˚

aden z dost´pnych obecnie specyfików i ˝adna z za-
lecanych metod post´powania nie spowalniajà pro-
cesu starzenia si´ ludzi – stopniowego gromadze-
nia si´ uszkodzeƒ na poziomie molekularnym
i komórkowym, os∏abiajàcych organizm i zwi´ksza-
jàcych podatnoÊç na choroby [patrz: „Z∏udne eliksi-

ry”, strona 96]. Jest jednak pewien sposób – stosowanie ni-
skokalorycznej, ale zrównowa˝onej diety – który dzia∏a
niewiarygodnie skutecznie w przypadku wielu zwierzàt,
zwi´kszajàc ich d∏ugowiecznoÊç i wyd∏u˝ajàc okres dobrego
zdrowia [patrz: Richard Weindruch „Kalorie a proces starze-
nia”; Âwiat Nauki, marzec 1996]. Odkrycie to sugeruje, ˝e
ograniczenie kaloryczne (CR – caloric restriction) mo˝e tak-
˝e opóêniaç starzenie si´ ludzi.

Niestety, by uzyskaç realne korzyÊci z zastosowania tej me-

tody, powinniÊmy prawdopodobnie zmniejszyç konsumpcj´
kalorii o oko∏o 30%, czyli z 2500 do 1750 kcal dziennie. Niewie-
lu Êmiertelników potrafi si´ jednak na to zdobyç, a tym bar-
dziej wytrwaç w takim re˝imie latami. A gdyby tak komuÊ uda-
∏o si´ wynaleêç pigu∏k´ naÊladujàcà fizjologiczne skutki
spo˝ywania ma∏ych iloÊci potraw bez zmuszania ludzi do nie-
dojadania? Czy taka substancja – nazwana przez nas mimety-
kiem

1

ograniczenia kalorycznego – umo˝liwia∏aby ludziom po-

zostawanie d∏u˝ej w dobrym zdrowiu, odsuwajàc na znacznie
póêniejszy okres ˝ycia dolegliwoÊci zwiàzane z podesz∏ym
wiekiem, takie jak cukrzyca

2

, mia˝d˝yca, choroba niedokrwien-

na serca i nowotwory?

Po raz pierwszy zadaliÊmy sobie to pytanie w po∏owie lat

dziewi´çdziesiàtych, po odkryciu zwiàzku chemicznego, któ-
ry dzia∏a∏ na gryzonie równie korzystnie jak niskokalorycz-
na dieta. Od tamtego czasu wraz z innymi badaczami poszu-
kujemy substancji wywo∏ujàcych ten sam efekt u ludzi,
a niepowodujàcych dzia∏aƒ niepo˝àdanych. Na razie nam si´
nie powiod∏o, ale uzyskane wyniki dajà nadziej´, ˝e w koƒcu
uda si´ je odkryç.

Nasze poszukiwania mimetyków CR wzi´∏y si´ stàd, ˝e

chcieliÊmy lepiej poznaç rozliczne efekty oddzia∏ywania nisko-
kalorycznej diety na organizm. SkutecznoÊç tej metody od-
kryto ju˝ ponad 60 lat temu. Stwierdzono wówczas, ˝e ˝y-
wione w ten sposób szczury ˝y∏y przeci´tnie d∏u˝ej ni˝
karmione tradycyjnie, rzadziej tak˝e zapada∏y na schorzenia
towarzyszàce podesz∏emu wiekowi. Co wi´cej, cz´Êç z nich ˝y-
∏a d∏u˝ej ni˝ najstarsze szczury z grupy kontrolnej, co ozna-
cza, ˝e wzrasta∏a nie tylko ich Êrednia, ale tak˝e maksymal-
na d∏ugoÊç ˝ycia. Pierwszà z nich mo˝na podwy˝szaç ró˝nymi
Êrodkami, na przyk∏ad lekami zwalczajàcymi zaka˝enia, na-
tomiast drugà – jedynie spowalniajàc szybkoÊç starzenia si´
organizmu.

Badania dowodzàce dobroczynnego wp∏ywu niskokalo-

rycznej diety na szczury wielokrotnie powtórzono. Wykona-
no je tak˝e – z identycznym skutkiem – na dro˝d˝ach, musz-
kach owocowych, nicieniach, rybach, pajàkach, myszach
i chomikach. Do niedawna eksperymentom takim poddawa-
no tylko organizmy krótko ˝yjàce, genetycznie bardzo ró˝niàce
si´ od cz∏owieka. D∏ugofalowe badania prowadzone obecnie
na dwóch gatunkach zwierzàt znacznie bli˝ej z nami spo-
krewnionych – rezusach i sajmiri – Êwiadczà, ˝e naczelne
reagujà na niskokalorycznà diet´ prawie tak jak gryzonie.
Zwi´ksza to prawdopodobieƒstwo skutecznego zastosowania
mimetyków CR u ludzi.

„Ma∏pie projekty”, zapoczàtkowane przez naszà grup´ ba-

dawczà w National Institute on Aging (NIA) nale˝àcym do
National Instiutes of Health (NIH) pod koniec lat osiemdzie-
siàtych i przez zespó∏ badaczy z University of Wisconsin-Ma-
dison na poczàtku lat dziewi´çdziesiàtych, wykaza∏y, ˝e w po-
równaniu ze zwierz´tami ˝ywionymi tradycyjnie ma∏py na

34

ÂWIAT NAUKI

Zaktualizowane ze Âwiata Nauki numer 10/2002

Pigu∏ka

na

staroÊç

TRWAJÑ POSZUKIWANIA ÂRODKA POZWALAJÑCEGO

PRZED¸U˚Yå ˚YCIE I ZACHOWAå M¸ODZIE¡CZY WIGOR

MARK A. LANE, DONALD K. INGRAM i GEORGE S. ROTH

STU

AR

T BRADFORD

MIMETYK OGRANICZENIA KALORYCZNEGO powinien umo˝liwiç lu-
dziom korzystanie z wielu dobroczynnych skutków niskokalorycznej die-
ty, bez koniecznoÊci niedojadania.

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

35

niskokalorycznej diecie mia∏y ni˝szà ciep∏ot´ cia∏a i st´˝enie
insuliny, a tak˝e bardziej m∏odzieƒczy poziom pewnych hor-
monów (np. DHEA – dehydroepiandrosteronu), który z wie-
kiem zwykle si´ obni˝a.

Lepiej kszta∏towa∏y si´ u tych zwierzàt tak˝e wskaêniki ryzyka

dotyczàce chorób zwiàzanych z wiekiem. Ma∏py mia∏y na przy-
k∏ad ni˝sze ciÊnienie t´tnicze krwi oraz poziom triacylogliceroli
i glukozy, co oznacza mniejsze ryzyko ataku serca i udaru oraz
zachorowania na cukrzyc´. Niedawno wykazaliÊmy tak˝e, ˝e
rezusy trzymane przez prawie 15 lat na niskokalorycznej die-
cie rzadziej zapadajà na choroby przewlek∏e. Badania takie
muszà jednak byç prowadzone znacznie d∏u˝ej, abyÊmy mogli
si´ upewniç, ˝e ograniczenie kaloryczne mo˝e zwi´kszyç Êred-
nià i maksymalnà d∏ugoÊç ˝ycia ma∏p. Rezusy ˝yjà przeci´tnie
oko∏o 24 lat i czasami do˝ywajà 40 lat; sajmiri 19, ale mogà
osiàgnàç wiek 28 lat.

Poszukiwania winowajcy

DO ROKU

1995

usi∏owaliÊmy si´ dowiedzieç, które z wielu fi-

zjologicznych i biochemicznych zmian wywo∏ywanych przez
niskokalorycznà diet´ decydowa∏y g∏ównie o opóênieniu sta-
rzenia si´ zwierzàt. PodejrzewaliÊmy o to przekszta∏cenia za-
chodzàce w metabolizmie komórek. (Przez „metabolizm” ro-
zumiemy tutaj pobieranie substancji od˝ywczych z krwi
i przetwarzanie ich w energi´ mo˝liwà do wykorzystania we
wszelkich procesach komórkowych)

3

. Przyj´liÊmy takie za∏o-

˝enie cz´Êciowo dlatego, ˝e dobroczynne skutki CR wynika-
jà najwyraêniej ze zmniejszenia ogólnej iloÊci docierajàcego
do organizmu „paliwa”. Niskokaloryczna dieta wp∏ywa na
procesy biologiczne zachodzàce we wszystkich komórkach,
musi zatem oddzia∏ywaç na starzenie si´ wielu rodzajów tka-
nek. Niewiele zjawisk biologicznych jest bardziej fundamen-
talnych od tak rozumianego metabolizmu.

ZastanawialiÊmy si´ przede wszystkim, czy za korzyÊci p∏y-

nàce z niskokalorycznej diety odpowiedzialne sà zmiany zwià-
zane z przetwarzaniem glukozy w procesie glikolizy. Cukier
ten jest surowcem wykorzystywanym przez organizm do wy-
twarzania adenozynotrifosforanu (ATP) – wysokoenergetycz-
nego zwiàzku, b´dàcego bezpoÊrednim êród∏em energii dla
wi´kszoÊci zachodzàcych w komórce procesów. ChcieliÊmy
tak˝e wiedzieç, czy wa˝ne sà zmiany w wydzielaniu i aktyw-
noÊci insuliny, która obni˝a we krwi poziom glukozy i wp∏y-

wa na jej wykorzystanie przez komórki. Skupi-
liÊmy si´ na tych dwóch zwiàzkach, poniewa˝
spadek ich st´˝enia i wzrost wra˝liwoÊci komó-
rek na insulin´ nale˝à do sta∏ych i najszybciej
wyst´pujàcych – zarówno u gryzoni, jak i u na-
czelnych – skutków niskokalorycznej diety.

Inne grupy badawcze udowodni∏y, ˝e na d∏u-

goÊç ˝ycia wp∏ywajà procesy zachodzàce z udzia∏em gluko-
zy i insuliny. Wykazano na przyk∏ad, ˝e nicienie ze zmuto-
wanymi genami podobnymi do tych, które u ssaków sterujà
molekularnà reakcjà na insulin´, ˝yjà znacznie d∏u˝ej od zwy-
k∏ych nicieni. Ca∏kiem niedawno stwierdzono, ˝e obni˝ony
pobór glukozy lub zaburzenie procesu glikolizy mo˝e wyd∏u-
˝yç czas ˝ycia dro˝d˝y. Tak˝e w przypadku muszek owoco-
wych okaza∏o si´, ˝e geny uczestniczàce w procesach meta-
bolicznych takie jak INDY (I’m not dead yet – jeszcze nie
umar∏em) biorà najwyraêniej udzia∏ w kontroli d∏ugoÊci ˝ycia.

Eureka!

W TYM SAMYM MNIEJ WI

¢CEJ CZASIE

, gdy ukaza∏a si´ praca opi-

sujàca badania na nicieniach, zacz´liÊmy przeszukiwaç lite-
ratur´ fachowà, by znaleêç sposoby sterowania wydzielaniem
insuliny i wra˝liwoÊcià komórek na ten hormon bez wywo∏a-
nia cukrzycy czy hipoglikemii. DotarliÊmy do publikacji z lat
czterdziestych i pi´çdziesiàtych, wspominajàcych o substan-
cji zwanej 2-deoksy-D-glukozà (2DG). Zwiàzek ten badano
na gryzoniach w celu zwalczania nowotworów, ale wed∏ug
tych doniesieƒ obni˝a∏ on równie˝ poziom insuliny we krwi.

W trakcie dalszego zg∏´biania specjalistycznego piÊmien-

nictwa prze˝yliÊmy moment prawdziwego olÊnienia: 2-deoksy-
-D-glukoza mia∏a wywo∏ywaç wiele reakcji typowych dla
skutków niskokalorycznej diety, m.in. hamowaç rozwój no-
wotworów, obni˝aç ciep∏ot´ cia∏a, podnosiç st´˝enie hormo-
nów glikokortykoidowych i zmniejszaç liczb´ cykli reproduk-
cyjnych. PomyÊleliÊmy, ˝e je˝eli podawanie 2DG rzeczywiÊcie
powoduje u zwierzàt efekty podobne do skutków ogranicze-
nia kalorycznego, mo˝e b´dzie dzia∏aç tak samo na ludzi.

Gdy planowaliÊmy nasze pierwsze badania 2-deoksy-D-glu-

kozy, znaleêliÊmy w literaturze informacje o szczegó∏ach
funkcjonowania tego zwiàzku na poziomie molekularnym.
DowiedzieliÊmy si´, ˝e blokuje dzia∏anie najwa˝niejszego
enzymu bioràcego udzia∏ w przetwarzaniu glukozy. 2DG
przypomina jà budowà i dlatego ∏atwo przenika do komó-
rek. Jest tak˝e przetwarzana przez jeden z enzymów dzia∏a-
jàcych na zwyk∏à glukoz´. Natomiast enzym, który dokonu-
je kolejnego z kilku etapów przetwarzania tego cukru,
dos∏ownie „d∏awi si´” powstajàcym z 2DG produktem po-
Êrednim (metabolitem). Nie potrafi go przekszta∏caç, a po-
nadto zaburzona zostaje jego zdolnoÊç do dzia∏ania na od-
powiedni produkt poÊredni powstajàcy ze zwyk∏ej glukozy
[ramka na stronie 37].

Skutkiem podawania 2DG jest wi´c zahamowanie produk-

cji pochodnych glukozy, co daje w rezultacie taki sam efekt,
jak zmniejszenie iloÊci tego cukru docierajàcego do organizmu
dzi´ki niskokalorycznej diecie. Niektóre z tych produktów
poÊrednich s∏u˝à jako surowiec do syntezy ATP, przeprowadza-
nej przez kompleksy enzymatyczne mieszczàce si´ w mito-
chondriach. Pozbawione dostatecznej iloÊci surowców pro-
dukujà one mniej adenozynotrifosforanu. Podanie 2DG
powoduje zatem na poziomie komórkowym takie skutki jak

36

ÂWIAT NAUKI

M¸ODYM BYå

2DG

daje skutki ograniczenia kalorycznego

u zwierzàt, ale z powodu toksycznoÊci
nie mogà jej stosowaç ludzie.

n

Niskokaloryczna dieta wywo∏uje wiele korzystnych zmian
biochemicznych, które wyd∏u˝ajà ˝ycie zwierzàt doÊwiadczalnych.

n

Ograniczenie przyjmowanych kalorii mo˝e powodowaç
zmniejszenie wydzielania insuliny i Igf1, wytwarzania energii
i towarzyszàcej temu produkcji wolnych rodników.

n

Trwajà poszukiwania substancji naÊladujàcych stosowanie
niskokalorycznej diety. Jedyny na razie dost´pny specyfik tego
typu jest zbyt toksyczny, by mogli go stosowaç ludzie.

Przeglàd /

Pigu∏ka zamiast diety?

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

37

2DG (2-deoksy-D-glukoza), najlepiej dotàd zbadany kandydat do mia-
na mimetyku ograniczenia kalorycznego, zak∏óca przetwarzanie glu-
kozy przez komórk´, ale powy˝ej pewnej dawki staje si´ dla zwierzàt
doÊwiadczalnych toksyczna, nie mo˝e wi´c byç u˝ywana przez ludzi.
Wyniki badaƒ nad wp∏ywem 2DG na organizm Êwiadczà jednak, ˝e
niektóre zwiàzki chemiczne mogà wywo∏ywaç efekt podobny do ni-
skokalorycznej diety – problem polega tylko na znalezieniu w∏aÊciwej
substancji.

Komórki wykorzystujà glukoz´ uzyskanà z trawienia pokarmów do pro-

dukcji adenozynotrifosforanu (ATP) – wysokoenergetycznego zwiàzku b´-
dàcego êród∏em energii dla wielu zachodzàcych w organizmie procesów
(górna cz´Êç schematu). Gdy glukoza dostanie si´ do komórki (niebie-
skie strza∏ki), jest w niej stopniowo przekszta∏cana w procesie glikolizy –
serii reakcji enzymatycznych przebiegajàcych w cytoplazmie i mitochon-
driach. W ich wyniku powstajà substancje dostarczajàce elektrony (e

–

)

do kompleksów enzymatycznych wytwarzajàcych ATP. Przeniesienie elek-
tronów z jednej ich cz´Êci na drugà i ostatecznie na tlen powoduje prze-
p∏yw protonów (H

+

) przez kana∏y zbudowane z czàsteczek syntazy ATP,

dzi´ki czemu uwalnia si´ energia, którà enzym ten wykorzystuje do
wytwarzania adenozynotrifosforanu (czerwona strza∏ka).

Niskokaloryczna dieta (Êrodkowa cz´Êç schematu) powo-

duje zmniejszenie iloÊci glukozy wnikajàcej do komórek,
co wywo∏uje spadek produkcji ATP. Gdy normalnie kar-
mionym zwierz´tom podaje si´ 2DG (dolna cz´Êç
schematu), do komórek dociera wprawdzie du˝o
glukozy, ale wi´kszoÊç z niej nie zostaje prze-
tworzona, tak wi´c synteza adenozynotri-
fosforanu zostaje zahamowana.

Badacze zaproponowali kilka wyjaÊnieƒ, dlaczego cz´Êciowe zablo-

kowanie glikolizy i wytwarzania ATP mia∏oby opóêniaç starzenie. Jed-
nà z przyczyn mo˝e byç ograniczenie produkcji powstajàcych podczas
tego procesu wolnych rodników (˝ó∏te strza∏ki). Zwiàzki te uszkadza-
jà komórki, uwa˝a si´ wi´c, ˝e przyczyniajà si´ do starzenia i zapada-
nia na choroby zwiàzane z podesz∏ym wiekiem, na przyk∏ad nowotwo-
ry. Zgodnie z innà hipotezà os∏abienie procesu glikolizy mo˝e byç dla
komórek sygna∏em niedoboru pokarmu (nawet gdy jest go pod dostat-
kiem), wskutek czego przestawiajà si´ na „przeciwstarzeniowy” tryb ˝y-
cia, w którym najwa˝niejsze jest przetrwanie organizmu kosztem takich
„luksusów”, jak wzrost i rozmna˝anie.

NORMALNA DIETA

NISKOKALORYCZNA DIETA

DZIA¸ANIE MIMETYKU CR (2DG)

Glukoza wnika do komórek
i jest w nich przetwarzana

Glukoza

2DG

Glukoza Glukoza

Glukoza

Cytoplazma

Acetylo-CoA

Acetylo-CoA

Acetylo-CoA

Syntaza

ATP

Wolne
rodniki

FADH

2

NADH

FADH

2

NADH

FADH

2

NADH

Wolne
rodniki

Wolne
rodniki

KOMPLEKSY ENZYMATYCZNE

WYTWARZAJÑCE ATP

Glukoza

Metabolity glukozy

Mniej glukozy wnika do komórek,

mniej wi´c jest przetwarzane

Enzym 2 po zwiàzaniu si´
z metabolitem 2DG
zostaje zablokowany

Po zablokowaniu enzymu 2
proces glikolizy zostaje
cz´Êciowo zahamowany

Dodatkowe

reakcje

Dodatkowe

reakcje

Dodatkowe

reakcje

Enzym 1

Enzym 2

Enzym 2

ATP

ATP

ATP

H

+

H

+

H

+

H

+

H

+

H

+

H

+

e

–

e

–

e

–

e

–

e

–

e

–

H

+

H

2

O

H

2

O

H

2

O

H

+

H

+

H

+

+ O

2

+ e

–

H

+

+ O

2

+ e

–

H

+

+ O

2

+ e

–

Enzym 3

Komórka

Mitochondrium

TERESE WINSL

OW

JAK DZIA¸A MIMETYK OGRANICZENIA KALORYCZNEGO

niskokaloryczna dieta, nawet wówczas gdy organizm otrzy-
muje w pokarmie normalnà iloÊç glukozy. Os∏abienie tempa
produkcji ATP, jeÊli tylko jej wielkoÊç zaspokaja minimalne
potrzeby komórek, jest wi´c bez wàtpienia korzystne.

Dlaczego jednak mia∏oby to pomagaç w walce ze starzeniem?

Nie wiemy na pewno, ale si´ domyÊlamy. Sformu∏owana ju˝

doÊç dawno teoria wini za starzenie wy-
soce reaktywne czàsteczki zwane wol-
nymi rodnikami, których lwia cz´Êç po-
wstaje podczas produkcji ATP [patrz:
„Antyutleniacze kontratakujà”, strona 28].
Uwa˝a si´, ˝e powodujà one trwa∏e uszko-
dzenia ró˝nych cz´Êci komórek, w tym
równie˝ wytwarzajàcych ten zwiàzek
kompleksów enzymatycznych. Niskoka-
loryczna dieta i 2-deoksy-D-glukoza ha-
mujà produkcj´ ATP, a wi´c i wolnych
rodników, os∏abiajàc tym samym ich szko-
dliwe dzia∏anie.

Niedobór pochodnych glukozy mo˝e

opóêniaç starzenie tak˝e w inny sposób.
Cz´Êç z nich pobudza trzustk´ do wydzie-
lania insuliny. Zmniejszenie ich iloÊci po-
winno wi´c ograniczyç produkcj´ tego
hormonu i w ten sposób zminimalizowaç
jego niepo˝àdane dzia∏anie na organizm.
Insulina nie tylko stymuluje poÊrednio
wytwarzanie ATP, a zatem i wolnych rod-
ników, ale przyczynia si´ tak˝e m.in. do
rozwoju choroby serca i nadmiernego
mno˝enia si´ komórek.

Przypuszczamy tak˝e, ˝e zmniejsze-

nie si´ iloÊci surowców niezb´dnych do
produkcji ATP jest dla komórek równo-
znaczne z informacjà o niedostatecz-
nych zasobach pokarmowych. Mogà
wówczas zahamowaç wszelkie zb´dne
formy aktywnoÊci – jak rozmna˝anie –
i zarezerwowaç wi´kszoÊç energii na
podtrzymywanie podstawowych proce-
sów koniecznych do bie˝àcego funkcjo-
nowania i zachowania sprawnoÊci. JeÊli
hipoteza prze∏àczania si´ komórek na
„samoobronny tryb post´powania” jest
poprawna, wyjaÊnia∏aby, dlaczego CR
pobudza wytwarzanie substancji chro-
niàcych je przed wysokà temperaturà
i innymi niekorzystnymi czynnikami.

Organizm reaguje zapewne na niedo-

bór pokarmu w podobny sposób. W powszechnie przyj´tej
teorii starzenia znanej jako „disposable soma” (dyspozycyj-
ne cia∏o) Thomas Kirkwood z University of Newcastle w Wiel-
kiej Brytanii za∏o˝y∏, ˝e potrzeba rozrodu i zachowania cia-
∏a w dobrym zdrowiu si´ równowa˝à. Gdy pokarmu jest pod
dostatkiem, organizm staç nie tylko na podtrzymywanie pod-
stawowych funkcji ˝yciowych, ale tak˝e na rozwój (zwi´ksza-
nie masy) i rozmna˝anie; gdy jednak iloÊç po˝ywienia zosta-
je ograniczona, uruchamiane sà procesy hamujàce wzrost
oraz rozród, gdy˝ gra idzie wy∏àcznie o przetrwanie.

Z najnowszych badaƒ wynika, ˝e pozytywne efekty ni-

skokalorycznej diety mo˝na tak˝e uzyskaç innymi metodami.
Zespó∏ R. Michaela Ansona z National Institute on Aging
testowa∏ na myszach diet´ z okresowymi g∏odówkami – je-
dzenie podawano zwierz´tom co drugi dzieƒ. Okaza∏o si´, ˝e
skutki takiego ˝ywienia i diety CR sà podobne, z obni˝e-
niem poziomu glukozy i insuliny oraz zwi´kszeniem odporno-

38

ÂWIAT NAUKI

M¸ODYM BYå

STU

AR

T BRADFORD; NA

TIONAL INSTITUTE ON AGING (

zdj´cia

)

W ORGANIZMACH zwierzàt pod wp∏y-
wem niskokalorycznej diety zachodzà
rozmaite zmiany, z których cz´Êç po-
ni˝ej wymieniamy. Chocia˝ ich wp∏yw
na proces starzenia nadal wymaga wy-
jaÊnienia, znaczne podobieƒstwo re-
akcji gryzoni i ma∏p na takà diet´ bu-
dzi nadziej´, ˝e powoduje ona równie
dobroczynne skutki u wszystkich ssa-
ków, ∏àcznie z ludêmi. Gdyby tak by-
∏o, mimetyki ograniczenia kaloryczne-
go powinny nam pomóc d∏u˝ej cieszyç
si´ dobrym stanem zdrowia. (Kapsu∏-
kami zaznaczono efekty uzyskane rów-
nie˝ pod wp∏ywem 2DG).

SKUTKI ÂWIADCZÑCE O ZMIANACH W TEMPIE METABOLIZMU LUB ROZWOJU

Obni˝ona ciep∏ota cia∏a

Opóênione dojrzewanie p∏ciowe

Opóênione dojrzewanie koÊçca

ZMIANY ÂWIADCZÑCE O POPRAWIE ZDROWIA

Ni˝sza masa cia∏a

Zmniejszenie nadmiernego ot∏uszczenia

ZMIANY ÂWIADCZÑCE O ZMNIEJSZENIU RYZYKA WYSTÑPIENIA CHORÓB

ZWIÑZANYCH Z WIEKIEM (CUKRZYCY I CHOROBY NIEDOKRWIENNEJ SERCA)

Wi´ksza wra˝liwoÊç na insulin´

Ni˝szy poziom insuliny na czczo

Ni˝szy poziom glukozy na czczo

Ni˝szy poziom cholesterolu i triacylogliceroli

Ni˝szy poziom insulinopodobnego czynnika wzrostu 1

Wy˝szy poziom „dobrego” cholesterolu (HDL)

Spowolnienie spadku poziomu hormonu DHEA

ZMIANY STWIERDZONE U GRYZONI I NADAL BADANE U MA¸P

Póêniejsze zapadanie na choroby zwiàzane z wiekiem

Nasilone wyst´powanie „samobójstw komórkowych”,

czyli zjawiska apoptozy (mo˝e hamowaç rozwój nowotworów)

Wi´ksza Êrednia d∏ugoÊç ˝ycia

Wi´ksza maksymalna d∏ugoÊç ˝ycia (wa˝na oznaka opóênionego starzenia)

MA¸PA trzymana na niskokalorycznej diecie
(z lewej) jest ni˝sza i szczuplejsza ni˝ jej
tradycyjnie ˝ywiony towarzysz (z prawej).

MARK A. LANE, DONALD K. INGRAM i GEORGE S. ROTH przez
wiele lat wspólnie badali w National Institute on Aging (NIA), nale˝à-
cym do National Institutes of Health, skutki niskokalorycznej diety.
Lane, który jest kierownikiem projektu badawczego w firmie Merck
w Rahway w stanie New Jersey, nadal wspó∏pracuje z Ingramem
i Rothem. Ingram kieruje Pracownià Neurologii Behawioralnej w La-
boratorium Gerontologii DoÊwiadczalnej NIA. Roth, który przepraco-
wa∏ w NIA prawie 30 lat, nadal prowadzi w nim badania goÊcinnie.
Jest tak˝e jednym z dyrektorów wykonawczych GeroSciences, firmy
biotechnologicznej zajmujàcej si´ metodami walki ze starzeniem.

O

AUTORACH

Skutki niskokalorycznej diety

a

b

c

d

Êci neuronów w mózgu na stres w∏àcznie.
Nieoczekiwanie okaza∏o si´, ˝e masa cia∏a
myszy na diecie ró˝ni∏a si´ od masy myszy w
grupie kontrolnej, majàcych nieograniczony
dost´p do pokarmu. Wyniki te prowadzà do
wniosku, ˝e skutecznoÊç diety CR nie bierze
si´ wy∏àcznie z rygorystycznego zmniejszenia
dostarczanych organizmowi kalorii. Istotniejszà rol´ od-
grywaç mogà zmiany hormonalne zwiàzane ze stresem spo-
wodowanym okresowym brakiem po˝ywienia.

Poczàtek drogi

PODCZAS PIERWSZYCH DO

ÂWIADCZE¡

, które trwa∏y szeÊç miesi´-

cy i mia∏y nam pomóc oceniç efektywnoÊç 2-deoksy-D-glu-
kozy, podawaliÊmy szczurom w pokarmie ma∏e dawki tego
zwiàzku. Spowodowa∏o to umiarkowany spadek mierzone-
go na czczo (po 12 godzinach g∏odówki) poziomu glukozy we
krwi, masy i ciep∏oty cia∏a, a tak˝e znaczne obni˝enie st´˝e-
nia insuliny na czczo; czyli takie same skutki jak niskokalorycz-
na dieta. Ciekawe, ˝e po poczàtkowym okresie przyzwycza-
jania si´ do nowego po˝ywienia szczury ˝ywione pokarmem
z domieszkà 2DG nie jad∏y go mniej ni˝ z grupy kontrolnej.
Âwiadczy to, ˝e mo˝liwe jest uzyskanie przynajmniej niektó-
rych efektów CR bez zmniejszenia racji po˝ywienia.

Wkrótce po opublikowaniu przez nas w roku 1998 tych

wyników inne zespo∏y naukowców przystàpi∏y do szukania
odpowiedzi na pytanie, czy 2-deoksy-D-glukoza powoduje
równie˝ inne skutki, podobne do uzyskiwanych dzi´ki nisko-
kalorycznej diecie. JesteÊmy w trakcie d∏ugoterminowych ba-
daƒ na gryzoniach. Pierwsze rezultaty potwierdzi∏y nasze po-
przednie badania, z których wynika∏o, ˝e podawanie 2DG
obni˝a nieco poziom glukozy we krwi i temperatur´ cia∏a.
SprawdziliÊmy równie˝, czy zwierz´ta, które od urodzenia
do Êmierci otrzymujà ma∏e dawki tej substancji, rzadziej cho-
rujà na raka i d∏u˝ej ˝yjà. Inaczej ni˝ przewidywaliÊmy, naj-
wi´ksze dawki 2DG stosowane w tym eksperymencie nie prze-
d∏u˝a∏y ˝ycia gryzoni. Zaobserwowano nawet przypadki
wczeÊniejszej Êmierci zwierzàt, prawdopodobnie spowo-
dowanej toksycznoÊcià podawanej substancji. Co ciekawe,
stosowanie mniejszych dawek, które we wczeÊniejszych testach
wykazywa∏y dzia∏anie zbli˝one do diety CR, nie wp∏ywa
znaczàco na d∏ugoÊç ˝ycia gryzoni.

Wyniki tych badaƒ zdajà si´ jednoznacznie potwierdzaç

prawdziwoÊç hipotezy, ˝e dobroczynne skutki niskokalorycz-
nej diety dla organizmu mo˝na naÊladowaç, hamujàc proces
glikolizy dzi´ki zastosowaniu 2-deoksy-D-glukozy. Niestety,
ma ona fatalnà wad´, która uniemo˝liwia wykorzystanie jej
jako „magicznej pigu∏ki”, na co liczyliÊmy. Zwiàzek ten, choç
nieszkodliwy przy niskich st´˝eniach, staje si´ dla niektórych
zwierzàt toksyczny po pobraniu przez nie troch´ wi´kszej je-
go iloÊci lub gdy jest podawany d∏u˝ej. Ró˝nica mi´dzy sku-
tecznà a szkodliwà dawkà jest przy tym tak ma∏a, ˝e u˝ycie
2DG przez ludzi nie wchodzi w rachub´. Mamy jednak na-
dziej´, ˝e nie jest to cecha wszystkich mimetyków ogranicze-
nia kalorycznego.

Wytyczone cele

JEÂLI D

¸UGOFALOWE BADANIA

potwierdzà, ˝e zahamowanie

tempa metabolizmu mo˝e opóêniaç starzenie, przystàpimy do
poszukiwania substancji, które b´dà wp∏ywa∏y na organizm

podobnie jak 2-deoksy-D-glukoza, nie powodujàc dzia∏aƒ
niepo˝àdanych. Wyniki wst´pnych badaƒ niektórych zwiàz-
ków, m.in. jodooctanu testowanego przez wspó∏pracowni-
ków Marka P. Mattsona z Laboratory of Neurosciences w NIA,
sà obiecujàce. Wydaje si´, ˝e Êrodek ten chroni komórki móz-
gowe zwierzàt przed uszkodzeniami powodowanymi przez
substancje toksyczne, podobnie jak 2DG i niskokaloryczna
dieta. Terapia lekami przeciwcukrzycowymi, które zwi´k-
szajà wra˝liwoÊç komórek na insulin´, mo˝e byç tak˝e pomoc-
na, o ile nie spowoduje zbyt g∏´bokiego spadku poziomu glu-
kozy we krwi.

Wyniki wielu badaƒ Êwiadczà, ˝e na d∏ugoÊç ˝ycia istotny

wp∏yw ma intensywnoÊç procesu glikolizy, jednak inne prze-
jawy metabolizmu mogà tak˝e ulegaç zmianie w odpowie-
dzi na ograniczenie kaloryczne. Gdy organizm nie jest w sta-
nie uzyskaç wystarczajàco du˝o energii ze zjedzonego
pokarmu, potrafi przestawiç si´ na jej uzyskiwanie w inny
sposób – na przyk∏ad spalajàc t∏uszcze i bia∏ka. Ârodki za-
k∏ócajàce te procesy mogà s∏u˝yç jako mimetyki CR same
lub w po∏àczeniu z lekami zmieniajàcymi szybkoÊç przetwa-
rzania glukozy. Pewne takie zwiàzki zosta∏y ju˝ odkryte, cho-
cia˝ badacze nie ocenili jeszcze ich przydatnoÊci. Wa˝nà ro-
l´ mogà tak˝e odegraç leki, dzi´ki którym da si´ uzyskaç
tylko pewne, wybrane skutki niskokalorycznej diety. Teoretycz-
nie mog∏yby to byç witaminy – antyutleniacze. Dotychcza-
sowe badania Êwiadczà jednak, ˝e ich stosowanie nie pro-
wadzi do przed∏u˝enia ˝ycia.

W przeciwieƒstwie do rozmaitych eliksirów reklamowa-

nych jako najnowsze Êrodki przeciw starzeniu mimetyki CR
powinny wp∏ynàç na podstawowe procesy le˝àce u pod∏o˝a
tego zjawiska. Naszym celem jest odkrycie lub stworzenie
zwiàzków, które zmuszà komórki do uruchomienia me-
chanizmów naprawczych, umo˝liwiajàcych zachowanie do-
brego zdrowia i przed∏u˝ajàcych ˝ycie. JeÊli naukowcy po-
trafià znaleêç zwiàzki o równie dobroczynnym dzia∏aniu jak
2-deoksy-D-glukoza, ale bez jej wad, wówczas osiàgnà za-
mierzony cel.

n

1

Mimetyk – substancja farmakologiczna, której dzia∏anie naÊladuje proces fi-

zjologiczny.

2

Chodzi tu o cukrzyc´ typu II charakterystycznà dla osób starszych w odró˝-

nieniu od cukrzycy typu I, b´dàcej autoimmunizacyjnà chorobà osób m∏odych.

3

W polskiej literaturze z dziedziny biologii komórki poj´cie „metabolizm” wy-

st´pujàce bez dodatkowych okreÊleƒ dotyczy ogó∏u zachodzàcych w niej pro-
cesów biochemicznych. Autorzy artyku∏u stosujà w´˝szà definicj´.

WYDANIE SPECJALNE

ÂWIAT NAUKI

39

Magiczna pigu∏ka

opóêniajàca starzenie

powinna wp∏ywaç na procesy

le˝àce g∏´boko u pod∏o˝a tego zjawiska.

Caloric Restriction in Primates and Relevance to Humans. George S.

Roth, Donald K. Ingram i Mark A. Lane; Annals of the New York Aca-
demy of Sciences, tom 928, s. 305-315, 2001.

2-Deoxy-D-Glucose Feeding in Rats Mimics Physiological Effects of Ca-

loric Restriction. Mark A. Lane, George S. Roth i Donald K. Ingram;
Journal of Anti-Aging Medicine, tom 1, nr 4, s. 327-337, zima 1998.

OÊwiadczenie na temat Êrodków rzekomo przeciwdzia∏ajàcych starzeniu

jest dost´pne pod adresem:

www.sciam.com/agingstatement.cfm

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ