American researchers conducted experiments on genetically diverse mice and found that both a constant reduction in the amount of calories consumed and periodic fasting prolong the life of animals. At the same time, metabolic changes did not correlate with life expectancy - it depended most strongly on heredity, stress resistance and blood system indicators. A report on the work was published in Nature, where an editorial was also devoted to it.
Previous studies have shown that calorie restriction can extend the lifespan of lab mice. Similar effects have been observed in organisms ranging from yeast to rats and potentially monkeys. However, the effects of different dietary restriction regimens, their mechanisms, and their dependence on genetic factors remain poorly understood.
To obtain more complete information on these issues, Gary Churchill from the Jackson Laboratory and colleagues from various research centers in the USA conducted experiments on 960 genetically different female mice from different populations. They were divided into five equal groups: from the age of six months, one was not restricted in food, two others were fasted for a day or two in a row per week, and two more were restricted in calories by 20 and 40 percent, with food poured out for three days in advance once a week. The animals were weighed regularly; at the age of 10, 22 and 34 months, the mass of fat and non-fat tissue was determined; more than 200 functional, behavioral, metabolic, immunological and hematological characteristics were measured several times (up to 724 measurements for each individual).
Increases in life expectancy were observed with all dietary restrictions. The greatest increase was seen with a 40 percent reduction in calories (median 36.3; maximum 38.4 percent compared with unlimited diet), followed by a 20 percent reduction in calories (18.2 and 22.3 percent), two-day fasting (10.6 and 14.9 percent), and one-day fasting (11.8 and 6.2 percent). All groups also showed reductions in fat mass and blood glucose levels, indicating favorable metabolic changes.
Тем не менее снижение массы тела и позитивные метаболические изменения, хотя и сохраняли здоровье дольше, с продлением жизни не коррелировали — влияние на него диетических ограничений оказалось более сложным. К примеру, 40-процентное снижение калорий негативно отражалось на нескольких типах иммунных клеток, что потенциально повышает уязвимость к инфекциям, и дольше всего при нем жили не те животные, у которых снижение массы тела было наибольшим, а те, у которых это снижение было умеренным. В целом по подгруппам продление жизни было тем меньше, чем больше была исходная масса тела (у мышей с избыточной массой периодическое голодание на него вообще не влияло). При этом сохранение или набор массы в возрасте 10 и 22 месяца был связан с более долгой жизнью.
Выраженную связь с продолжительностью жизни демонстрировали показатели крови. Она положительно коррелировала с количеством циркулирующих лимфоцитов, эритроцитов, уровнем гемоглобина и гематокритом и отрицательно — с вариабельностью размеров эритроцитов и распределения в них гемоглобина. В целом наиболее сильную предсказательную силу по ожидаемой продолжительности жизни имела физическая устойчивость к стрессовым факторам — дольше других жили те животные, которые теряли меньше массы тела в ответ на стресс, связанный с проводимыми манипуляциями (взвешиванием, забором крови и другими) и самим по себе ограничением калорий, особенно в возрасте 10–11 месяцев.
Интересно, что наследственность влияла на продолжительность жизни значительно сильнее, чем диетические ограничения. В возрасте шести месяцев от нее зависело 23,6 процента вариации продолжительности жизни против 7,4 — от диеты. К 12 месяцам эти показатели составляли соответственно 17,1 и 8,4 процента, а к 18 месяцам — 15,9 и 11,4 процента. При этом найти какие-либо варианты отдельных генов, отвечающие за это, исследователям не удалось — по-видимому, ответ на диетические ограничения представляет собой сложный полигенный признак.
Это исследование стало одной из крупнейших работ, посвященных диетическим ограничениям у животных. Оно показало, что продление жизни при снижении потребляемых калорий, мало зависит от метаболических изменений, а в большей степени обусловлено наследственностью, стрессоустойчивостью и показателями системы крови, а значит, улучшение здоровья и продление жизни — разные задачи, требующие разных воздействий, заключают авторы работы.
Диетические ограничения — не единственный экспериментальный метод продления жизни. Так, например, ранее сотрудники Медицинского института имени Говарда Хьюза, Гарвардского университета, Массачусетского технологического и Броудовского институтов показали, что продолжительность жизни мышей, ускоренно стареющих в результате мутации, можно продлить, наполовину уменьшив концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе.
