American researchers conducted experiments on genetically diverse mice and found that both a constant reduction in calorie intake and intermittent fasting extended the animals' lives. However, metabolic changes did not correlate with lifespan—lifespan depended most heavily on genetics, stress tolerance, and blood parameters. The study was published in Nature, where an editorial was also dedicated.
Previous studies have shown that calorie restriction can extend the lifespan of laboratory mice. Similar effects have been observed in a wide variety of organisms, 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 gain more insight into these issues, Gary Churchill of the Jackson Laboratory and colleagues from various research centers across the United States conducted experiments on 960 genetically diverse female mice from different populations. They were divided into five equal groups: one group was given unlimited food from six months of age, two others were fasted for one or two days in a row per week, and two more were calorie restricted by 20 and 40 percent, with food supplied three days in advance once a week. The animals were weighed regularly; fat and lean tissue mass was determined at 10, 22, and 34 months of age; and more than 200 functional, behavioral, metabolic, immunological, and hematological traits were measured multiple times (up to 724 measurements for each individual).
Increased lifespan was observed with all dietary restrictions. The most pronounced increase was observed with a 40 percent calorie reduction (median 36.3 percent; maximum 38.4 percent compared to an unrestricted diet), followed by a 20 percent calorie reduction (18.2 percent and 22.3 percent), two-day fasting (10.6 percent and 14.9 percent), and one-day fasting (11.8 percent and 6.2 percent). All groups also experienced 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.
