Jesti več ali jesti manj – to ni več vprašanje

Še ena v vrsti raziskav o občasnem stradanju in njegovih pozitivnih učinkih je konec junija postregla s še eno iz podobno uglašene vrste ugotovitev, ki bi jo bilo mogoče strnjeno povzeti kot: manj je več. Oziroma konkretneje: občasno postenje presenetljivo ugodno vpliva tako na splošno kondicijo organizma kot na njegove evolucijske potenciale.

Znanstveniki z univerze Duke v Severni Karolini so najnovejšo študijo, objavljeno v reviji Plos Genetics, sicer izvedli na neprimerno manj razvitih in kompleksnih organizmih, kakršen je človeški – na glistah iz rodu Caenorhabditis elegans, toda od svojih ugotovitev si obetajo marsikatero koristno dognanje tudi za človeški rod.

Ugotovili so namreč, da je proučevani mali organizem, ko so mu preprečili vir prehranjevanja, naglo prešel v stanje ustavljenega razvoja. Še naprej se je sicer premikal in iskal hrano, toda njegove celice in organi so zapadli v neaktivno, nestarajoče se stanje. Kakor hitro pa je spet dobil hrano, je začel znova normalno rasti. Še bolj presenetljivo je, da se je njegova življenjska doba zaradi kratke vmesne prekinitve prehranjevanja podaljšala kar za dvakrat!

Znanstveno nadzorovano prisilno dieto so raziskovalci uporabili že na najrazličnejših organizmih, od črvov in muh do opic – in pri vseh so zaradi takšnega gladovanja ugotovili od 30 do 200 odstotkov daljšo življenjsko dobo kakor pri njihovih vrstnikih, ki so se ves čas normalno prehranjevali. Toda kljub številnim tovrstnim ugotovitvam mehanizem tega procesa še vedno ni dokončno pojasnjen.

Raziskovalci z omenjene ameriške univerze so se zato namenili dognati prav to – kako se rastoče tkivo odzove na stradanje. Drobno glisto C. elegans, ki ponavadi živi v zemlji, so izbrali zato, ker v normalnih pogojih doseže zrelo dobo že v treh do štirih dneh in ker razvoj vseh pripadnikov te vrste poteka zelo podobno.

Proučevanje je toliko lažje, ker je žival prosojna in sestavljena iz le nekaj sto celic, zato je podrobno spremljanje njenega razvoja pod mikroskopom dokaj preprosto.

Razvoj ali preživetje

Tudi v naravi je C. elegans izpostavljena tako obdobjem, ko je hrane v izobilju, kot časom, ko je skoraj popolnoma zmanjka. Ameriški genetiki so v laboratoriju proučevane gliste pustili zrasti do določene razvojne stopnje, tik preden bi se začela nagla celična delitev. Takrat pa so jim hrano odvzeli in opazovali reakcijo.

Že po nekaj urah se je njihov razvoj povsem ustavil. Kot rečeno, njihove celice in organi so zapadli v nenavadno – neaktivno in posledično nestarajoče se stanje. Kakor hitro pa so jim spet dali hrano, se je razvoj nadaljeval in gliste so zrasle v normalne odrasle organizme.

Toda razvoj ni potekal neprekinjeno, temveč se je ustavil na dveh ključnih stopnjah, ki so ju znanstveniki poimenovali »nadzorni točki«. Proučevani organizmi za prehod na naslednjo razvojno stopnjo potrebujejo dovolj hranilnih snovi; in če jih ni na voljo, kratko malo počakajo, dokler spet ne pridejo do njih.

»Organizmi očitno zaznavajo, kaj se dogaja v njihovem okolju, in se odločajo, ali jim to omogoča razvoj ali ne,« je povedal glavni avtor študije dr. Adam Schindler. »Če jim ga ne, svoj razvoj preprosto ustavijo; če jim ga, pa ga sprožijo. In prav na podlagi teh dveh 'nadzornih točk' živali izberejo eno ali drugo možnost: razpoložljive življenjske vire namenijo bodisi za nadaljnji razvoj bodisi za golo preživetje.«

Od pojedine do stradanja

Z omenjeno študijo so ugotovili, da so proučevane gliste lahko stradale najmanj štirinajst dni, ne da bi bil zato okrnjen ali celo onemogočen njihov nadaljnji razvoj, ko so spet prišle do hrane. Poleg tega se je njihova pričakovana življenjska doba zaradi vmesnega gladovanja kar dvakratno podaljšala.

»Z evolucijskega vidika to dognanje poudarja pomen učinkovitega odziva na občasno pomanjkanje hrane za vzdrževanje optimalne kondicije organizma, torej za njegovo preživetje in prenos genov na naslednjo generacijo,« pojasnjuje dr. Schindler.

Prepričan je, da imajo ugotovitve njegove skupine potencialno pomembne implikacije tako za proces človeškega staranja kot za biologijo raka, saj je vedenje proučevanih glist zelo podobno vedenju tumorjev, ki so zmožni več let predremati, preden spet začno rasti. »Poglavitno vprašanje je, kako ti organizmi sprejmejo odločitev bodisi za nadaljnji razvoj bodisi za njegovo začasno zaustavitev. Pojasnitev tega mehanizma bi nam zagotovo ponudila boljši vpogled v proces degeneracije tkiv in nam ta proces morda celo omogočila upočasniti.«

Gladovanje in rak

Ob tem si velja priklicati v spomin precej starejšo študijo, ki so jo leta 2008 izvedli znanstveniki z Univerze Južne Kalifornije in jo objavili v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences. Z njo so namreč ugotovili, da že nekajdnevni post lahko bolnike z rakom zelo učinkovito obvaruje pred neprijetnimi in nevarnimi stranskimi učinki kemoterapije.

Med raziskavo so laboratorijske miši izpostavili velikim odmerkom citostatikov. Tiste živali, ki so bile pred tem posegom prisiljene stradati, so radikalno kemoterapijo uspešno preživele, kar polovica miši, ki so se ves čas normalno prehranjevale, pa je poginila.

»Ugotovitev utegne privesti do boljše uporabe kemoterapije, da bi z njo učinkoviteje pobijali tumorje in manj škodovali zdravim celicam,« je povedal profesor Valter Longo, glavni avtor študije. In dodal, da v njegovem laboratoriju že snujejo podobno raziskavo na ljudeh. Doslej so jo izvedli na glivah kvasovkah in pozneje na človeških celicah v laboratorijskih posodicah. In ugotovili so, da so »shujšane« oziroma »zlakotêne« celice invazivno kemoterapijo preživele, rakave celice pa ne.

»To dognanje teoretično utira pot k morebitnemu povečanju kemoterapevtskih odmerkov pri zdravljenju rakavih bolnikov,« je ugotovitve študije, pri kateri ni sodeloval, komentiral kancerolog Pinchas Cohen z Univerze Kalifornije v Los Angelesu.

»Zimsko spanje«

Profesor Longo in člani njegove skupine so hkrati ugotovili, da so živali na nizkokalorični dieti živele dlje od njihovih normalno hranjenih vrstnic. Delno zato, ker so bolje prenašale stres, delno pa zato, ker so njihove normalne sestradane celice prešle v nekakšno stanje hibernacije, medtem ko so rakave celice neovirano in nenadzorovano rasle naprej – »ker očitno nimajo 'stikala', s katerim bi lahko 'izključile' tvorjenje tumorjev«.

Avtorji eksperimenta so se zato vprašali, ali bi blagodejne učinke gladovanja lahko preizkusili tudi kot metodo za boljše razlikovanje med zdravimi in rakavimi celicami. Med razlogi za neželene stranske učinke kemoterapije je namreč tudi ta, da tovrstno zdravljenje vpliva na vse aktivne in rastoče celice – ne samo na tumorje, ampak tudi na lasne mešičke, zaščitno oblogo črevesja in številne druge telesne celice.

»Testnim živalim, ki smo jih prej stradali 48 ur, smo dali nenavadno visok odmerek [citostatika] etopozida – kar 80 miligramov na kilogram telesne teže. Pri ljudeh bi bila že tretjina takšne koncentracije na zgornji meji dovoljenega odmerka,« so zapisali v svojem poročilu.

Visoki odmerek citostatika je pomoril kar 43 odstotkov normalno krmljenih miši, od sestradanih pa le eno. Poleg tega so lačne miši že po štirih dneh dosegle normalno telesno težo. »Takoj po končani kemoterapiji so se začele normalno prehranjevati in očitno so se dobro počutile,« je povedal dr. Longo.

Preizkus so ponovili še s tremi drugimi citostatiki na drugem rodu miši. Tudi tokrat so visoki odmerki pomorili vse normalno hranjene živali in niti ene od sestradanih. In zadnje so spet naglo okrevale in dosegle normalno telesno težo.

»Dognanje utegne biti uporabno tudi za veliko večino rakavih bolnikov,« je študijo pohvalil dr. David Quinn z Univerze Južne Kalifornije. »Časi, ko smo na naši kliniki sprejemali popolnoma sestradane bolnike, so seveda že davno mimo. Dva dneva gladovanja pred operacijo pa zagotovo nista konec sveta,« se odločno strinja dr. Felipe Sierra z ameriškega Nacionalnega inštituta za zdravje.