Οι δίαιτες χαμηλών θερμίδων και η διαλειμματική νηστεία έχει αποδειχθεί ότι έχουν πολλά οφέλη για την υγεία: Μπορούν να καθυστερήσουν την εμφάνιση ορισμένων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής σε πολλούς οργανισμούς.
Πολλοί περίπλοκοι μηχανισμοί αποτελούν τη βάση αυτού του φαινομένου. Προηγούμενη εργασία από το MIT έχει δείξει ότι ένας τρόπος με τον οποίο η νηστεία ασκεί τα ευεργετικά της αποτελέσματα είναι η ενίσχυση των αναγεννητικών ικανοτήτων των εντερικών βλαστοκυττάρων, κάτι που βοηθά το έντερο να ανακάμψει από τραυματισμούς ή φλεγμονές.
Σε μια μελέτη σε ποντίκια, οι ερευνητές του MIT εντόπισαν τώρα το μονοπάτι που επιτρέπει αυτή την ενισχυμένη αναγέννηση, η οποία ενεργοποιείται μόλις τα ποντίκια αρχίσουν να «τροφοδοτούνται» μετά τη νηστεία. Βρήκαν επίσης ένα μειονέκτημα σε αυτή την αναγέννηση: Όταν υπάρχουν καρκινικές μεταλλάξεις, κατά τη διάρκεια της αναγεννητικής περιόδου τα ποντίκια έχουν περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν εντερικούς όγκους πρώιμου σταδίου.
«Το να έχεις περισσότερη δραστηριότητα βλαστοκυττάρων είναι καλό για την αναγέννηση, αλλά το πολύ καλό με την πάροδο του χρόνου μπορεί να έχει λιγότερο ευνοϊκές συνέπειες», λέει ο Omer Yilmaz, αναπληρωτής καθηγητής βιολογίας του MIT και ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Ο Yilmaz προσθέτει ότι χρειάζονται περαιτέρω μελέτες πριν εξαχθεί οποιοδήποτε συμπέρασμα για το αν η νηστεία έχει παρόμοια επίδραση στους ανθρώπους.
«Έχουμε ακόμη πολλά να μάθουμε, αλλά είναι ενδιαφέρον ότι το να είμαστε είτε σε κατάσταση νηστείας είτε σε επανασίτιση όταν συμβαίνει έκθεση σε μεταλλαξιογόνο μπορεί να έχει βαθύ αντίκτυπο στην πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου σε αυτά τα καλά καθορισμένα μοντέλα ποντικιών», λέει.
Οι μεταδιδάκτορες του MIT Shinya Imada και Saleh Khawaled είναι οι κύριοι συγγραφείς της εργασίας, η οποία δημοσιεύθηκε στο Nature.
Για αρκετά χρόνια, το εργαστήριο του Yilmaz διερευνά πώς η νηστεία και οι δίαιτες χαμηλών θερμίδων επηρεάζουν την υγεία του εντέρου. Σε μια μελέτη του 2018, η ομάδα ανέφερε ότι κατά τη διάρκεια μιας νηστείας, τα βλαστοκύτταρα του εντέρου αρχίζουν να χρησιμοποιούν λιπίδια ως πηγή ενέργειας, αντί για υδατάνθρακες. Έδειξαν επίσης ότι η νηστεία οδήγησε σε σημαντική ώθηση στην αναγεννητική ικανότητα των βλαστοκυττάρων.
Ωστόσο, παρέμειναν αναπάντητα ερωτήματα: Πώς η νηστεία ενεργοποιεί αυτή την ώθηση στην αναγεννητική ικανότητα και πότε αρχίζει η αναγέννηση; «Από τότε, έχουμε επικεντρωθεί πραγματικά στο να κατανοήσουμε τι είναι η νηστεία που οδηγεί στην αναγέννηση», λέει ο Yilmaz. «Είναι η ίδια η νηστεία που οδηγεί την αναγέννηση ή το φαγητό μετά τη νηστεία;»
Στη νέα τους μελέτη, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η αναγέννηση των βλαστοκυττάρων καταστέλλεται κατά τη διάρκεια της νηστείας, αλλά στη συνέχεια αυξάνεται κατά την περίοδο της επανασίτισης. Οι ερευνητές παρακολούθησαν τρεις ομάδες ποντικών -μια που νήστευε για 24 ώρες, μια άλλη που νήστευε για 24 ώρες και στη συνέχεια επιτράπηκε στα ποντίκια να φάνε ό,τι ήθελαν κατά τη διάρκεια μιας περιόδου επανατροφοδότησης 24 ωρών και μια ομάδα ελέγχου που έτρωγε ό,τι ήθελε κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Οι ερευνητές ανέλυσαν την ικανότητα των εντερικών βλαστοκυττάρων να πολλαπλασιάζονται σε διαφορετικά χρονικά σημεία και διαπίστωσαν ότι τα βλαστοκύτταρα παρουσίασαν τα υψηλότερα επίπεδα πολλαπλασιασμού στο τέλος της 24ωρης περιόδου επανασίτισης. Αυτά τα κύτταρα ήταν επίσης πιο πολλαπλασιαστικά από τα εντερικά βλαστοκύτταρα από τα ποντίκια που δεν είχαν νηστέψει καθόλου.
«Πιστεύουμε ότι η νηστεία και η επανασίτιση αντιπροσωπεύουν δύο ξεχωριστές καταστάσεις», λέει η Imada. «Σε κατάσταση νηστείας, η ικανότητα των κυττάρων να χρησιμοποιούν λιπίδια και λιπαρά οξέα ως πηγή ενέργειας τους επιτρέπει να επιβιώνουν όταν τα θρεπτικά συστατικά είναι χαμηλά. Είναι η κατάσταση μετά τη γρήγορη επανατροφοδότηση που οδηγεί πραγματικά την αναγέννηση. Όταν τα θρεπτικά συστατικά γίνονται διαθέσιμα, αυτά τα βλαστοκύτταρα και τα προγονικά κύτταρα ενεργοποιούν προγράμματα που τους επιτρέπουν να χτίσουν κυτταρική μάζα και να ξαναπληθαίνουν την εντερική επένδυση».
Περαιτέρω μελέτες αποκάλυψαν ότι αυτά τα κύτταρα ενεργοποιούν μια κυτταρική οδό σηματοδότησης γνωστή ως mTOR, η οποία εμπλέκεται στην κυτταρική ανάπτυξη και μεταβολισμό. Ένας από τους ρόλους της οδού mTOR είναι να ρυθμίζει τη μετάφραση του αγγελιαφόρου RNA σε πρωτεΐνη, οπότε όταν ενεργοποιείται, τα κύτταρα παράγουν περισσότερη πρωτεΐνη. Αυτή η πρωτεϊνοσύνθεση είναι απαραίτητη για τον πολλαπλασιασμό των βλαστοκυττάρων.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι η ενεργοποίηση της οδού mTOR σε αυτά τα βλαστοκύτταρα οδήγησε επίσης στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων πολυαμινών -μικρών μορίων που βοηθούν τα κύτταρα να αναπτυχθούν και να διαιρεθούν.
«Κατά τη σίτιση μετά από τη νηστεία, έχετε περισσότερο πολλαπλασιασμό και πρέπει να δημιουργήσετε κυτταρική μάζα. Αυτό απαιτεί περισσότερη πρωτεΐνη, για την κατασκευή νέων κυττάρων και αυτά τα βλαστοκύτταρα συνεχίζουν να χτίζουν περισσότερα διαφοροποιημένα κύτταρα ή εξειδικευμένους τύπους εντερικών κυττάρων που επενδύουν το έντερο».
Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι όταν τα βλαστοκύτταρα βρίσκονται σε αυτή την εξαιρετικά αναγεννητική κατάσταση, είναι πιο επιρρεπή να γίνουν καρκινικά. Τα βλαστοκύτταρα του εντέρου είναι από τα πιο ενεργά διαιρούμενα κύτταρα στο σώμα, καθώς βοηθούν την επένδυση του εντέρου να ανανεώνεται πλήρως κάθε 5-10 ημέρες. Επειδή διαιρούνται τόσο συχνά, αυτά τα βλαστοκύτταρα είναι η πιο κοινή πηγή προκαρκινικών κυττάρων στο έντερο.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές ανακάλυψαν πως εάν ενεργοποιούσαν ένα γονίδιο που προκαλεί καρκίνο στα ποντίκια κατά τη διάρκεια του σταδίου της επανασίτισης, ήταν πολύ πιο πιθανό να αναπτύξουν προκαρκινικούς πολύποδες από εάν το γονίδιο ήταν ενεργοποιημένο κατά τη διάρκεια της νηστείας. Οι συνδεδεμένες με τον καρκίνο μεταλλάξεις που συνέβησαν κατά την κατάσταση επανασίτισης ήταν επίσης πολύ πιο πιθανό να παράγουν πολύποδες από μεταλλάξεις που συνέβησαν σε ποντίκια που δεν υποβλήθηκαν σε κύκλο νηστείας και επανασίτισης.
«Θέλω να τονίσω ότι όλα αυτά έγιναν σε ποντίκια, χρησιμοποιώντας πολύ καλά καθορισμένες μεταλλάξεις καρκίνου. Στους ανθρώπους θα είναι μια πολύ πιο περίπλοκη κατάσταση», λέει ο Yilmaz. «Αλλά μας οδηγεί στην ακόλουθη ιδέα: Η νηστεία είναι πολύ υγιεινή, αλλά αν είστε άτυχοι και ξανατρέφεστε μετά από νηστεία εκτιθέμενοι σε ένα μεταλλαξιογόνο, όπως μια απανθρακωμένη μπριζόλα ή κάτι τέτοιο, μπορεί στην πραγματικότητα να αυξήσετε τις πιθανότητές σας να αναπτύξετε μια βλάβη που μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο».
Ο Yilmaz σημείωσε ότι τα αναγεννητικά οφέλη της νηστείας θα μπορούσαν να είναι σημαντικά για άτομα που υποβάλλονται σε θεραπεία με ακτινοβολία, η οποία μπορεί να βλάψει την εντερική επένδυση ή άλλους τύπους εντερικού τραυματισμού. Το εργαστήριό του τώρα μελετά εάν τα συμπληρώματα πολυαμίνης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην τόνωση αυτού του είδους της αναγέννησης, χωρίς να χρειάζεται να νηστεύουμε.
«Αυτή η συναρπαστική μελέτη παρέχει πληροφορίες για την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ της κατανάλωσης τροφής, της βιολογίας των βλαστοκυττάρων και του κινδύνου καρκίνου», λέει ο Ophir Klein, καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο και το Cedars-Sinai Medical Center, ο οποίος δεν συμμετείχε. στη μελέτη. «Η μελέτη θέτει τα θεμέλια για τη δοκιμή των πολυαμινών ως ενώσεων που μπορεί να ενισχύσουν την εντερική αποκατάσταση μετά από τραυματισμούς και υποδηλώνει ότι απαιτείται προσεκτική εξέταση όταν σχεδιάζονται στρατηγικές αναγέννησης βασισμένες στη δίαιτα για να αποφευχθεί η αύξηση του κινδύνου καρκίνου».
Περισσότερες πληροφορίες: Short-term post-fast refeeding enhances intestinal stemness via polyamines.
