Интригуваща връзка между диета, здраве на очите и продължителност на живота

Резюме: Ново изследване на дрозофила разкрива връзка между циркадния ритъм, диетата, продължителността на живота и здравето на очите. Неочаквано изследователите откриха процеси в окото на мухата, които изглежда водят до процеса на стареене.

Източник: Институт Бък

Изследователи от Института Бък демонстрираха за първи път връзка между диетата, циркадните ритми, здравето на очите и продължителността на живота на дрозофила.

Публикуване в брой от 7 юни 2022 г Природни комуникациите допълнително и неочаквано откриха, че процесите в окото на мухата всъщност задвижват процеса на стареене.

Предишни проучвания показват при хора, че има връзка между очни заболявания и лошо здраве.

„Нашето проучване твърди, че това е нещо повече от корелация: дисфункцията на окото всъщност може да предизвика проблеми в други тъкани“, каза старши автор и професор д-р Панкадж Капахи от Института Бък, чиято лаборатория от години демонстрира, че гладуването и ограничаването на калориите може да подобри много функции на тялото.

“Сега показваме, че гладуването не само подобрява зрението, но окото всъщност играе роля в влиянието на продължителността на живота.”

„Констатацията, че самото око, поне при плодовата муха, може директно да регулира продължителността на живота, беше изненада за нас“, каза водещият автор, доктор Брайън Ходж, който направи своите постдокторски изследвания в лабораторията на Капахи.

Обяснението за тази връзка, каза Ходж, се крие в циркадните „часовници“, молекулярната машина във всяка клетка на всеки организъм, които са еволюирали, за да се адаптират към ежедневните натоварвания, като промени в светлината и температурата, причинени от нарастването и залеза на слънце.

Тези 24-часови колебания – циркадните ритми – влияят на сложното поведение на животните, като взаимодействия хищник-плячка и цикли сън/събуждане, до фина настройка на времевата регулация на молекулярните функции на генната транскрипция и транслацията на протеини.

През 2016 г. лабораторията на Kapahi публикува проучване в Клетъчен метаболизъм показва, че плодовите мухи на ограничена диета имат значителни промени в циркадните си ритми в допълнение към удължаването на живота.

Когато Ходж се присъедини към лабораторията по-късно същата година, той искаше да копае по-дълбоко, за да разбере кои процеси, които подобряват циркадните функции, са променени от промяната на диетата и дали циркадните процеси са необходими за по-дългия живот, наблюдаван при диетичните ограничения.

„Плодовата муха има толкова кратък живот, което я прави наистина красив модел, който ни позволява да скринираме много неща наведнъж“, каза Ходж, който в момента е учен във Fountain Therapeutics в Южен Сан Франциско.

Проучването започна с широко проучване, за да се види какви гени се колебаят по циркаден начин, когато мухите на неограничена диета бяха сравнени с тези, хранени само с 10 процента от протеина на неограничената диета.

Веднага Ходж забеляза множество гени, които едновременно отговарят на диетата и също така показват възходи и падения в различни времеви точки или „ритмични“.

След това той открива, че ритмичните гени, които са били активирани най-много с диетични ограничения, изглежда идват от окото, по-специално от фоторецепторите, специализираните неврони в ретината на окото, които реагират на светлина.

Това откритие доведе до серия от експерименти, предназначени да разберат как функцията на очите се вписва в историята за това как диетичните ограничения могат да удължат живота. Например, те поставят експерименти, показващи, че държането на мухите в постоянна тъмнина удължава живота им.

„Това ни се стори много странно“, каза Ходж. “Мислехме, че мухите се нуждаят от светлинните знаци да бъдат ритмични или циркадни.”

След това те използваха биоинформатика, за да попитат: Влияят ли върху продължителността на живота гените в окото, които също са ритмични и реагират на диетичните ограничения? Отговорът беше да, те го правят.

„Ние винаги мислим за окото като за нещо, което ни служи, за да осигури визия. Ние не мислим за това като за нещо, което трябва да бъде защитено, за да защити целия организъм “, каза Капахи, който също е доцент по урология в UCSF.

Тъй като очите са изложени на външния свят, обясни той, имунната защита там е критично активна, което може да доведе до възпаление, което, когато присъства за дълги периоди от време, може да причини или да влоши различни често срещани хронични заболявания.

Освен това светлината сама по себе си може да причини дегенерация на фоторецепторите, което може да причини възпаление.

„Зренето в екраните на компютри и телефони и излагането на светлинно замърсяване до края на нощта са условия, много обезпокоителни за циркадните часовници“, каза Капахи.

Обяснението за тази връзка, каза Ходж, се крие в циркадните „часовници“, молекулярната машина във всяка клетка на всеки организъм, които са еволюирали, за да се адаптират към ежедневните натоварвания, като промени в светлината и температурата, причинени от нарастването и залеза на слънце. Изображението е публично достояние

“Това обърква защитата на окото и това може да има последствия извън само зрението, увреждайки останалата част от тялото и мозъка.”

Има много неща, които трябва да се разбере за ролята, която окото играе в цялостното здраве и продължителност на живота на един организъм, включително: как окото регулира продължителността на живота и дали същият ефект важи за други организми?

Най-големият въпрос, повдигнат от тази работа, тъй като може да се отнася за хората, е просто дали фоторецепторите при бозайниците влияят на дълголетието?

Вижте също

Това показва жена с маска за лице

Вероятно не толкова, колкото при плодовите мухи, каза Ходж, отбелязвайки, че по-голямата част от енергията в плодовите мухи е посветена на окото.

Но тъй като фоторецепторите са само специализирани неврони, каза той, “по-силната връзка, която бих твърдял, е ролята, която циркадната функция играе в невроните като цяло, особено с диетични ограничения, и как те могат да бъдат използвани за поддържане на невронната функция през цялото стареене.”

След като изследователите разберат как работят тези процеси, те могат да започнат да се насочват към молекулярния часовник, за да забавят стареенето, каза Ходж, добавяйки, че може да се окаже, че хората могат да помогнат за поддържане на зрението, като активират часовниците в очите ни. „Може да е чрез диета, лекарства, промени в начина на живот… Предстоят много наистина интересни изследвания“, каза той.

За тази новина за изследване на неврологията

автор: Прес офис
Източник: Институт Бък
контакт: Пресслужба – Buck Institute
Образ: Изображението е обществено достояние

Оригинално изследване: Свободен достъп.
Ограничението в диетата и часовникът на транскрипционния фактор забавят стареенето на очите, за да удължат живота на Drosophila”От Брайън Ходж и др. Природни комуникации


абстрактно

Ограничението в диетата и часовникът на транскрипционния фактор забавят стареенето на очите, за да удължат живота на Drosophila

Много жизненоважни процеси в окото са под циркадно регулиране и циркадната дисфункция се очертава като потенциален двигател на стареенето на очите. Ограничението в диетата е една от най-стабилните терапии за удължаване на живота и усилва циркадните ритми с възрастта.

Тук ние демонстрираме, че диетичните ограничения удължават живота в Drosophila melanogaster чрез насърчаване на циркадните хомеостатични процеси, които предпазват зрителната система от увреждане, свързано с възрастта и светлината.

Промяната на положителния транскрипционен фактор на молекулярния часовник, CLOCK или CLOCK-изходни гени, ускорява визуалното стареене, предизвиква системен имунен отговор и съкращава живота.

Мухите, подложени на диетични ограничения, са защитени от ефектите на съкращаване на живота при активиране на фоторецепторите. Обратно, инактивирането на фоторецепторите, постигнато чрез мутиращия родопсин или отглеждането на мухи в постоянна тъмнина, основно удължава живота на мухите, отглеждани на диета с високо съдържание на хранителни вещества.

Нашите открития установяват окото като чувствителен към диетата модулатор на продължителността на живота и показват, че зрението е антагонистично плейотропен процес, който допринася за стареенето на организма.