Một nghiên cứu của Viện Max Planck về cá killifish tiết lộ rằng những con cá già hơn bị mắc kẹt trong trạng thái nhịn ăn do những thay đổi trong mô mỡ. Việc kích hoạt một tiểu đơn vị cụ thể của enzyme AMP kinase đã phục hồi sức khỏe và tuổi thọ của chúng, gợi ý những cách mới để thúc đẩy quá trình lão hóa lành mạnh hơn ở con người.
Chuyển đổi gen cứu cá già khỏi bẫy nhịn ăn liên tục
Các biện pháp can thiệp nhịn ăn, bao gồm các giai đoạn nhịn ăn và ăn lại xen kẽ, thường được cho là cải thiện sức khỏe. Nhưng những biện pháp can thiệp này không có tác dụng tốt ở động vật già.
Câu hỏi là: tại sao?
Bằng cách nghiên cứu cá killi có tuổi thọ ngắn, các nhà nghiên cứu tại Viện Sinh học Lão hóa Max Planck ở Cologne đã chỉ ra rằng những con cá già đi chệch khỏi chu kỳ nhịn ăn và nạp lại của tuổi trẻ, và thay vào đó bước vào trạng thái nhịn ăn vĩnh viễn, ngay cả khi đang ăn. Tuy nhiên, lợi ích của việc cho ăn lại sau khi nhịn ăn có thể được phục hồi ở cá Killi già bằng cách kích hoạt di truyền một tiểu đơn vị cụ thể của AMP kinase, một cảm biến năng lượng tế bào quan trọng.
Những con cá đột biến này có sức khỏe và tuổi thọ được cải thiện, điều này cho thấy rằng việc nhịn ăn và cho ăn lại là cần thiết để mang lại lợi ích cho sức khỏe và hoạt động thông qua AMP kinase để làm được điều đó.
Cuộc sống của Killfish đang chuyển động nhanh chóng. Màu sắc tươi sáng của tuổi trẻ của họ phai nhạt chỉ sau vài tháng. Nhà cung cấp hình ảnh: Viện Sinh học Lão hóa của K. Link/Max Planck
Một số sinh vật mẫu đã được chứng minh rằng chế độ ăn ít calo, dù thông qua hạn chế calo hay thời gian nhịn ăn, đều có tác động tích cực đến sức khỏe. Tuy nhiên, rất khó để một người ăn một lượng thức ăn nhỏ hơn trong suốt cuộc đời của mình. Để tìm ra thời điểm thích hợp nhất để nhịn ăn, các nhà nghiên cứu đã đưa ra các biện pháp can thiệp nhịn ăn ở các độ tuổi khác nhau và nhận thấy rằng những biện pháp can thiệp này ở độ tuổi lớn hơn không mang lại lợi ích giống như ở động vật trẻ hơn.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Cologne, Đức, đã điều tra tác động của việc nhịn ăn ở cá killifish liên quan đến tuổi tác. Killifish là loài cá già đi nhanh chóng và từ trẻ đến già chỉ trong vài tháng. Các nhà nghiên cứu đã cho cá nhỏ và cá lớn nhịn ăn trong vài ngày hoặc cho chúng ăn hai lần một ngày. Họ phát hiện ra rằng mô mỡ nội tạng của cá già trở nên kém phản ứng hơn với việc cho ăn. Roberto Riba, tác giả chính của nghiên cứu giải thích: “Mô mỡ được biết là phản ứng mạnh mẽ với những thay đổi trong lượng thức ăn ăn vào và có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Đó là lý do tại sao chúng tôi xem xét nó kỹ hơn”.
Luân phiên giữa nhịn ăn và ăn uống là rất quan trọng
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc không thể đáp ứng với giai đoạn cho ăn sẽ khiến mô mỡ của cá già rơi vào trạng thái nhịn ăn vĩnh viễn: quá trình trao đổi chất năng lượng bị ngừng hoạt động, quá trình sản xuất protein giảm và các mô không thể tái tạo. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng cá già sẽ không thể chuyển sang nhịn ăn sau khi cho ăn. Adam Antebi, giám đốc Viện Sinh học Lão hóa Max Planck và là người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Đáng ngạc nhiên là điều ngược lại lại đúng, vì những con cá già luôn trong tình trạng nhịn ăn, ngay cả khi đang ăn”.
Mô mỡ ở trạng thái nhịn ăn vĩnh viễn
Khi các nhà nghiên cứu xem xét kỹ hơn sự khác biệt giữa mô mỡ của cá già và cá trẻ, họ đã tìm thấy một loại protein cụ thể gọi là AMP kinase. Kinase này là một cảm biến năng lượng tế bào và bao gồm các tiểu đơn vị khác nhau, hoạt động của tiểu đơn vị γ1 giảm dần theo tuổi tác. Khi các nhà khoa học tăng cường hoạt động của tiểu đơn vị này thông qua chỉnh sửa gen, trạng thái nhịn ăn bị kháng cự và con cá già trở nên khỏe mạnh hơn và sống lâu hơn.
Sự lão hóa của con người
Điều thú vị là người ta cũng đã tìm thấy mối liên hệ giữa tiểu đơn vị γ1 và sự lão hóa ở con người. Mức độ thấp hơn nhiều của tiểu đơn vị cụ thể được đo trong các mẫu từ bệnh nhân cao tuổi. Ngoài ra, nó có thể đã xuất hiện trong các mẫu của con người: một người càng già thì mức độ của tiểu đơn vị γ1 càng cao.
“Tất nhiên, chúng tôi vẫn chưa biết liệu tiểu đơn vị γ1 ở người có thực sự chịu trách nhiệm cho quá trình lão hóa khỏe mạnh hay không. “Trong bước tiếp theo, chúng tôi sẽ cố gắng tìm các phân tử kích hoạt cụ thể tiểu đơn vị này và kiểm tra xem liệu chúng tôi có thể sử dụng nó để tác động tích cực hay không.” về sự lão hóa.
Tham khảo: “AMPK liên quan đến việc nạp lại.”γ1 “Hoạt động phức tạp là dấu hiệu của sức khỏe và tuổi thọ” của Roberto Ripa, Eugene Balhisa, Joachim D. Steiner, Raymond Laboy, Andrea Anibale, Nadine Houchard, Christian Lazza, Luca Dolfi, Chiara Calabrese, Anna M. Mayer, Maria Cristina Polidori, Roman-Ulrich Müller và Adam Antebi, ngày 13 tháng 11 năm 2023, Bản chất lão hóa.
doi: 10.1038/s43587-023-00521-y