کالری کمتر ممکن است طول عمر را افزایش دهد، اما چگونه؟

فرارو- تحقیقات اخیر دانشمندان نشان می‌دهد، مکانیسم اپی ژنتیک را که ممکن است مسئول توجیه افزایش طول عمر با کاهش مصرف کالری همراه باشد را تشریح می‌کنند. 

به گزارش فرارو، در سال ۱۹۳۵ دانشمندان نشان دادند که محدود کردن مصرف کالری می‌تواند به میزان قابل توجهی طول عمر پستانداران را افزایش دهد. پژوهش‌های اخیر، دانشمندان را به درک این مسئله وا داشته و باعث ایجاد سوال‌هایی در این زمینه شده است، که موجب نزدیک‌تر شدن آن‌ها به حقیقت ماجرا شده است. محققان دانشکده پزشکی لوئیس کتز در دانشگاه تمپل در فیلادلفیا، یک مکانیزم را کشف کردند که ممکن است توضیح دهد چرا محدود کردن میزان کالری مصرفی چنین تاثیر مثبتی بر طول عمر پستانداران دارد. 

این مکانیسم با فرایندهای اپی ژنتیک کار می‌کند و ریزش متخلخل نام دارد. 

دانشمندان با رهبری دکتر ژان پیر ایسا، مدیر موسسه تحقیقات سرطان بیان کرده‌اند که این امر به چه معناست و آن‌ها چگونه به این نتایج که طی مقاله‌ای در مجله ارتباطات طبیعی (Nature Communications) منتشر شده، دست یافته اند. 

این تحقیق همچنین نشان می‌دهد که مکانیزم اپی ژنتیک چگونه می‌تواند مشخص کند که چرا برخی از پستانداران نسبت به سایرین به مدت طولانی‌تری زندگی می‌کنند. 

ریزش متیلاسیون چیست؟

متیلاسیون DNA یک مکانیزم رایج اپی ژنتیکی است. ارگانیسم‌ها از قارچ‌ها تا انسان از آن برای نمایان کردن ژن خود استفاده می‌کنند – به معنایی دیگر ان‌ها مشخص می‌کنند که از چه ژنی کپی برداری شود و از کدام یک انجام نشود. 

دکتر عیسی گفت: «الگوهای متیلاسیون به طور پیوسته در سراسر زندگی در جریان هستند، با افزایش متیلاسیون در برخی از نقاط ژن و کاهش در نقاط دیگر همراه می‌شوند.» 

او مکانیسم را اینگونه توضیح می‌دهد: «متیلاسیون یک اصطلاح بیوشیمی DNA است که ژن‌ها را ایجاد می‌کند و این مکانیسم برچسب سلول‌های هویت را کنترل می‌کنند (اینکه چرا یک سلول، سلول خون و یا پوست است و چه می‌شود که این سلول سرطانی می‌شود)». 

ساده‌ترین راه برای درک بهتر این برچسب ها، قیاس آن با نشانک‌ها است که وظیفه سلول را که باید چه کاری انجام دهد و چه زمانی انجام شود را مشخص می‌کند. اگر این نشانک‌ها از بین بروند یا تغییر پیدا کنند، در نهایت سلول نیز تا حدودی هویت خود را از دست می‌دهد. ریزش متیلاسیون یک اندازه ترکیبی است از اینکه چگونه این برچسب‌ها تغییر می‌کنند. 

تحقیقات قبلی نشان داده است که متیلاسیون DNA تمایل به جریان را تا زمانی که با افزایش سن همراه است دارد. با این حال نویسندگان این مقاله ادعا کرده اند، در تحقیقات گذشته مشخص نشده بود که آیا ارتباطی بین جریان میتلاسیون و طول عمر وجود دارد یا خیر. 

مطالعه بر روی ریزش متیلاسیون و طول عمر

برای بررسی این مسئله، دکتر عیسی و به همراه تیمش نمونه‌هایی از خون موش ها، میمون‌ها و انسان‌ها را در سنین مختلف مورد بررسی قرار دادند. موش‌ها بین چند ماه تا ۳ سال سن داشتند، سن میمون‌ها از چند ماه تا بیش از ۳۰ سال بود و محدوده سنی انسان‌ها بین صفر تا ۸۶ سالگی. 
محققان با استفاده از تکنیک‌های توالی عمیق، DNA را از خون گرفتند. این تجزیه و تحلیل‌ها «افزایش و کاهش متیلاسیون DNA» در مکان‌های مشخصی در ژنوم را نشان داد. 

در حقیقت به طور خاص، افراد مسن دارای افزایش متیلاسیون در بخش‌های مشخص ژنومی بودند که افراد جوان فاقد آن بودند. عکس این قضیه نیز صادق است. 

تجزیه و تحلیل بیشتر DNA نشان دهنده همبستگی معکوس مابین رانش متیلاسیون و طول عمر است. هر چه تغییرات سریع‌تر و تغییرات اپی ژنتیکی بیشتر رخ دهد، طول عمر کوتاه‌تر خواهد بود. 

دکتر عیسی بیان می‌کند: «بیشتر تغییرات در شخص مسن (یا حیوان پیر تر) رخ می‌دهد». 

او می‌افزاید پژوهش اخیر نشان می‌دهد «جریان اپی ژنتیک که بوسیله افزایش و کاهش در متیلاسیون DNA در ژنوم در طول زمان رخ می‌دهد، در موش‌ها نسبت به میمون‌ها و در میمون‌ها نسبت به انسان‌ها با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد». 

به طور میانگین، موش‌ها ۲ تا ۳ سال زندگی می‌کنند، میمون‌ها تقریبا ۲۵ سال و انسان‌ها حدود ۷۰ سال است. 

محدود کردن کالری و افزایش طول عمر

دکتر عیسی در این باره می‌گوید: «سوال بعدی ما این بود که آیا جریان‌های اپی ژنتیک می‌توانند در افزایش طول عمر تغییراتی ایجاد کنند. محققان ۴۰ درصد کالری مصرفی را در موش‌هایی که ۳ و ۴ ماه داشتند و به میزان ۳۰ درصد در میمون‌های بین سنین ۷ تا ۱۴ سال، کاهش دادند». 

کالری آن‌ها برای طی مدت زمان طولانی محدود شده بود – به معنایی کالری مصرفی میمون‌ها تقریبا بین ۲۲ تا ۳۰ سالگی، کاسته شد و موش‌ها در ۲ تا ۳ سالگی چنین رژیمی را تجربه می‌کردند. 

در هر دو گونه، تاثیرات محدودیت کالری قابل ملاحظه بود. در حقیقت «سن متیلاسیون خون» میمون‌های ۷ سال جوان‌تر از سن حقیقی آن‌ها بود. در هر دو گونه مورد آزمایش تغییرات متیلاسیونی چشمگیری در مقایسه با هم زیستان‌شان مشاهده شد. 

یافته‌های تمامی مقالات پژوهش‌های گذشته تیم مبنی بر اینکه «جریان اپی ژنتیک، تعیین کننده طول عمر در پستانداران است، تایید کرد». 

تاثیرات کاستن و محدود کردن کالری بر طول عمر، برای چندین دهه است که بیان شده است، اما به لطف تکنولوژی و تکنیک‌های مدرن، برای نخستین بار قادر به تایید تمامی این نظریه‌ها شدیم. 

دکتر عیسی گفت: «پژوهشگران از گذشته بر روی دیگر اندازه گیری‌ها مولکولی جهت علت‌یابی پیری و اثرات کالری (مثلا طول تلومر، صدمه به DNA، متابولیسم و غیره) متمرکز شده بودند، اما تحقیقات اخیر بر روی ریزش متیلاسیون توانسته نقش اساسی آن را در پیری به خوبی مشخص کند». 

یافته‌های این پژوهش ممکن است پیامدهای مهمی برای بیماری‌هایی که به سن فرد بستگی دارند را مشخص کند از جمله دیابت، سرطان، بیماری‌های قلبی عروقی و برخی از بیماری‌های پیش رونده مختل کننده سلول‌های عصبی (مثل پارکینسون).