Vaid ööpäeva pikkune paast võib soodustada tüvirakkude taastumist
Paastumise mõjusid hiirtele uurinud teadlaste värske töö pakub välja ühe tõenäolise vastuse. Uurimuse raames selgus, et ainuüksi 24 tundi väldanud kaloritarbimise piiramine „lülitab sisse“ ainevahetusliku protsessi, mis võib soodustada mao ja soolkonna tüvirakkude taasloomet.
Seedeelundkonna tüvirakkude taasloome muutub nimelt organismi vananedes vähem tõhusaks. Kuna need rakud on kudede tervise säilitamiseks ja haigustega võitlemiseks vajalikud, on teadmine taolisest rakulisest „kiirkäivitusmehhanismist“ vägagi väärtuslik.
Soolestiku tüvirakud on tõsised tööhobused
„Paastumisel on soolkonnale väga palju mõjusid, sealhulgas tüvirakkude taasloome soodustamine, aga sellest võib olla kasu võitluses mis tahes soolkonnatekkeliste tervisehädadega nagu seedeelundkonna nakkused või vähktõved,“ rõhutas Massachusettsi tehnikainstituudi bioloog Omer Yilmaz. „Meie uurimus pakub tõendeid, mis kinnitavad, et paastumine aktiveerib ainevahetuse kaudu soolkonna tüvirakke, pannes need süsivesikute ärakasutamise asemel rasva põletama.“
Uurimusest selgus, et rasva kasutamine energiaallikana süsivesikute asemel pole tüvirakkude ümberlülitamise ainus soodne tagajärg; muudatused rakkude funktsioneerimises muutsid nende töö ka tõhusamaks.
Soolestiku tüvirakud, mida uurijad nimetavad „soolkonna tööhobusteks“, uuendavad seedekulgla voodrit enamasti iga viie päeva tagant. Ainevahetusliku „lüliti“ aktiveerimisega on võimalik seda protsessi kiirendada.
Yilmazi töörühm kogus laboratooriumis 24 tundi paastunud hiirtelt soolestiku tüvirakke ja kasvatas neid edasi kultuuris, kuni neist moodustusid rakukogumid — mõneti elundisarnased „mini-maod“ —, mida nimetatakse organoidideks.
Eksperimendi käigus pandi tähele, et paastunud hiirte tüvirakkude taasloome-suutlikkus oli kaks korda suurem tavaliste, mittepaastunud hiirte tüvirakkude omast.
„Oli väga ilmne, et paastumine avaldab vägagi tugevat mõju maoseina krüptidele e lakuunidele (väikestele, pindmistele, näärmelise talitlusega süvenditele), pannes need tootma rohkem organoide,“ selgitas töörühma liige, biomeditsiini-uurija Maria Mihaylova. „Seda protsessi suunavad tüvirakud. Täheldasime sama protsessi nii noorte kui ka eakate hiirte juures ja soovisime kogu südamest selgitada välja, millised molekulaarsed mehhanismid seda juhivad.“
Glükoosi asemel lagundati rasvhappeid
Selleks järjendasid uurijad paastunud hiirte tüvirakkude virgats-RNA-d ja leidsid, et paastumine oli käivitanud transkriptsioonifaktorid, mida nimetatakse peroksüsoomide paljunemisel aktiveeruvateks e PPAR-retseptoriteks (ingl peroxisome proliferator-activated receptor). Need retseptorid omakorda lülitavad sisse geene, mis osalevad rasvhapete ainevahetuses.
Antud juhul pani aktiveerimine rakud lagundama glükoosi asemel rasvhappeid, soodustades samal ajal rakkude iseenda taasloomise suutlikkust.
PPAR-ide aktiveerimise blokeerimisel katkes taasloome-võimendus, aga see polnud veel kõik, mida töörühm uurimuse käigus avastas. Kui teadlased manustasid hiirtele PPAR-ide mõjusid aktiveerivat molekuli GW501516, kutsus see esile mõned samadest soodsatest mõjudest, mida paastumine oli hiirtel tekitanud.
Kas avastus võib me elu pikendada?
„Ka see oli väga suur üllatus,“ nentis uurijate töörühma liige Chia-Wei Cheng. „Ainuüksi ühe ainevahetusraja aktiveerimisest piisab teatud vanuseliste fenotüüpide kulu pööramiseks.“
Enne kirjeldatud ainevahetuslüliti ulatuse ja töö täielikku mõistmist — rääkimata väljaselgitamisest, kas seda on inimorganismis sama lihtne manipuleerida kui hiirtel —, on uurijail vaja teha veel palju tööd. Küll aga toob avastus lähemale võimaluse, et antud ainevahetuslüliti aktiveerimine mingisuguse tableti või muu medikamentoosse ravi abil parendab patsientide mao ja soolkonna tervist ilma, et nad peaksid paastuma, ja — võib-olla, ainult võib-olla — aitab meil kõigil kauem elada.
Uurimuse tulemuste paikapidavus pole veel täielikult kinnitatud, kuid praktiliste lahenduste leidmine hakkab paistma mõeldavam kui kunagi varem.
„Reas veenvates katsetes surusid autorid süsteemi alla, kutsudes muudatusi ainevahetuses esile ilma paastumiseta ja saades samasuguseid tulemusi,“ nentis uuringuga mitte seotud Utah’ ülikooli biokeemik Jared Rutter. „Käesolev uurimus on sobivaks täienduseks kiiresti laienevale uurimisvaldkonnale, mis annab mõista, et toitumisel ja ainevahetusel on rakkude käitumisele vägagi ulatuslikud, teatud haiguseid potentsiaalselt soodustavad mõjud.“
Uurimuse tulemused ilmusid teadusajakirjas Cell Stem Cell.
