Andreea Soare

1 Divizia de Geriatrie și Științe Nutritive și Centrul de Nutriție Umană, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri, SUA

2 Departamentul de endocrinologie și diabet, Campus universitar Bio-Medico, Roma, Italia

Roberto Cangemi

1 Divizia de Geriatrie și Științe Nutritive și Centrul de Nutriție Umană, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri, SUA

3 Departamentul de Medicină Experimentală, Universitatea din Roma „La Sapienza”, Italia

Daniela Omodei

1 Divizia de Geriatrie și Științe Nutritive și Centrul de Nutriție Umană, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri, SUA

4 CEINGE Biotechnology Avanzate, Napoli, Italia

John O. Holloszy

1 Divizia de Geriatrie și Științe Nutritive și Centrul de Nutriție Umană, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri, SUA

Luigi Fontana

1 Divizia de Geriatrie și Științe Nutritive și Centrul de Nutriție Umană, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri, SUA

5 Divizia de nutriție și îmbătrânire, Istituto Superiore di Sanità, Roma, Italia

Abstract

S-a propus reducerea temperaturii corpului pentru a contribui la creșterea duratei de viață la animalele cu restricții calorice și la șoareci care supraexprimă proteina de decuplare-2 în neuronii hipocretinici. Cu toate acestea, nu se știe nimic în ceea ce privește efectele pe termen lung ale restricției de calorii (CR) cu o nutriție adecvată asupra temperaturii corpului la om. În acest studiu, temperatura corpului de 24 de ore a fost măsurată în fiecare minut folosind capsule telemetrice ingerate la 24 de bărbați și femei (vârstă medie 53,7 ± 9,4 ani) care consumă o dietă CR pentru o medie de 6 ani, 24 de vârstă și sex sedentari (WD) și 24 de voluntari antrenați la exerciții fizici (EX), care consumau diete occidentale. Grupurile CR și EX au fost semnificativ mai slabe decât grupul WD. Aportul de energie a fost mai mic în grupul CR (1769 ± 348 kcal/zi) decât în ​​grupurile WD (2302 ± 668 kcal/zi) și EX (2798 ± 760 kcal/zi) (cuvinte cheie P: Restricție calorică, exerciții de rezistență, temperatura corpului central, metabolism, hormon tiroidian

INTRODUCERE

Restricția calorică (CR) fără malnutriție crește durata de viață și durata de sănătate la rozătoare și primate neumane [1,2]. Mai multe studii au documentat o scădere a temperaturii corpului de bază de către CR la șoareci, șobolani și maimuțe rhesus [3-6]. Interesant este că șoarecii transgenici hrăniți ad-libitum care supraexprimă proteina de decuplare 2 în neuronii hipocretinei (Hcrt-UCP2) au, de asemenea, o temperatură a corpului mai scăzută și o speranță de viață cu 16% mai mare decât animalele de tip sălbatic, independent de aportul caloric [7]. În Baltimore Longitudinal Study of Aging (BLSA), bărbații cu o temperatură a corpului sub mediana au trăit semnificativ mai mult decât bărbații cu temperatura corpului peste mediana în absența CR [8].

La mamifere temperatura corpului este strâns reglată de neuronii hipotalamici. Neuronii localizați în zona preoptică integrează semnale centrale și periferice (de exemplu, de mediu și metabolice) și prin modularea controlului autonom și hormonal al producției de căldură și pierderii de căldură, mențin temperatura corpului central aproape constantă la diferite temperaturi ambientale [9]. Este bine cunoscut faptul că nutriția este un regulator major al producției de energie și al temperaturii corpului [10]. Pentru a menține temperatura corpului mai mare decât temperatura ambiantă, mamiferele utilizează o cantitate substanțială de energie. Reducerea temperaturii corpului de bază atunci când disponibilitatea alimentelor este redusă este o strategie eficientă de economisire a energiei. Adaptările metabolice și moleculare care mediază o reducere a temperaturii corpului de bază pot contribui la efectele anti-îmbătrânire ale CR.

Nu au fost publicate informații despre efectele CR pe termen lung fără malnutriție asupra temperaturii corpului de 24 de ore la om. Scopul prezentului studiu a fost să măsoare temperatura corpului de bază la membrii sănătoși, stabili în greutate, ai Societății de restricție a caloriilor, care au consumat diete CR, care conțin proteine ​​și micronutrienți, de ani de zile. Temperaturile medii ale corpului de 24 de ore, ziua și noaptea din grupul CR au fost comparate cu valorile obținute în două grupuri de comparație: 1) subiecți sedentari cu vârstă și sex, care consumă o dietă occidentală (WD) și 2) alergătorii de anduranță cu vârstă, sex și grăsime corporală care consumă un WD.

REZULTATE

Compozitia corpului

Valorile medii ale IMC au fost diferite între cele trei grupuri (Tabel (Tabelul 1). 1). Grăsimea corporală totală a fost similară în grupurile CR și EX și mai mici decât în ​​grupul WD (Tabelul 1 (Tabelul 1 1).

tabelul 1.

Caracteristicile subiecților studiați

Grup CR (n = 24) Grup EX (n = 24) Grup WD (n = 24) Valoare P.
Vârstă (ani)53,7 ± 9,452,7 ± 1053,7 ± 10,2ns
Sex (M/F)20/420/420/4
Înălțime (m)1,74 ± 0,11,75 ± 0,11,79 ± 0,1ns
Greutate (Kg)58,2 ± 5,9 1, 2 68,4 ± 9,6 1 78,7 ± 15,50,0001
IMC (kg/m 2)19,3 ± 1,3 1, 2 22,2 ± 2,1 1 24,4 ± 2,80,0001
Masă slabă (kg)47,9 ± 6,7 3 54,5 ± 8,956,5 ± 12,90,010
Grăsime corporală totală (%)13,0 ± 5,3 1 15,2 ± 5,1 1 21,8 ± 6,80,0001
Suprafața corpului (m 2)1,70 ± 0,11 1, 4 1,83 ± 0,16 3 1,97 ± 0,250,0001

Valorile sunt medii ± SD

Aportul de nutrienți

Subiecții CR au consumat o varietate de alimente care au furnizat mai mult de 100% din aportul zilnic recomandat (CDI) pentru toți nutrienții esențiali. Au fost consumate alimente cu un raport ridicat de nutrienți-energie, cum ar fi legume, fructe, nuci, produse lactate, albușuri de ou, proteine ​​din grâu și soia și carne slabă, în timp ce alimentele procesate, bogate în carbohidrați rafinați, zaharuri libere și uleiuri parțial hidrogenate, au fost evitate. Aportul de energie a fost mai mic în grupul CR (1769 ± 348 kcal/zi) decât în ​​grupul EX (2798 ± 760 kcal/zi) sau în grupul WD (2302 ± 668 kcal/zi) (P≤0.0001). Aportul de energie în grupul CR a fost

37% sub cea a grupurilor WD și, respectiv, EX. Procentul aportului total de energie derivat din proteine, carbohidrați, grăsimi și alcool a fost

21%, 50%, 29% și respectiv 0,1% în grupul CR,

17%, 49%, 32% și 2% în grupul EX și

16%, 46%, 34% și 4% în grupul WD.

Temperatura miezului corpului

Temperaturile medii ale corpului de 24 de ore, ziua și noaptea au fost semnificativ mai mici în grupul CR decât în ​​grupurile EX sau WD (Tabelul (Tabelul 2). 2). Temperatura medie a corpului de 24 de ore corelată liniar cu% grăsime corporală (r = 0,298; p = 0,01) (Figura (Figura 1), 1), dar nu cu vârsta (r = 0,011; p = 0,929), greutatea corporală (r = 0,066; p = 0,581), masa slabă a corpului (r = 0,026; p = 0,834) sau suprafața corpului (r = 0,004; p = 0,976). Corelația dintre temperatura corpului de 24 de ore și% grăsime corporală a devenit mai puternică (r = 0,539; p = 0,0001) când participanții la EX au fost excluși din analiză. În schimb, nu a existat nicio corelație între temperatura corpului de 24 de ore și% grăsime corporală atunci când indivizii CR au fost excluși din analiză (r = 0,056; p = 0,706).

termen

Relația dintre temperatura medie a corpului de 24 de ore și procentul de grăsime corporală măsurată de DEXA în grupul CR (●), alergătorii de anduranță (▼) și grupul sedentar de dietă occidentală (■). Corelația Pearson a fost utilizată pentru a evalua asocierile între variabilele continue.

masa 2.

Temperatura miezului corpului

Grup CR (n = 24) Grup EX (n = 24) Grup WD (n = 24) Valoare P.
Temperatura medie de 24 de ore36,64 ± 0,16 1, 2 36,86 ± 0,2036,83 ± 0,170,0001
Temperatura diurna (8:00 - 22:30)36,78 ± 0,23 3, 4 36,97 ± 0,2236,95 ± 0,260,01
Temperatura pe timp de noapte (2-5 dimineața)36,35 ± 0,17 1, 4 36,54 ± 0,2936,56 ± 0,200,004

Valorile sunt medii ± SD

DISCUŢIE

În acest studiu, temperaturile medii ale corpului de 24 de ore, ziua și noaptea au fost semnificativ mai mici în grupul CR decât în ​​grupurile WD și EX. Această reducere a temperaturii corpului de 24 de ore este în concordanță cu constatările din studiile de rozătoare și maimuțe CR [3-6] și poate contribui cel puțin parțial la efectele anti-îmbătrânire ale CR.

Deși am găsit o corelație semnificativă între procentul de grăsime corporală și temperatura corporală de 24 de ore, se pare că reducerea temperaturii corpului de bază indusă de CR este în mare parte legată de CR în sine, mai degrabă decât de modificări ale compoziției corpului. Temperatura medie a corpului pe 24 de ore, ziua și noaptea a fost

Cu 0,2 ° C mai mică în CR decât în ​​grupul EX, chiar dacă procentul de grăsime corporală a fost în mod similar scăzut în aceste grupuri. Cu toate acestea, aportul de energie a fost

37% mai mic în CR decât în ​​grupurile EX. S-a emis ipoteza că reducerea temperaturii corporale mediată de CR se referă la inducerea unui mecanism de conservare a energiei în timpul CR [11]. La om, maimuțele și rozătoarele CR pe termen lung (dar nu exercițiile de rezistență) reduc nivelurile circulante de triiodotironină [12-15] care controlează homeostazia energetică, temperatura corpului și respirația celulară [16, 17]. Scăderea T3 ar putea juca un rol în medierea scăderii temperaturii corpului, iar reducerile T3 și ale temperaturii ar putea influența rata îmbătrânirii prin reducerea ratei metabolice și a stresului oxidativ.

În acest context, este interesant faptul că temperatura corpului este redusă și la șoarecii KO cu pitici și hormoni de creștere de lungă durată [18, 19]. La fel ca la rozătoarele CR, nivelurile circulante de IGF-1, insulină și hormoni tiroidieni sunt reduse la șoarecii KO pitici și ai receptorului hormonului de creștere [20]. În schimb, la oamenii care practică CR pe termen lung nu au niveluri de IGF-1 circulante mai mici [21], sugerând că o reglare descendentă a căii IGF-1 nu este implicată în medierea reducerii temperaturii corpului. Importanța unei reduceri a temperaturii corpului în modularea longevității a fost, de asemenea, susținută de datele obținute de la șoarecii Hcrt-UCP2 și Baltimore Longitudinal Study of Aging (BLSA). Supraexprimarea proteinei de decuplare 2 în neuronii hipocretinici determină o creștere a temperaturii hipotalamice care duce la o reducere de 0,3-0,5 ° C a temperaturii corpului central și la o creștere semnificativă a longevității, independent de aportul caloric [7]. În studiul longitudinal al îmbătrânirii din Baltimore (BLSA), bărbații cu temperaturi ale corpului de bază sub mediana au trăit semnificativ mai mult decât bărbații cu temperaturi ale corpului peste mediana în absența CR [8].

În concluzie, rezultatele acestui studiu oferă dovezi că CR pe termen lung, cu aport adecvat de micronutrienți, la indivizi sănătoși, stabili în greutate, este asociat cu o reducere a temperaturii medii a corpului de 24 de ore, zi și noapte, similar cu cel întâlnit la rozătoarele și maimuțele cu restricții calorice.

METODE

Participanții la studiu

Compozitia corpului

Masa totală de grăsime corporală și masa fără grăsimi au fost determinate prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală (DXA) (QDR 1000/w, Hologic, Waltham, MA).

Evaluarea dietetică

Participanții au înregistrat toate consumurile de alimente și băuturi timp de 7 zile consecutive. Înregistrările alimentare au fost analizate utilizând programul NDS-R (versiunea 4.03_31).

Măsurarea temperaturii corpului central

Temperatura corpului de douăzeci și patru de ore a fost măsurată în fiecare minut folosind termometre telemetrate cu radiofrecvență (CorTemp, HQ Inc, Palmetto, FL). Fiecare pilulă de termometru conține un oscilator de cuarț de cristal care transmite citirile temperaturii miezului în limitele de ± 0,1 ° C printr-o undă radio de joasă frecvență către un receptor extern/data logger [27]. Toți subiecții testați au urmat o dietă stabilă, la o greutate stabilă și fără boli acute sau spitalizare recentă. Participanții au fost instruiți să se abțină de la exerciții cu cel puțin 48 de ore înainte de ingestia de pastile CorTemp. S-au calculat temperaturile medii 24 de ore, ziua (8 AM-10: 30 PM) și noaptea (2 AM-5 AM).