантной активности, соответственно», - сказал Теруя.«Этот результат предполагает возможность омолаживающего эффекта от поста, который не был известен до сих пор».
Метаболиты дают ключ к механизму и влиянию на здоровье
Организм человека имеет тенденцию использовать углеводы для быстрой энергии - когда они доступны. Когда организм лишается углеводов, организм начинает разграблять запасы энергии. Акт «замещения энергии» оставляет след, а именно метаболиты, известные как бутираты, карнитины и аминокислоты с разветвленной цепью. Было показано, что эти известные маркеры замещения энергии накапливаются во время голодания.
Но пост, по-видимому, вызывает эффекты, выходящие далеко за рамки замещения энергии. В своем всестороннем анализе крови человека исследователи отметили как установленные маркеры голодания, так и многие другие. Например, они обнаружили глобальное увеличение количества веществ, вырабатываемых циклом лимонной кислоты, процессом, посредством которого организмы высвобождают энергию, запасенную в химических связях углеводов, белков и липидов.Заметное увеличение говорит о том, что во время поста крошечные электростанции, управляющие каждой клеткой, находятся в перегрузке.
Пост также, по-видимому, усиливает метаболизм пурина и пиримидина, химических веществ, которые играют ключевую роль в экспрессии генов и синтезе белка. Полученные данные свидетельствуют о том, что голодание может перепрограммировать, какие белки клетки образуют в какое время, изменяя их функцию. Изменение может способствовать гомеостазу в клетках или служить для изменения экспрессии их генов в ответ на влияние окружающей среды.
При метаболизме пурин и пиримидин также повышают выработку антиоксидантов в организме. Было обнаружено, что некоторые антиоксиданты, такие как эрготионеин и карнозин, значительно увеличиваются в течение 58-часового периода исследования. Антиоксиданты служат для защиты клеток от свободных радикалов, образующихся в процессе обмена веществ. Продукты метаболического пути, называемого «пентозофосфатный путь», также сохраняют вредные эффекты окисления, и, как было видно, они увеличиваются во время голодания, но только в плазме.
Новая польза для здоровья от поста?
Авторы предполагают, что эти антиоксидантные эффекты могут выступать в качестве основного ответа организма на голодание, так как голод может способствовать опасно окислительной внутренней среде. Их предварительное исследование дает первые доказательства антиоксидантов в качестве маркера натощак. Кроме того, в исследовании вводится новое представление о том, что голодание может стимулировать выработку нескольких возрастных метаболитов, которые в изобилии встречаются у молодых людей, но истощаются у пожилых.
«Недавние исследования старения показали, что ограничение калорий и голодание оказывают пролонгированное влияние на продолжительность жизни у модельных животных ... но подробный механизм остается загадкой», - сказал Теруя.«Можно было бы проверить антивозрастной эффект с разных точек зрения, разработав программы упражнений или лекарства, способные вызывать метаболическую реакцию, подобную посту».
Полученные результаты расширяют устоявшиеся представления о том, что может сделать пост для здоровья человека. Следующим шагом было бы воспроизвести эти результаты в более широком исследовании или исследовать, как метаболические изменения могут быть вызваны другими способами.
«Людей интересует, могут ли люди наслаждаться эффектами профилактики метаболических заболеваний и продления жизни путем голодания или ограничения калорийности, как у модельных животных», - сказал Теруя. «Понимание метаболических изменений, вызванных постом, даст нам мудрость для поддержания здоровья».