Бразильські вчені вказують у своєму дослідженні, що дієта з обмеженням калорій зменшує жир і збільшує виробництво волосся у мишей. Ця робота була опублікована в Cell Reports

волосся

Фундакао де Ампаро та Пескіса-ду-Сан-Паулу

Дієта з обмеженням калорій пов’язана з різними перевагами для здоров’я, але їх вплив на шкіру ще не доведено. У ході розслідування, проведеного в Університеті Сан-Паулу (Бразилія) в Бразилії, на мишах було підтверджено, що контроль калорій допомагає тваринам жити довше, але зменшує жирові запаси (жирову тканину), які організм підтримує в гарячому стані.

Щоб компенсувати цей ефект від дієти, зауважили дослідники, шкірна тканина гризунів стимулювала ріст волосся і збільшувала кровотік, щоб зігріти шкіру.

Одночасно спостерігалися зміни в метаболізмі клітин. Тварини виявили адаптивну реакцію, щоб залишатися теплими - і живими - в обмежених умовах годування.

Ця робота була проведена під час докторантури Марії Фернанди Форні в Інституті хімії США за грантом Фонду підтримки наукових досліджень штату Сан-Паулу (FAPESP) та під керівництвом Алісії Ковальтовський. І це було здійснено в рамках Тематичного проекту під назвою "Біоенергетика, іонний транспорт, окисно-відновний баланс та метаболізм ДНК у мітохондріях", який координував Ковальтовський.

Результати цього дослідження були опубліковані у вересні в журналі Cell Reports (17) 31177-4). "Зміни шерсті та шкіри були досить помітними. Вони цікаві тим, що з'явилися лише через кілька місяців, коли тварини ще не старі", - сказав Ковальтовський.

Дослідження проводили з двома групами мишей протягом півроку. В одній із груп тварини мали змогу їсти як завгодно, коли і скільки вони хотіли. І вони ожиріли. Другу групу посадили на дієту, при якій вони могли їсти лише 60% калорій, споживаних в середньому іншою групою.

Через півроку тварини, які зазнали обмеження калорій, виявляли масу тіла на 40% менше, ніж у інших (вони не худнули, але не набирали вагу так само, як ті, що їли вільно). Оскільки я зменшую кількість жиру, який допомагає зігрівати тіла, адаптаційною реакцією шкіри гризунів було стимулювання росту волосся. Через шість місяців тварини стали демонструвати більш однорідні, товсті шерсті та довші шерсті.

"Волосся мають властивості, які краще ізолюють тепло. Ми вважаємо, що це адаптація, присутня у ссавців. Ті, хто їдять менше, мають менше жиру і, отже, їм потрібно мати більше волосся, щоб ізолювати тепло", - сказав Ковальтовський.

Васкуляризація шкіри також була змінена. Порівняно з ожирінням у мишей з обмеженим вмістом калорій в шкірі було втричі більше кровоносних судин.

Ця зміна збільшила кровопостачання клітин шкіри. У той же час ці клітини виявляли відмінності в метаболізмі.

З іншого боку, у ожирілих гризунів спостерігали появу ознак передчасного старіння шкіри. "Зміна звуження судин допомагає худим мишам зберігати тепло. Водночас шкіра залишається молодою", - сказав Ковальтовський.

Другий етап дослідження складався з гоління уламків хутра у двох групах, щоб підтвердити, чи зайва шерсть допоможе обігріти тварин з обмеженням калорій. "Ми поголили волосся на мишах і перевірили їх розвиток протягом місяця", - сказав Ковальтовський.

На основі перевірок тепловтрат тіла можна було переконатись, що більш товсті шари допомагали ізолювати тепло.

"Миші з обмеженням калорій втрачають м'язову масу і стають більш млявими. Це зміна обміну речовин, яка стала прямим результатом втрати тепла тіла в навколишнє середовище. Вони не можуть добре жити без волосся", - сказав він.

Нарешті, тваринам фарбували волосся синім барвником, щоб перевірити, чи не буде різниці в кількості втраченого волосся між мишами, які сидять на дієті та ожирінням. Було виявлено, що у тварин, які піддавались дієті, випадання волосся було менше, а волосся залишалося густим. "Вони втратили менше волосся, і шерсть залишалася довшою, що може бути адаптацією, щоб уникнути витрат енергії з ростом волосся", - сказав Ковальтовський.

"Ці відкриття є особливо важливими, оскільки вони виявляють не тільки помітний ефект обмеження калорій на шкіру, але також адаптивний механізм для ефектів боротьби зі зниженою ізоляцією, спричиненою змінами в шкірі в умовах зниженого споживання калорій", Він сказав.

Захист печінки

В іншій роботі, опублікованій у журналі Free Radical Biology and Medicine (17) 31177-4), група Ковальтовського показала, що прийняття дієти з обмеженим вмістом калорій захищало печінку мишей від пошкоджень, спричинених тимчасовим перериванням кровотоку орган.

"Коли ми порівнювали тварин, які харчувались на розсуд, з тваринами, які піддавались дієті з обмеженням калорій, різниця була величезною. Хоча в першій групі було порушено близько 25% печінки, у другій індекс становив лише 1%", сказав дослідник.

Модель, використана в експерименті - відома як ішемія та реперфузія - полягає у перериванні близько 70% припливу крові до печінки протягом 40 хвилин, імітуючи серцевий напад. Існуючі дані в науковій літературі вказують на те, що цей тип процедури викликає патологічне збільшення кальцію в тканині, що спричиняє збій у функціонуванні мітохондрій (органел, що відповідають за вироблення клітинної енергії), і призводить до клітини печінки до смерті.

"Кальцій важливий для регулювання метаболізму мітохондрій і збільшення вироблення АТФ [аденозинтрифосфату, молекули, що зберігає енергію]. Але коли він виявляється в надлишку, це призводить до того, що органи перестають нормально працювати. Тому наша гіпотеза зазначив, що користь, яка спостерігається під час дієти, буде пов'язана зі збільшенням здатності мітохондрій захоплювати кальцій у внутрішньоклітинному середовищі, не припиняючи виробляти енергію ", пояснив Серджо Менезес-Фільо, дослідник IQ-USP і перший автор статті.

Для підтвердження цієї теорії та кращого розуміння механізмів були проведені тести in vitro. З цією метою дослідники виділили мітохондрії з двох груп тварин, включених у дослідження: одну, яку випускали їсти за бажанням (контроль), а іншу піддавали обмеженню калорій (60% калорій у контрольній групі).

Мітохондрії розташовувались в інкубаційному середовищі з флуоресцентним зондом, який світився в міру збільшення концентрації кальцію.

"Ми додали невелику кількість мінералу до середовища, і флуоресценція збільшилася. Коли мітохондрії поглинали кальцій, яскравість зменшувалася. У той момент ми додали до нього трохи більше. Коли органели досягли максимальної здатності поглинання, мінерал почав повертатися до інкубаційного середовища, і флуоресценція зросла навіть без нових агрегатів ", пояснив Менезес-Фільо.

За допомогою цього експерименту група зауважила, що мітохондрії тварин, які зазнали обмеження калорій, зуміли захопити кількість, приблизно на 70% більшу, ніж у контрольній групі, без порушення їх функціонування.

За допомогою методики, відомої як мас-спектрометрія, група зауважила, що всередині органел, витягнутих з тварин, які піддавались дієті, було більше молекул АТФ, ніж у контрольної групи. У цій частині дослідження співпрацювала професор IQ-USP Маріса Медейрос.

"Ми ще не знаємо, через що в мітохондріях тварин, які харчувалися, буде менше АТФ, але ця різниця, безумовно, пов'язана з здатністю засвоєння кальцію. Коли ми штучно вирівнюємо рівень АТФ в обох групах - або додаючи молекулу в контролювати мітохондрії або видаляти їх у дієтичній групі - здатність засвоєння кальцію також була вирівняна ", - прокоментував Ковальтовський.

Дві нещодавно опубліковані статті включають низку досліджень, координованих Ковальтовським в рамках Центру досліджень процесів окисно-відновних процесів у біомедицині (Редоксома), Центру досліджень, інновацій та розповсюдження (CEPID), який має підтримку FAPESP. Завдання - дослідити вплив обмеження калорійності на різні тканини.

"Факт казати людям менше їсти не працює. Ожиріння стало всесвітньою епідемією. Ми спробували зрозуміти, як діє обмеження калорій в організмі і які молекули беруть участь, щоб знайти цілі, які дозволяють запобігати або лікувати захворювання, пов'язані з збільшення ваги та вік ", - сказав Ковальтовський.

Проведені до цього часу експерименти показали, що дієта на лабораторних тваринах спричиняє дуже специфічний вплив на різні органи. Наприклад, у підшлунковій залозі клітини, що виробляють інсулін, здатні краще реагувати на підвищений рівень глюкози в крові (http: // agency. Fapesp. Br/25646).

Тим часом у мозку також спостерігалася користь, пов’язана зі здатністю мітохондрій захоплювати кальцій, що може запобігти загибелі нейронів, пов’язаних із такими захворюваннями, як хвороба Альцгеймера, Паркінсона, епілепсія та цереброваскулярні інциденти (CVA), зокрема (читайте далі на: http: // agency. fapesp. br/24147).

Учасниками цих досліджень були Ігнасіо Аміго з IQ-USP та Фернанда Менезес Черкейра (http: // www. Bv. Fapesp. Br/pt/investiator/60508), в даний час в Університеті Бен-Гуріона в Негеві, в Ізраїлі.

У проведеній досі роботі ми оцінили ефект обмеження калорійності у гострих патологічних ситуаціях. Але ми вважаємо, що дієта також надає сприятливий, хоч і більш тонкий, ефект у фізіологічних умовах. Допомагає регулювати щоденний обмін речовин. Це те, що ми маємо намір зрозуміти зараз краще ", - сказав Ковальтовський.

Про Фонд підтримки наукових досліджень штату Сан-Паулу (FAPESP)

Фонд підтримки наукових досліджень штату Сан-Паулу (FAPESP), створений в 1962 році, входить до числа найважливіших організацій з просування науки і техніки в Бразилії. Фонд відбирає та підтримує науково-дослідні проекти, представлені вченими, пов’язаними з вищими навчальними закладами та науковими дослідженнями в штаті Сан-Паулу у всіх галузях знань: науках, технологіях, техніці, мистецтві та гуманітарних науках. FAPESP також підтримує дослідження в областях, які вважаються стратегічними в Бразилії, за допомогою програм, орієнтованих на великі теми, такі як біорізноманіття, зміна клімату та біоенергетика. FAPESP: http: // www. фапесп. бр.

Застереження: AAAS та EurekAlert! не несе відповідальності за достовірність випусків новин, розміщених на EurekAlert! шляхом надання внесків установам або для використання будь-якої інформації через систему EurekAlert.