Odhalte tajemství zdravého stárnutí s Killifish

Genetický spínač zachraňuje stárnoucí ryby z pasti neustálého půstu

Obecně se předpokládá, že intervence nalačno, které zahrnují střídání období půstu a krmení, zlepšují zdraví. Tyto zásahy ale nefungují dobře u starších zvířat.

Otázka zní: proč?

Studiem halančíků s krátkou životností vědci z Institutu Maxe Plancka pro biologii stárnutí v Kolíně nad Rýnem prokázali, že starší ryby vybočují z cyklu mladistvého půstu a krmení a místo toho se dostávají do stavu trvalého půstu, a to i při jídle. Výhody krmení po půstu však mohou být obnoveny u starých halančíků genetickou aktivací specifické podjednotky AMP kinázy, důležitého senzoru buněčné energie.

Tyto mutantní ryby zaznamenaly zlepšené zdraví a dlouhověkost, což naznačuje, že půst a opětovné krmení jsou nezbytné pro poskytnutí zdravotních přínosů a práce prostřednictvím AMP kinázy, aby tak učinily.

Killfishův život je v rychlém pohybu. Jasné barvy jejich mládí vyblednou již po několika měsících. Kredit: K. Link/Max Planck Institute for the Biology of Aging

Na několika modelových organismech již bylo prokázáno, že snížená strava, ať už prostřednictvím kalorického omezení nebo období půstu, má pozitivní vliv na zdraví. Pro člověka je však obtížné přijímat po celý život menší množství jídla. Aby bylo možné najít nejvhodnější načasování půstu, zavedli výzkumníci půstové intervence v různém věku a zjistili, že tyto intervence ve vyšším věku nepřinášejí stejné výhody jako u mladších zvířat.

Tým vědců z německého Kolína nad Rýnem zkoumal účinky půstu na halančíky související s věkem. Kalaňky jsou rychle stárnoucí ryby a během několika měsíců přejdou z mladých do starých. Vědci buď drželi malé a velké ryby několik dní nalačno, nebo je krmili dvakrát denně. Zjistili, že viscerální tuková tkáň starších ryb hůře reaguje na krmení. „Je známo, že tuková tkáň silně reaguje na změny v příjmu potravy a má důležitou roli v metabolismu. Proto jsme se na ni podívali blíže,“ vysvětluje Roberto Riba, hlavní autor studie.

Střídání mezi půstem a jídlem je zásadní

Vědci zjistili, že neschopnost reagovat na fázi krmení uvádí tukovou tkáň starých ryb do trvalého půstu: energetický metabolismus je zastaven, produkce bílkovin je snížena a tkáně se neregenerují. Předpokládali jsme, že staré ryby nebudou po krmení schopny přejít na půst. „Překvapivě byl opak pravdou, protože starší ryby byly v neustálém půstu, dokonce i při jídle,“ říká Adam Antebi, ředitel Institutu Maxe Plancka pro biologii stárnutí a vedoucí studie.

Tuková tkáň je v trvalém stavu hladovění

Když se vědci blíže podívali na to, jak se tuková tkáň starších ryb liší od mladých ryb, našli specifický protein zvaný AMP kináza. Tato kináza je buněčný energetický senzor a je složena z různých podjednotek, aktivita podjednotky γ1 s věkem klesá. Když vědci zvýšili aktivitu této podjednotky pomocí genetické modifikace, postní stav se bránil a stará ryba se stala zdravější a žila déle.

Lidské stárnutí

Zajímavé je, že byla také nalezena souvislost mezi podjednotkou γ1 a lidským stárnutím. Mnohem nižší hladiny konkrétní podjednotky byly naměřeny ve vzorcích od starších pacientů. Navíc by se objevil v lidských vzorcích: čím méně je člověk ve stáří křehký, tím vyšší je hladina podjednotky γ1.

„Samozřejmě zatím nevíme, zda je podjednotka γ1 u lidí skutečně zodpovědná za zdravé stárnutí.“ V dalším kroku se pokusíme najít molekuly, které specificky aktivují tuto podjednotku a ověříme, zda ji můžeme použít k ovlivnění pozitivního účinku Na stárnutí.

Odkaz: „AMPK spojený s doplňováním potravy.“_γ1 „Komplexní aktivita je charakteristickým znakem zdraví a dlouhověkosti“ od Roberto Ripa, Eugene Balhisa, Joachim D. Steiner, Raymond Laboy, Andrea Anibale, Nadine Houchard, Christian Lazza, Luca Dolfi, Chiara Calabrese, Anna M. Mayer, Maria Cristina Polidori, Roman-Ulrich Müller a Adam Antebi, 13. listopadu 2023, Stárnoucí příroda.
doi: 10.1038/s43587-023-00521-y