Ограничение калорийности улучшает работу иммунной системы

Как было показано на мышах, ключевым фактором является сниженная иммуносенесценция.

Перевод от Технологий Долголетия

Автор: Лариса Шелоухова

Действительно ли дело только в том, чтобы получать меньше калорий?


Ограничение калорийности стало хорошо известным средством борьбы со старением, поскольку оно может обратить вспять несколько признаков старения и продлить продолжительность жизни на различных моделях животных. Из-за положительных эффектов, достигнутых при ограничении калорийности и интервальном голодании у животных, многие люди уже практикуют вариации этих режимов. Однако эти два понятия совершенно различны.

Ограничение калорийности — это просто сокращение общего потребления калорий, в то время как интервальное голодание — это общий термин для различных режимов питания с ограничением по времени, которые могут не обязательно снижать количество калорий. До сих пор неясно, какой из них, если таковой имеется, более полезен для продления продолжительности жизни человека, особенно у людей, не страдающих ожирением, которые уже придерживаются здорового питания. Более того, эти два фактора часто пересекаются как в контролируемых условиях, так и в реальных ситуациях: ограниченное по времени питание приводит к снижению потребления калорий и наоборот.

В ходе Комплексной оценки долгосрочных последствий снижения потребления энергии (CALERIE) было показано, что ограничение калорийности на 14% полезно даже для здоровых людей, не страдающих ожирением, в возрасте от 24 до 60 лет. Однако качество имеет такое же, если не большее значение, чем количество в рационе, и было показано, что участники с ограничением калорий придерживались более питательной диеты в соответствии с индексом качества рациона. Это могло бы способствовать достижению положительных результатов.

Ограничение калорийности и иммунная система


Участники одного эксперимента по ограничению калорийности имели большую массу и объем тимуса, органа, в котором происходит выработка и созревание иммунных Т-клеток. Инволюция вилочковой железы играет важную роль в возрастном снижении иммунной функции, и предпринимаются усилия по восстановлению этого органа, чтобы достичь некоторой степени омоложения. Было бы замечательно, если бы простое ограничение калорий могло таким образом укрепить иммунную систему и предотвратить инфекции.

Кроме того, ранее было показано, что ограничение калорийности ослабляет иммуносенесценцию у пожилых мышей. Однако точные механизмы, лежащие в основе этого явления, до сих пор неясны. В этом исследовании исследователи стремились изучить регуляцию иммуносенесценцию у мышей после ограничения калорийности в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

Диеты


Самцов мышей разделили на четыре группы: молодую группу на обычном рационе свободного питания до 2-месячного возраста, контрольную группу на обычном рационе свободного питания до 6-месячного возраста с последующей контролируемой диетой (4,5 г/сут) в течение 12 месяцев, долгосрочную группа с ограничением калорийности на обычной диете свободного питания до 6 месяцев, за которой следует диета с ограничением калорийности (3,15 г/день), и группа с кратковременным ограничением калорийности на обычной диете свободного питания до 6 месяцев, затем 11 месяцев на контролируемой диете и 1 месяц на ограничении калорийности.

Таким образом, экспериментальные группы получали на 30% меньше калорий по сравнению с контрольной группой, как в течение длительного, так и короткого периода времени. Важно отметить, что контрольная и ограниченная диеты включали одинаковое количество клетчатки, витаминов, минералов и белка. Первым изменением, которое заметили исследователи, было общее снижение веса и жировой массы как в краткосрочных, так и в долгосрочных группах с ограничением калорийности по сравнению с контрольной группой.

Т-клетки


Был проанализирован клеточный состав селезенки. По сравнению с молодой группой мыши в контрольной (возрастной) группе характеризовались уменьшенным количеством CD4+ и CD8+ Т-клеток, NK-клеток и NKT-клеток. Длительное ограничение калорийности обратило эти изменения вспять, за исключением NK-клеток. Контрольная группа также продемонстрировала увеличение доли В-клеток, но ни один из режимов ограничения калорийности не изменил этого.

Чтобы получить более глубокое понимание влияния ограничения калорийности на различные Т-клетки, исследователи проанализировали наивные, эффекторные и Т-клетки памяти (как CD4+, так и CD8+). Названия этих типов клеток отражают их функции: наивные Т-клетки не распознают специфические антигены и поэтому могут реагировать на новые патогены, эффекторные Т-клетки могут взаимодействовать со специфическими антигенами и давать начало Т-клеткам памяти, а Т-клетки памяти распознают специфические антигены из предыдущих контактов.

Исследователи показывают, что старение приводит к уменьшению наивных клеток и увеличению эффекторных Т-клеток и Т-клеток памяти. Длительное ограничение калорийности обратило вспять все эти изменения, в то время как краткосрочная версия только увеличила долю наивных CD8+ Т-клеток.

Более тщательный анализ эффекторных Т-клеток выявил возрастные изменения, соответствующие усилению воспаления в контрольной группе. Длительное ограничение калорийности несколько улучшило ситуацию, но не обратило изменения полностью вспять.

Наконец, исследователи оценили, повлияет ли ограничение калорийности на истощение Т-клеток, которое увеличивается с возрастом. Была измерена экспрессия маркеров истощения, и снижение истощения было подтверждено как в краткосрочной, так и в долгосрочной группах.

Ученые также измерили экспрессию специфических факторов транскрипции (TFS) NR4A1 и TOX, которые контролируют экспрессию маркера истощения. Как и ожидалось, экспрессия этих TFS была выше в контрольной группе по сравнению с молодой группой. Длительное ограничение калорийности снизило уровни обоих TFS, в то время как краткосрочное разнообразие снизило только NR4A1.

Резюме

Старение связано со снижением функции иммунной системы, феноменом, известным как иммуносенесценция, что приводит к снижению сопротивляемости инфекции. Известно, что ограничение калорийности (CR) продлевает продолжительность жизни и регулирует иммунную функцию. Однако, влияет ли и как CR на иммуносупрессию, остается неясным. Здесь мы оценили влияние длительного и кратковременного CR на иммуносупрессию, подвергая ограничению калорийности мышей дикого типа в возрасте от 6 до 18 месяцев или от 17 до 18 месяцев, соответственно. По сравнению с обычной диетой или кратковременным CR, длительный CR индуцировал заметное или полное ослабление возрастного снижения частоты NK-клеток селезенки и NKT-клеток; наивных CD4+ и CD8+ Т-клеток; и Т-клеток, секретирующих цитокины и гранзим B. Напротив, как долгосрочный, так и краткосрочный CR значительно подавлял возрастную повышенную регуляцию маркеров истощения Т-клеток PD-1, Tim-3 и KLRG1, а также факторов транскрипции NR4A1 и TOX, которые регулируют экспрессию генов, связанных с фенотипом истощения Т-клеток. Эти результаты предполагают, что CR может подавлять возрастную иммуносупрессию, регулируя экспрессию факторов транскрипции и генов-мишеней, которые контролируют истощение Т-клеток.

Вывод


Иммунная система очень сложна, о чем свидетельствует множество типов клеток и названий, используемых для их идентификации. Он требует тонкой настройки, чтобы эффективно бороться с патогенами, не обременяя организм чрезмерным воспалением. Как продемонстрировало это исследование, как краткосрочное, так и долгосрочное ограничение калорийности может быть многообещающим подходом для ослабления возрастной иммуносупрессии Т-клеток путем подавления истощения клеток. Хотя неясно, можно ли перенести эти результаты на людей, исследование дает представление о молекулярных механизмах ограничения калорийности и некоторых различиях между краткосрочными и долгосрочными режимами питания.

Перевёл: Никита Павловский

Источник: https://www.lifespan.io/news/caloric-restriction-improves-immune-system-function/