飲食如何作用端粒從而延緩衰老

賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員可能已經(jīng)揭開了飲食如何影響衰老之謎的另一層復(fù)雜性。賓夕法尼亞州立大學(xué)健康與人類發(fā)展學(xué)院最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究探索了熱量限制對(duì)端粒的影響——端粒是染色體末端的基因基片段，起到保護(hù)帽的作用。

研究小組在《Aging Cell》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。研究人員分析了一項(xiàng)為期兩年的人類熱量限制研究的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)限制熱量攝入的人端粒丟失的速度與對(duì)照組不同，盡管兩組人的端粒長(zhǎng)度大致相同。根據(jù)之前的研究，將熱量限制在20%到60%可以延長(zhǎng)許多動(dòng)物的壽命。

端粒在衰老中的作用

在人的一生中，每當(dāng)一個(gè)人的細(xì)胞復(fù)制時(shí)，染色體被復(fù)制到新細(xì)胞時(shí)，一些端粒就會(huì)丟失。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，細(xì)胞端粒的總長(zhǎng)度會(huì)變短。當(dāng)細(xì)胞復(fù)制足夠多次后，端粒的保護(hù)罩就會(huì)完全消失。然后，染色體中的遺傳信息可能會(huì)被破壞，從而阻止未來(lái)的繁殖或細(xì)胞的正常功能。端粒較長(zhǎng)的細(xì)胞在功能上比端粒較短的細(xì)胞更年輕，這意味著兩個(gè)實(shí)足年齡相同的人可能會(huì)有不同的生物學(xué)年齡，這取決于他們端粒的長(zhǎng)度。

賓夕法尼亞州立大學(xué)生物行為健康副教授Idan Shalev說(shuō)，典型的衰老、壓力、疾病、遺傳、飲食等都會(huì)影響細(xì)胞復(fù)制的頻率和端粒的長(zhǎng)度。Shalev領(lǐng)導(dǎo)的研究人員分析了來(lái)自國(guó)家CALERIE研究的基因樣本，這是人類卡路里限制的第一個(gè)隨機(jī)臨床試驗(yàn)。Shalev和他的團(tuán)隊(duì)試圖了解熱量限制對(duì)人類端粒長(zhǎng)度的影響。因?yàn)槎肆ｉL(zhǎng)度反映了人體細(xì)胞衰老的快慢，檢測(cè)端粒長(zhǎng)度可以讓科學(xué)家們確定熱量限制延緩人類衰老的一種方式。

機(jī)制和初步研究結(jié)果

“限制熱量攝入可能延長(zhǎng)人類壽命的原因有很多，這個(gè)話題仍在研究中，”Waylon Hastings說(shuō)，他于2020年在賓夕法尼亞州立大學(xué)獲得生物行為健康博士學(xué)位，是這項(xiàng)研究的主要作者?！吧娱L(zhǎng)的一個(gè)主要機(jī)制與細(xì)胞的新陳代謝有關(guān)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的能量被消耗時(shí)，這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的廢物會(huì)引起氧化應(yīng)激，從而破壞DNA，從而破壞細(xì)胞。然而，當(dāng)一個(gè)人的細(xì)胞由于熱量限制而消耗更少的能量時(shí)，廢物就會(huì)減少，細(xì)胞也不會(huì)那么快分解?！?/p>

研究人員測(cè)試了175名研究參與者的端粒長(zhǎng)度，使用的數(shù)據(jù)來(lái)自CALERIE研究開始時(shí)、研究一年后和研究結(jié)束后24個(gè)月的熱量限制。大約三分之二的研究參與者參與了熱量限制，而三分之一的人作為對(duì)照組。

在研究過(guò)程中，結(jié)果表明端粒丟失改變了軌跡。在第一年里，限制熱量攝入的參與者體重減輕了，他們的端粒脫落速度比對(duì)照組快。一年后，熱量限制參與者的體重穩(wěn)定下來(lái)，熱量限制又持續(xù)了一年。在研究的第二年，熱量限制組的參與者端粒丟失的速度比對(duì)照組慢。兩年后，兩組趨同，兩組端粒長(zhǎng)度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

Shalev說(shuō):“這項(xiàng)研究顯示了熱量限制如何影響端粒損失的復(fù)雜性。我們假設(shè)，在熱量限制的人群中，端粒的損失會(huì)更慢。相反，我們發(fā)現(xiàn)限制熱量攝入的人一開始端粒丟失得更快，體重穩(wěn)定后端粒丟失得更慢。

這些結(jié)果提出了許多重要的問(wèn)題。例如，如果再收集一年的數(shù)據(jù)，端粒長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生什么變化?研究參與者計(jì)劃在10年的隨訪中收集數(shù)據(jù)，Shalev渴望在這些數(shù)據(jù)可用時(shí)分析這些數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)期研究與潛力

盡管結(jié)果尚不明確，限制人類熱量攝入對(duì)健康有潛在的好處。先前對(duì)CALERIE數(shù)據(jù)的研究表明，熱量限制可能有助于降低有害的膽固醇和降低血壓。對(duì)于端粒來(lái)說(shuō)，兩年的時(shí)間線不足以顯示出益處，但這些益處仍有可能顯現(xiàn)出來(lái)。

Hastings說(shuō)，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的機(jī)會(huì)對(duì)他的職業(yè)生涯至關(guān)重要。

Hastings說(shuō):“我最近被聘為德克薩斯農(nóng)工大學(xué)營(yíng)養(yǎng)系的助理教授，我將在秋季學(xué)期開始這項(xiàng)工作。在這個(gè)項(xiàng)目之前，我在營(yíng)養(yǎng)方面的經(jīng)驗(yàn)有限。這個(gè)項(xiàng)目確實(shí)為我的職業(yè)生涯奠定了基礎(chǔ)，我很感激Shalev博士信任我，把這個(gè)責(zé)任交給了我。

來(lái)源：Aging Cell

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。