Oamenii de știință brazilieni indică într-un studiu că dieta cu restricție calorică scade grăsimile și crește producția de păr la șoareci. Această lucrare a fost publicată în Cell Reports

puțină

Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo

Dietele cu restricție de calorii au fost asociate cu diferite beneficii pentru sănătate, dar efectele lor asupra pielii nu au fost încă dovedite. Într-o investigație efectuată la Universitatea din Sao Paulo (USP), în Brazilia, s-a verificat la șoareci că controlul caloriilor ajută animalele să trăiască mai mult, dar reduce rezervele de grăsime (țesut adipos) pe care organismul le menține fierbinți.

Pentru a compensa acest efect al dietei, cercetătorii au observat că țesutul pielii rozătoarelor a stimulat creșterea părului și a crescut fluxul sanguin, pentru a încălzi pielea.

În același timp, s-au observat modificări ale metabolismului celular. Animalele au dezvăluit un răspuns adaptiv pentru a rămâne calzi - și în viață - în condiții de hrănire limitate.

Această lucrare a fost efectuată în timpul post-doctoratului Maria Fernanda Forni la Institutul de Chimie al USP, cu un grant de la Fundația pentru Sprijin pentru Cercetarea Științifică din statul Sao Paulo (FAPESP) și sub supravegherea lui Alicia Kowaltowski. Și a fost realizat în cadrul Proiectului tematic intitulat „Bioenergetica, transportul ionic, echilibrul redox și metabolismul ADN în mitocondrii”, coordonat de Kowaltowski.

Rezultatele acestui studiu au fost publicate în septembrie în revista Cell Reports (17) 31177-4). "Schimbările hainei și ale pielii au fost destul de vizibile. Sunt interesante, deoarece au apărut după doar câteva luni, când animalele nu sunt încă bătrâne", a spus Kowaltowski.

Cercetarea a fost efectuată cu două grupuri de șoareci pe parcursul a șase luni. Într-unul dintre grupuri, animalele au putut mânca cât, când și cât și-au dorit. Și au devenit obezi. Al doilea grup a fost pus pe o dietă în care puteau mânca doar 60% din caloriile consumate în medie de celălalt grup.

După șase luni, animalele supuse restricției calorice au prezentat o masă corporală cu 40% mai mică decât a celorlalte (nu au slăbit, dar nu s-au îngrășat în același mod ca cele care au mâncat liber). Deoarece scad cantitatea de grăsime care ajută la menținerea corpului cald, răspunsul adaptativ al pielii rozătoarelor a fost de a stimula creșterea părului. După șase luni, animalele au început să prezinte haine mai uniforme, mai groase și cu fire de păr mai lungi.

"Părul are proprietăți care izolează mai bine căldura. Credem că aceasta este o adaptare prezentă la mamifere. Cei care mănâncă mai puțin au mai puține grăsimi și, prin urmare, trebuie să aibă mai mulți păr pentru a izola căldura", a spus Kowaltowski.

Vascularizația pielii a fost, de asemenea, modificată. În comparație cu animalele obeze, șoarecii cu restricție calorică aveau de trei ori mai multe vase de sânge în piele.

Această modificare a crescut alimentarea cu sânge a celulelor pielii. În același timp, aceste celule au prezentat diferențe în metabolism.

Pe de altă parte, la rozătoarele obeze, ceea ce s-a observat a fost apariția semnelor de îmbătrânire prematură a pielii. "Schimbarea vasoconstricției ajută șoarecii slabi să conserve căldura. În același timp, pielea rămâne tânără", a spus Kowaltowski.

O a doua etapă a cercetării a constat în rasul fragmentelor de blană din cele două grupuri, pentru a confirma dacă părul suplimentar ar ajuta la încălzirea animalelor cu restricție calorică. „Am ras părul de pe șoareci și le-am verificat evoluția pe o lună”, a spus Kowaltowski.

Pe baza verificărilor pierderii de căldură corporală, a fost posibil să se verifice dacă straturile mai groase au ajutat la izolarea căldurii.

"Șoarecii cu restricție calorică au pierdut masa musculară și au devenit mai letargici. Aceasta este o schimbare a metabolismului care a fost rezultatul direct al pierderii căldurii corporale în mediu. Nu pot trăi bine fără păr", a spus el.

În cele din urmă, animalele au fost vopsite cu păr cu o vopsea albastră pentru a verifica dacă ar exista diferențe în cantitatea de păr pierdut între șoarecii cu diete și obezi. Ceea ce s-a constatat a fost că la animalele supuse dietei, pierderea părului a fost mai mică și părul a rămas gros. „Au pierdut mai puțini păr și haina a rămas mai lungă, ceea ce poate fi o adaptare pentru a evita cheltuielile de energie cu creșterea părului”, a spus Kowaltowski.

„Aceste descoperiri sunt deosebit de semnificative, întrucât relevă nu numai un efect vizibil al restricției calorice asupra pielii, ci și un mecanism adaptativ pentru efectele de a face față izolației reduse derivate din modificările pielii în condiții de aport caloric redus”, El a spus.

Protecția ficatului

Într-o altă lucrare, publicată în revista Free Radical Biology and Medicine (17) 31177-4), grupul lui Kowaltowski a arătat că adoptarea unei diete cu restricții calorice a protejat ficatul șoarecilor împotriva daunelor cauzate de întreruperea temporară a fluxului de sânge organ.

"Când am comparat animalele care au mâncat la discreție cu cele supuse unei diete cu restricție calorică, diferența a fost enormă. În timp ce în primul grup în jur de 25% din ficat a fost compromis, în al doilea indicele a fost doar 1%", a spus cercetătorul.

Modelul utilizat în experiment - cunoscut sub numele de ischemie și reperfuzie - constă în întreruperea a aproximativ 70% din fluxul sanguin în ficat timp de 40 de minute, simulând un atac de cord. Datele existente în literatura științifică indică faptul că acest tip de procedură induce o creștere patologică a calciului în țesut, ceea ce provoacă un eșec în funcționarea mitocondriilor (organitele responsabile de producerea energiei celulare) și duce la o parte din celulele hepatice până la moarte.

"Calciul este important pentru a regla metabolismul mitocondriilor și pentru a crește producția de ATP [adenozin trifosfat, molecula care stochează energia]. Dar, atunci când apare în exces, determină organele să nu mai funcționeze corect. Prin urmare, ipoteza noastră a indicat că beneficiul observat cu dieta ar fi legat de o creștere a capacității mitocondriilor de a capta calciu în mediul intracelular fără a înceta să producă energie ", a explicat Sergio Menezes-Filho, cercetător la IQ-USP și primul autor al articol.

Au fost efectuate teste in vitro pentru a confirma această teorie și a înțelege mai bine mecanismele implicate. În acest scop, cercetătorii au izolat mitocondriile din cele două grupuri de animale incluse în studiu: unul eliberat pentru a mânca după bunul plac (controlul) și celălalt supus restricției calorice (60% din caloriile din grupul martor).

Mitocondriile au fost aranjate într-un mediu de incubație cu o sondă fluorescentă care a strălucit pe măsură ce concentrația de calciu a crescut.

"Am adăugat o cantitate mică de mineral la mediu și fluorescența a crescut. Pe măsură ce mitocondriile absorb calciu, strălucirea a scăzut. În acel moment am adăugat puțin mai mult la acesta. Când organitele au atins capacitatea maximă de absorbție, mineralul a început să revină la mediul de incubație și fluorescența a crescut chiar și fără noi agregate ", a explicat Menezes-Filho.

Cu acest experiment, grupul a observat că mitocondriile animalelor supuse restricției calorice au reușit să capteze o cantitate cu aproximativ 70% mai mare decât cele din grupul de control, fără ca funcționarea lor să fie compromisă.

Cu ajutorul unei tehnici cunoscute sub numele de spectrometrie de masă, grupul a observat că în interiorul organelor extrase de la animalele supuse dietei erau mai multe molecule de ATP decât în ​​cele din grupul de control. Această parte a studiului a avut colaborarea profesorului IQ-USP Marisa Medeiros.

"Nu știm încă ce face ca mitocondriile animalelor care au mâncat să aibă mai puțină ATP, dar această diferență este sigur legată de capacitatea de absorbție a calciului. Când egalizăm artificial nivelul ATP în ambele grupuri - fie adăugând molecula în controlați mitocondriile sau îndepărtați-le în grupul de dietă - capacitatea de absorbție a calciului a fost, de asemenea, egalizată ", a comentat Kowaltowski.

Cele două articole publicate recent integrează o serie de studii coordonate de Kowaltowski în cadrul Centrului de Cercetare a Proceselor Redox în Biomedicină (Redoxoma), un Centru de Cercetare, Inovare și Diseminare (CEPID) care are sprijinul FAPESP. Obiectivul este investigarea efectului restricției calorice asupra diferitelor țesuturi.

"Faptul de a le spune oamenilor să mănânce mai puțin nu funcționează. Obezitatea a devenit o epidemie mondială. Am încercat să înțelegem cum funcționează restricția calorică în organism și care sunt moleculele implicate, pentru a găsi ținte care să permită prevenirea sau tratarea bolilor legate de creșterea în greutate și vârsta ", a spus Kowaltowski.

Experimentele efectuate până acum au arătat că dieta la animalele de laborator provoacă efecte foarte specifice asupra diferitelor organe. În pancreas, de exemplu, celulele producătoare de insulină devin capabile să răspundă mai bine la creșterea nivelului de glucoză din sânge (http: // agency. Fapesp. Br/25646).

Între timp, în creier a fost observat și un beneficiu legat de capacitatea mitocondriilor de a captura calciu, care ar putea preveni moartea neuronilor asociați cu boli precum Alzheimer, Parkinson, epilepsie și accidente cerebrovasculare (CVA), printre altele (citiți mai multe la: http: // agenție. fapesp. br/24147).

Participanții la aceste studii au fost Ignacio Amigo, de la IQ-USP, și Fernanda Menezes Cerqueira (http: // www. Bv. Fapesp. Br/pt/investigator/60508), în prezent la Universitatea Ben-Gurion din Negev, în Israel.

În activitatea desfășurată până acum, am evaluat efectul restricției calorice în situații patologice acute. Dar credem că dieta are și un efect benefic, deși mai subtil, în condiții fiziologice. Ajută la reglarea metabolismului zilnic. Aceasta este ceea ce intenționăm să înțelegem mai bine acum ", a spus Kowaltowski.

Despre Fundația pentru sprijin pentru cercetarea științifică din statul Sao Paulo (FAPESP)

Fundația pentru susținerea cercetării științifice din statul Sao Paulo (FAPESP), creată în 1962, se situează printre cele mai importante organizații pentru promovarea științei și tehnologiei din Brazilia. Fundația selectează și susține proiecte de cercetare prezentate de oameni de știință legate de instituțiile de învățământ superior și cercetare științifică din statul Sao Paulo în toate domeniile cunoașterii: științe, tehnologie, inginerie, arte și științe umane. FAPESP sprijină, de asemenea, cercetarea în domenii considerate strategice în Brazilia, prin programe orientate către teme mari, precum biodiversitatea, schimbările climatice și bioenergia. FAPESP: http: // www. fapesp. fr.

Declinare de responsabilitate: AAAS și EurekAlert! nu sunt responsabili pentru acuratețea comunicatelor de presă postate pe EurekAlert! prin instituții care contribuie sau pentru utilizarea oricărei informații prin intermediul sistemului EurekAlert.