A kalóriakorlátozás javítja a rhesusmajmok egészségét és túlélését

A vizsgálatok tervezésében rejlő különbségek

A legtöbb korai rágcsálókon végzett CR-vizsgálat nagyon fiatalon, elválasztás után megkezdett, élethosszig tartó CR-t tartalmazott, általában beltenyésztett genetikai háttérrel. Az 1980-as években világossá vált, hogy a felnőttkori CR (12 hónapos egerek) szintén hatékonyan késlelteti az öregedést és meghosszabbítja a rágcsálók élettartamát, bár kisebb mértékben, mint a fiatalon kezdődő modell22. Számos rágcsálókon végzett CR-vizsgálat úgy dönt, hogy a kontrollállatokat ad libitum mennyiségű táplálékkal eteti, míg mások az ad libitum mennyiségnél kevesebbet adnak, azzal érvelve, hogy ez a stratégia elkerüli az elhízás zavaró hatásait, és csökkenti az egyes egyedek táplálékfelvételének változékonyságát. Az NIA rhesusmajom-vizsgálatának 1987-es elindításával a CR végrehajtása úgy történt, hogy a kontrollmajmokat nem etették szabadon. A táplálékadagokat a Nemzeti Kutatási Tanács által közzétett adatokkal összhangban határozták meg, hogy az életkoruk és testsúlyuk alapján hozzávetőleges ad libitum bevitelt biztosítsanak az érő kontrollmajmok számára, túltáplálás nélkül23. Az adagokat a növekedés és fejlődés fenntartása érdekében növelték a teljes termet eléréséig. A CR-majmok 30%-kal kevesebb táplálékot kaptak, mint a magasság, életkor és nem szerinti kontrollmajmok. A beavatkozást a hímek fiatal és idős korú, a nőstények fiatal, felnőtt és idős korú csoportjaiban kezdték el24 (1. táblázat). Az 1989-ben indított UW-vizsgálat során a CR-diétát csak a felnőtt állatokon kezdték el alkalmazni, a teljes termet elérése után (rhesusmajmoknál ∼8 éves korban)25 . A táplálékot a kontrollállatoknak ad libitumhoz közelítő mennyiségben biztosították. A kohorszon belüli táplálkozási viselkedés heterogenitásának figyelembevétele érdekében az egyes egyedek számára az ad libitum referenciát a 3-6 hónap alatt mért kiindulási táplálékfelvétel alapján állapították meg, és a CR-t egyedenként alkalmazták. Az UW-nél ezeknek a tervezési jellemzőknek az volt az indoka, hogy egy olyan vizsgálatot hajtsanak végre, amilyet embereken is elvégezhettek volna.

1. táblázat Vizsgálati terv.

A két vizsgálat esetében a két kohorszban szereplő majmok forrása és a képviselt populációtípus is különbséget jelent. Az UW majmok a Wisconsin National Primate Research Centerben születtek és nevelkedtek, és mind indiai származásúak voltak. Az NIA majmok több helyről származtak, és indiai és kínai származású majmokat is tartalmaztak. A kínai hím rhesusmajmok általában nehezebbek és hosszabbak, mint indiai társaik, míg a nőstények esetében ez fordítva van, és a kínai rhesusmajmok feltehetően nagyobb szexuális dimorfizmust mutatnak26. A különböző eredetű majmok genetikailag eléggé különböznek ahhoz, hogy az egynukleotid-polimorfizmusok segítségével meg lehessen őket különböztetni egymástól27. A populációs különbségektől eltekintve a rhesusmajmok hasonló mértékben osztoznak az egyének közötti genetikai variációban, mint az emberek28. Ily módon nehéz megállapítani, hogy a populációtípus hozzájárulása a két vizsgálat eredményei közötti különbségekhez, szemben az egyéni genetikai heterogenitás hozzájárulásával.

A diéta összetétele egy másik fontos különbséget jelentett a két vizsgálat között. Először is, az étrend összetevőinek forrása eltérő volt. Az NIA létesítményben természetes forrásból származó étrendet alkalmaztak, hogy biztosítsák az olyan mikrotápanyagok, mint a fitokemikáliák és nyomelemek biztosítását, elismerve a szezonális eltérések lehetőségét. Ezzel szemben az UW-nél félig tisztított étrendet alkalmaztak annak érdekében, hogy a bevitel teljes mértékben meghatározható és következetes legyen a vizsgálat teljes időtartama alatt. Másodszor, bár az étrend mindkét helyszínen hasonló kalóriasűrűségű volt, az étrendek relatív makrotápanyag-összetétele nem volt azonos (2. táblázat). Az UW-diétához képest az NIA-diéta alacsonyabb zsírtartalmú, magasabb fehérjetartalmú és magasabb rosttartalmú volt. Végül az étrendek tápanyagtartalma is különbözött. A takarmányok mindkét helyen 60 tömegszázalék szénhidrátot tartalmaztak, de a szacharóz az NIA-nál az összes szénhidrát kevesebb mint 7 %-át, az UW-nál pedig 45 %-át tette ki. Az étrend mindkét helyszínen vitaminokban bővelkedett, amelyek az ajánlott napi adagot elérték vagy meghaladták.

Táblázat 2 Az étrend összetétele az egyes helyszíneken.

A takarmányozási gyakorlat is különbözött a vizsgálatok között. Az NIA-ban a majmokat naponta két étkezéssel etették ∼6:30 és 13:00 órakor. A reggeli étkezés után megmaradt táplálékot körülbelül 3 óra elteltével eltávolították, és alacsony kalóriatartalmú jutalomfalatot adtak, jellemzően egy kis gyümölcs formájában. A délutáni étkezést nem távolították el, hogy a majmok éjszaka is hozzáférhessenek a táplálékhoz. Az UW-nél minden majmot reggel 8:00-kor etettek, és a megmaradt táplálékot 16:00-kor távolították el, amikor egy friss gyümölcsből vagy zöldségből álló, gyorsan és maradéktalanul elfogyasztott jutalomfalatot adtak. A kontrollállatok táplálékkiosztását úgy állították be, hogy a nap végén mindig maradjon némi meg nem evett táplálék, amelyet el kellett távolítani. Ily módon az UW állatokat napközben ad libitum etették, de éjszakára megvonva tőlük a táplálékot. Bár a fentiekben vázoltak szerint jelentős különbségek voltak a vizsgálati tervben, meg kell jegyezni, hogy az állatok elhelyezése és a rutinszerű állatgondozás azonos volt az NIA és az UW főemlősökkel foglalkozó létesítményeiben. Ez magában foglalta az azonos elhelyezési körülményeket, a hőmérséklet- és páratartalom-tartományt, a fényciklusokat és a folyamatosan rendelkezésre álló csapvíz használatát. Mindkét vizsgálatban naponta többször megfigyelték az állatokat, és kijelölt állatorvosi személyzet ellenőrizte az állatokat rutinszerűen, és szükség szerint kiváló ellátást nyújtott.

A CR hatása a túlélésre

A NIA és az UW vizsgálatainak eredeti célja az volt, hogy meghatározzák a CR hatását a rhesusmajmok egészségére, mivel nem volt magától értetődő, hogy a CR megfelelő beavatkozás lenne a hosszú életű fajoknál. A CR hosszú élettartamra gyakorolt hatásának vizsgálatát egyik vizsgálati helyszínen sem tekintették elsődleges eredménynek. Annak ellenére, hogy 121 majmot vettek fel az NIA vizsgálatba, a kezdeti életkorban mutatkozó különbségek (1 és 23 év között) megakadályozták, hogy az állatokat az adatelemzésekhez csoportosítani lehessen. Bár az UW-vizsgálat esetében a betegség kezdetének korcsoportja kisebb (7-15 éves korig), és csoportonként csak 38 genetikailag különböző majom volt (mindkét nemet beleértve), nem tűnt valószínűnek, hogy a vizsgálatnak meglenne a szükséges statisztikai ereje a CR hosszú élettartamra gyakorolt hatásának vizsgálatához. Bár egyik vizsgálat sem közöl adatokat a hosszú élettartamra vonatkozóan, mindkét vizsgálat túlélési adatokat szolgáltatott. A fogságban tartott rhesusmajmok esetében a korábban közölt medián túlélés ∼26 éves kor, a 10%-os túlélés ∼35 éves kor és a maximális túlélés ∼40 éves kor volt29. A halálozási görbéket külön-külön készítették el az UW és az NIA esetében (1. ábra). A majmok túlélési becsléseit mindkét helyszínen a 2015 júliusáig gyűjtött adatok alapján számították ki a három legelterjedtebb statisztikai módszerrel: Kaplan-Meier termékhatár-módszer; Cox-féle arányos veszélyregresszió és Weibull-eloszlást feltételező parametrikus túlélési elemzés (3. táblázat). Mivel a Weibull-eloszlás az általánosított szélsőérték-eloszlás speciális esete, alkalmas a túlélési eloszlás felső kvantiliseinek és a maximális élettartamnak a becslésére, különösen akkor, ha az életben maradt állatok miatt cenzúrázott adatok állnak rendelkezésre30.

1. ábra: A UW és az NIA majmok halálozási görbéi.

A görbék a UW és az NIA vizsgálatban részt vevő hím és nőstény majmok adatait mutatják. Az állatok kor szerint vannak csoportosítva, ahol a hím J/A a fiatalkorú és serdülő korban megjelenő állatokat, a nőstény J/A a fiatalkorú és felnőtt korban megjelenő állatokat, az öreg pedig az előrehaladott korban megjelenő állatokat tartalmazza. A beillesztett dobozok a még élő állatokat jelzik, a szaggatott vonal az 50%-os mortalitást jelzi. Az ábrához kapcsolódó statisztikákat a Kiegészítő információk, 1. kiegészítő táblázat tartalmazza.

3. táblázat Túlélési becslések.

A felnőttkori kezdetű UW-vizsgálatban az UW kontrollállatok becsült túlélése közel volt a fogságban tartott majmoknál regisztrált átlaghoz (∼26 éves kor). A hímeket és nőstényeket együttesen figyelembe véve a CR statisztikailag szignifikánsan növelte a túlélést (Cox-regresszió P=0,017; 1. kiegészítő táblázat). Az 1,865-ös kockázati arány (HR) (95%-os konfidenciaintervallum (CI): 1,119-3,108) azt jelezte, hogy bármely időpontban a kontrollmajmoknál a CR-állatokhoz képest majdnem kétszer nagyobb volt a halálozási arány. A nem hatása a CR-re adott válaszra statisztikailag nem volt szignifikáns. A Kaplan-Meier-elemzés azt mutatta, hogy a medián túlélési becslések mind a hímek, mind a nőstények esetében nagyobbak voltak a CR-állatok esetében (3. táblázat). Az NIA vizsgálatban a vizsgálatba való felvételkor a majmok életkora közötti nagy különbségek (1. táblázat) a korai és a késői kezdetű csoportok adatainak elkülönítését tették szükségessé. Itt és a jelentésben végig az NIA hím fiatal és serdülő majmokat (J/A), valamint a nőstény fiatal és felnőtt majmokat (J/A) csoportosították. A Kaplan-Meier-féle becsült medián túlélés nem különbözött az NIA kontroll és a CR állatok között a hímek és nőstények J/A kezdetű csoportjai esetében (1. ábra). Bár a Cox-féle arányos kockázati regresszió azt mutatta, hogy a J/A kontroll és a CR közötti túlélési különbségek statisztikailag nem voltak szignifikánsak (1. kiegészítő táblázat), a CR-majmok mindkét nem esetében hamarabb érték el a 80%-os mortalitást, mint a kontrollok. Mivel az NIA J/A kohorsz 38%-a még életben van, a túlélési görbék nem teljesek, és a túlélésre gyakorolt hatás még meghatározásra vár; a korai halálozás azonban arra utal, hogy egyes egyedek esetében a CR alkalmazása a nagyon fiatal korban túlélési kockázatot jelenthet. Az időskori CR esetében a Kaplan-Meier becsült túlélés nem különbözött a kontroll és a CR csoportok között sem a hímek, sem a nőstények esetében (3. táblázat), de a túlélési becslések magasabbak voltak, mint a J/A majmok és az UW kontrollok esetében. Mind a hímek, mind a nőstények esetében az NIA régi kezdetű kohorszának túlélési becslései hasonlóak voltak, vagy meghaladták az UW CR-éit.

Bár a nem parametrikus Kaplan-Meier és a parametrikus Weibull becslési módszerek között voltak kisebb eltérések a becsült medián túlélésben, a vizsgálati helyek közötti túlélési összehasonlítások mindkét elemzés alkalmazásával összhangban voltak. A túlélési eredményekben bizonyos fokú nemi dimorfizmus volt megfigyelhető, ahol a korai halálozás előfordulása nagyobbnak tűnt a nők esetében. Ez a megfigyelés részben az endometriózissal magyarázható, amely a méhnyálkahártya-szövet méhen kívüli burjánzása. Az endometriózis viszonylag nagy gyakorisággal fordulhat elő fogságban tartott majmoknál (∼25%), és a kockázat lényegesen nagyobb a nullipara nőstények esetében31,32. Az endometriózis előfordulása azonos volt a kontroll és a CR csoportokban. Az NIA vizsgálatban a J/A kohorszok esetében a 44 nőstényből 12 halt meg endometriózis okozta szövődményekben, és ezek közül a fiatalon született nőstények bizonyítottan nulliparák voltak. Ezzel szemben az UW vizsgálatba bevont nőstényeknek legalább egy, de legfeljebb három egészséges csecsemőjük volt33 , és 30 nőstényből csak 2 halt meg endometriózis okozta szövődményekben. Egy további hozzájáruló tényező a klinikai állapotok kezelésére vonatkozó politikához kapcsolódik. Az UW-n a klinikai állapotok kezelésére vonatkozó politikát kezdettől fogva alkalmazták. Az NIA-nál, bár az akut fájdalmat és szenvedést mindig kezelték, a krónikus egészségügyi állapotokat, beleértve az endometriózist is, figyelemmel kísérték, de nem kezelték orvosilag. Az endometriózis magas előfordulási gyakorisága miatt 2010-ben változtattak a politikán. Az NIA J/A nőstények esetében a CR túlélésre gyakorolt hatásának értékeléséhez szükséges teljesítményt ez az egy állapot némileg csökkentette.

Biometriai és táplálékfelvételi mérések mindkét vizsgálatból

A vizsgálatok során több mint negyedszázadon keresztül mind a 197 majom testsúlyát, testösszetételét és táplálékfelvételét mérték. A testtömeget évente 2-4 alkalommal határozták meg éheztetett és altatott majmokon a rutineljárások során. Az összes majom longitudinális adatait átlagolták az állat életkora szerint (2a. ábra). Az emberekhez hasonlóan a majmoknál is gyakran fordul elő kachexia vagy az élet végi gyors fogyás. A táplálékfelvételtől vagy étrendtől független súlyváltozás zavaró hatásainak elkerülése érdekében az egyes majmok utolsó életévének adatait kizártuk. A kohorszok közötti összehasonlítás megkönnyítése érdekében az adatokat három korcsoportba soroltuk, amelyek a fiatal felnőtt (11-13 éves kor), a késő középkorú (18-20 éves kor) és az idősebb kor (25-27 éves kor) korosztályokat képviselik (2. és 3. kiegészítő táblázat).

2. ábra: Az NIA és az UW majmok testsúlyadatai.

(a) A hím és nőstény majmok testtömege (kg) az UW-nál és az NIA-nál életkor szerint csoportosítva, ahol a hím J/A a fiatalkorú és serdülő korú, a nőstény J/A a fiatalkorú és felnőtt korú, az öreg pedig az idősebb korú állatokat tartalmazza. A dobozokban fehérrel jelölt számjegyek az egyes adatpontokhoz hozzájáruló egyedi állatok számát jelölik, az adatokat az átlag ± az átlag középértékének szórása szerint adjuk meg. (b) Az UW és NIA vizsgálatokból származó majmok testsúlyátlagainak összehasonlítása az internetes Primate Aging Database (iPAD) nyilvántartásaival. A kontroll- és CR-majmok átlagos testtömegét mindkét vizsgálati helyszínen korcsoportonként határoztuk meg, beleértve a felnőtt (11-13 éves), a késő középkorú (18-20 éves) és az idősebb korú (25-27 éves) majmokat. Az adatokat az egyes korcsoportok nőstény és hím egyedeinek iPAD-átlagtól való százalékos eltérésében fejeztük ki. Az ábrához kapcsolódó statisztikákat a Kiegészítő információk, 2. és 3. kiegészítő táblázat tartalmazza.

Először a nőstény majmokat tekintve a testsúly az NIA J/A esetében egyik korcsoportban sem különbözött jelentősen a kontroll és a CR majmok között. Az UW CR nőstények a vizsgálati időszak alatt szignifikánsan kevesebbet (17-26%), mint a kontrollok, az UW nőstény kontrollok pedig szignifikánsan többet nyomtak, mint az NIA J/A nőstény kontrollok (2. kiegészítő táblázat). Az NIA idős nőstények esetében a testsúly nem különbözött szignifikánsan a kontrollok és a CR között, és szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az UW nőstény kontrollok testsúlya. Összefoglalva, az NIA J/A és a régi kezdetű nőstény kohorszok esetében a kontroll és a CR majmok testsúlya nem különbözött egymástól, és mindegyik szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az UW kontrolloké. A következő hím majmokat tekintve, az NIA J/A CR hímek súlya a vizsgálat során szignifikánsan (19-22%-kal) alacsonyabb volt, mint kontroll társaiké. Az UW kontroll és a CR közötti különbség valamivel nagyobb volt (24-35%), a CR hímek súlya szignifikánsan kisebb volt, mint a kontrolloké. A NIA J/A kontroll hímek átlagos csúcssúlya ∼15%-kal volt alacsonyabb, mint az UW kontroll hímeké, de a testsúlybeli különbségek csak a fiatal korosztály esetében voltak szignifikánsak (3. kiegészítő táblázat). Az idős korú NIA kontroll és CR hímek testtömege nem különbözött szignifikánsan sem középkorú, sem magas életkorban, és az idős korú NIA hím kontrollok súlya szignifikánsan kisebb volt, mint az UW kontrolloké. Összefoglalva, az NIA J/A és UW hím kohorszok egyértelmű testsúlyválaszt mutattak a CR-re, de az idős korú NIA kontroll és CR hímek nem különböztek egymástól, és szignifikánsan alacsonyabbak voltak, mint az UW kontrollok.

Az internet Primate Aging Database (iPAD; http://ipad.primate.wisc.edu) az USA kutatóintézeteiben elhelyezett egészséges, nem kísérleti, fogságban tartott főemlősök klinikai és biometriai adatainak tárháza. Több mint 1200 indiai származású rhesusmajom adatainak felhasználásával kiszámították a hímek (11,6, 12,1, 11,5 kg) és a nőstények (7,4, 8,4, 7,8 kg) átlagos testtömegét a fenti korcsoportokra. Az UW kontroll és CR majmok ezen átlagok mindkét oldalára estek; a kontroll majmok nehezebbek voltak az iPAD átlagnál (∼18% a hímeknél; ∼19% a nőstényeknél), a CR majmok testsúlya pedig alacsonyabb volt az iPAD átlagnál (∼12% a hímeknél; ∼11% a nőstényeknél) (2b. ábra). Az NIA J/A esetében a kontroll hímek testtömege megegyezett az iPAD-átlaggal, vagy kissé nehezebb volt (5-10%), mint az iPAD-átlag, a CR pedig kevesebbet nyomott, mint az iPAD-átlag (∼20%), míg a kontroll és a CR nőstény majmok testtömege egyaránt kevesebb volt az iPAD-átlagnál a vizsgálat során (∼10%, illetve ∼20%). Az összes NIA öregkori majom súlya mind a kontroll (∼15% a nőstényeknél; ∼10% a hímeknél), mind a CR (∼22% a nőstényeknél; ∼21% a hímeknél) majmok esetében kisebb volt az iPAD-átlagnál. Összefoglalva, az UW és NIA kontrollmajmok testsúlya nem volt egyenértékű egymással, és a J/A hímektől eltekintve az iPAD átlagánál magasabb, illetve alacsonyabb volt.

Az életkor és a táplálkozás testösszetételre gyakorolt hatásának különbségeibe való betekintés érdekében a két vizsgálat során időközönként kettős röntgenabszorptiometriás méréseket végeztünk (3. ábra). Mivel minden egyes állatnál több mérést végeztek az idő múlásával, az átlagos százalékos elhízás (zsír/testsúly százalékban kifejezve) becslését az életkorral korrigálták (1. kiegészítő ábra). A csoportokon belül a NIA J/A és UW kohorszok esetében az életkornak az elhízásra gyakorolt fő hatását mutatták ki. Az étrend fő hatását az NIA J/A férfiaknál és az UW vizsgálat férfi és női tagjai esetében egyaránt kimutatták, ahol a CR szignifikánsan alacsonyabb adipozitással járt együtt. Az NIA J/A kontroll és a CR nőstények nem különböztek egymástól az elhízás tekintetében, és az NIA öreg majmok egyik csoportjában sem mutatkozott a CR fő hatása az elhízásra. Az NIA J/A és az UW adatait kombinálva a két vizsgálatban mind a hímek, mind a nőstények esetében különbség mutatkozott a kontrollok között az adipozitásban, ahol az NIA-majmoknál szignifikánsan alacsonyabb volt a testzsírszázalék. Az NIA J/A kontrollmajmok testzsírszázalékban nem különböztek statisztikailag az UW CR-től mindkét nem esetében. Ezek az adatok az életkornak az elhízásra gyakorolt hatását mutatják mindhárom csoportban, és azt mutatják, hogy a CR hatása az elhízásra az UW majmok mindkét csoportjánál megfigyelhető volt, az NIA-nál pedig csak a J/A hímeknél.

3. ábra: Az NIA és az UW nőstény és hím majmok elhízási adatai.

A vizsgálatok során végzett DXA (kettős energiájú röntgenabszorpciómérés) mérésekből számított százalékos adipozitás (zsír (g)/összes testtömeg (g)) az UW-nál és az NIA-nál lévő hím és nőstény majmok esetében kor szerint csoportosítva, ahol a hím J/A a fiatal és serdülő korú, a nőstény J/A a fiatal és felnőtt korú, az öreg pedig az idősebb korú állatokra vonatkozik. A dobozokon belül fehérrel jelölt számjegyek az egyes adatpontokhoz hozzájáruló egyedi állatok számát jelölik, az adatokat az átlag ± az átlag középértékeiként tüntettük fel.

A táplálékfelvételt mindkét helyszínen naponta ellenőriztük. Az UW-nál a táplálékfelvétel napi méréseit használták az átlagok kiszámításához. Az NIA-nál az élelmiszer-beviteli átlagokat az évente egyetlen héten végzett mérések alapján számították ki, amelyek reprezentatívak a tipikus bevitelre. Az összes majom longitudinális adatait az állat életkora szerint átlagolták (4. ábra). Az egyes majmok életének utolsó évéből származó adatokat kizártuk, hogy elkerüljük az élet végi táplálkozási viselkedés zavaró hatásait, amely általában étvágytalanságot is magában foglal. Ha először a nőstényeket vesszük figyelembe, és mind az UW, mind az NIA J/A esetében a fent meghatározott életkori kategóriákat használjuk, a kontrollok fiatal és középkorban is szignifikánsan több kalóriát fogyasztottak, mint a CR, de a különbség csak az UW nőstény majmok esetében maradt fenn magas életkorban. Az idős korú NIA esetében a kalóriabevitel nem különbözött a kontroll és a CR között. A kontroll majmok közül az UW nőstények szignifikánsan több kalóriát fogyasztottak, mint az NIA J/A középkorban és magas életkorban, és többet, mint az idős korúak magas életkorban. A következő hímeket tekintve a NIA J/A kontrollok fiatal és középkorban szignifikánsan több kalóriát fogyasztottak, mint a CR, és a kontroll és a CR közötti különbség csak az UW esetében volt szignifikáns középkorban. Az idős korú férfiak NIA-nál a kontroll és a CR közötti kalóriabevitel csak magas életkorban különbözött szignifikánsan. A kontrollok között a kalóriabevitel nem különbözött az NIA J/A és az UW hímek esetében a vizsgálat egyetlen pontján sem, de az öregkori hímek szignifikánsan kevesebbet fogyasztottak, mint az UW hímek és az NIA J/A hímek a középkorban. Összefoglalva, a hím és nőstény NIA J/A és UW kohorszok esetében szignifikáns különbségek mutatkoztak a kalóriabevitelben a kontroll és a CR majmok között, de az idős korú kohorszok esetében nem, egészen a magas életkorig, majd csak a hímek esetében. A helyszínek közötti összehasonlításban az NIA J/A és a régi kezdetű női kontrollok kalóriabevitele egyaránt alacsonyabb volt, mint az UW kontrolloké, a hímek esetében pedig az NIA J/A és az UW kontrollok kalóriabevitele nem különbözött egymástól, de a régi kezdetű NIA kontrolloké alacsonyabb volt mindkettőnél.

4. ábra: Az NIA és az UW majmok táplálékbeviteli adatai.

A hím és nőstény majmok táplálékfelvétele (napi értékek kalóriában) az UW-n és az NIA-n kor szerint csoportosítva, ahol a hím J/A a fiatalkori és serdülőkori kezdetű állatokat, a nőstény J/A a fiatalkori és felnőttkori kezdetű állatokat, az öreg pedig az előrehaladott korú kezdetű állatokat tartalmazza. A dobozokon belül fehérrel jelölt számjegyek az egyes adatpontokhoz hozzájáruló egyedi állatok számát jelölik, az adatokat az átlag ± az átlag középértékeiként tüntettük fel.

A CR hatása a betegségek előfordulására

Az egészségspan fogalma meglehetősen új keletű az öregedéskutatásban, ahol különbséget tesznek a kronológiai életkor és az egészségi állapot között34. Hagyományosan mind a medián, mind a maximális élettartam növekedését a késleltetett öregedés jellemzőjének tekintették, és az egészségi állapot javulását a hosszú élet szükséges és nyilvánvaló összetevőjének tartották. A nézőpont némileg eltolódott az egészség és a morbiditás nagyobb hangsúlyozása felé, így az olyan beavatkozást, amely a megnövekedett élettartam hiányában is javítja az egészségi állapotot, az öregedési beavatkozás rendkívül kedvező és legitim példájának tekintik. A kor előrehaladtával a rhesusmajmok számos, az embernél is megfigyelhető betegséggel szemben sérülékenyek. A legelterjedtebbek közé tartoznak a rák, a szívbetegségek, valamint az immunrendszer működési zavarával és gyulladásával kapcsolatos állapotok, és mindkettőre találtunk példát az NIA és az UW öregedési és CR-vizsgálataiban részt vevő majmoknál (4. kiegészítő táblázat).

Az éhgyomri glükóz mérések mindkét vizsgálatban közösek voltak, és a longitudinális adatok láthatók (5. ábra). Egészséges felnőtt rhesusmajmoknál az éhgyomri glükózszint 64-68 mg dl-1 (hivatkozások 18, 35). Az NIA J/A esetében az éhgyomri glükózszintek ∼23 éves korig egyenértékűek voltak a kontroll és a CR esetében, ezt követően a kontroll és a CR hímek, de a nőstények nem kezdtek eltérni. Mind a kontroll, mind a CR nőstényeknél ∼21 éves kor után az éhgyomri glükózszintek életkorral összefüggő növekedése volt megfigyelhető. Az UW-majmok esetében a kontroll hímek éhgyomri glükózszintje 15 éves kortól magasabb volt, mint a CR-é, és a görbék ∼23 éves kor után tovább távolodtak egymástól, míg a kontroll és CR nőstények között csak ∼21 éves kor után alakult ki észrevehető különbség. Az NIA idős korú kohorszok esetében az éhgyomri glükózszint a vizsgálati időszak alatt következetesen alacsony volt. Ezek az adatok a rhesusmajmoknál az éhgyomri glükóz életkorral összefüggő növekedésére utalnak, és kiemelik az UW kontroll hímeket, mint akik hajlamosak az emelkedett keringő glükózra éhgyomri állapotban. Az elhízás és az éhgyomri glükózszintek közötti kapcsolatot vizsgáló többszintű modellezéssel csak az UW hímek esetében találtunk szignifikáns kapcsolatot (P=0,005). Az életkor és az étrend közötti szignifikáns interakciót is kimutattuk (P=0,014), ami arra utal, hogy az életkor hatása az elhízás és a glükoregulációs paraméterek közötti kapcsolatra a kontroll és a CR majmok esetében eltérő.

5. ábra: Éhomi glükózértékek az NIA és az UW majmoknál.

A keringő glükózszintek (mg dl-1) az UW és az NIA hím és nőstény majmok esetében kor szerint csoportosítva láthatók, ahol a hím J/A a fiatal és serdülő korú, a nőstény J/A a fiatal és felnőtt korú, az öreg pedig az előrehaladott korú állatokat tartalmazza. A dobozokon belül fehérrel jelölt számjegyek az egyes adatpontokhoz hozzájáruló megfigyelések számát jelölik, az adatokat átlag ± az átlag középértékének szórása mutatja.

Az állatorvosok mindkét vizsgálati helyszínen kétévente dokumentálták a majmok testi állapotát és általános egészségi állapotát, valamint az azonosított betegségek vagy rendellenességek mutatóit. Az életkort, amikor egy majomnál először diagnosztizáltak életkorral összefüggő betegséget, használták a megbetegedési görbék létrehozásához (6. ábra). Az életkorral összefüggő állapotok közé tartozott a szarkopénia, a csontritkulás, az ízületi gyulladás, a divertikulózis, a szürkehályog és a tartós szívzörejek, valamint az életkorral összefüggő betegségek, köztük a rák, a cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek. A Cox-proporcionális kockázati regressziós modellezés azt mutatta, hogy az életkorral összefüggő állapotok ∼2,7-szer nagyobb arányban fordultak elő a kontroll állatoknál, mint a CR az UW-majmoknál (HR: 2,665; CI: 1,527-4,653; P=0,0006). Az NIA J/A kohorszban az életkorral összefüggő állapotok kétszer olyan gyakran fordultak elő a kontroll majmoknál, mint a CR-nél (HR: 2,091; CI: 1,169-3,641; P=0,0125) (5. kiegészítő táblázat; 2. kiegészítő ábra). Az idős korú NIA-majmok előrehaladott kora kizárta az életkorral összefüggő állapot első előfordulásának kimutatását.

6. ábra: Az NIA- és UW-majmok morbiditási görbéi láthatóak.

(a) A grafikonok az életkorral összefüggő betegségek, rendellenességek vagy állapotok első előfordulását mutatják az UW (fent) és az NIA J/A (lent) hímek és nőstények együttesére vonatkozóan. Az ábrához kapcsolódó statisztikákat a Kiegészítő információk 4. kiegészítő táblázata tartalmazza. (b) Az időskorral összefüggő prevalens állapotok előfordulása főemlősöknél az UW és az NIA kontroll- és CR-állatai esetében (J/A és idős korúak együttesen). A vizsgálatok összehasonlítása érdekében a rák és a szív- és érrendszeri betegségek előfordulását a boncoláskor jelentettük, és az elhunyt állatok százalékában fejeztük ki.

Az emberi populációkban elterjedt, korral összefüggő betegségek, például a rák, a szív- és érrendszeri betegségek és a glükoregulációs diszfunkció/diabétesz előfordulását a UW és az NIA majmoknál határoztuk meg, J/A és old-onset együttesen. A diagnózisokat az állatorvosi személyzet állította fel klinikailag a bemutatáskor, és a betegséggel kapcsolatos patológiát a boncolás során egy szakvizsgával rendelkező patológus erősítette meg. A boncolás során klinikailag csendes patológiákat azonosítottak. A vizsgálatok összehasonlítása érdekében a rák és a szív- és érrendszeri rendellenességek előfordulását boncoláskor jelentették. Az adenokarcinóma volt a vezető halálok mindkét vizsgálati helyszínen, összhangban a rhesusmajmok rákos megbetegedéseinek gyakoriságáról szóló korábbi jelentésekkel36,37 . Az adenokarcinóma vagy más, kevésbé gyakori daganatok előfordulása mindkét helyszínen alacsonyabb volt a CR-majmoknál (6. ábra). A szív- és érrendszeri betegségek leggyakoribb diagnózisa az élő állatokban a mitrális billentyű diszfunkciója volt, míg a boncoláskor szívbillentyű-endokardiózis, kardiomiopátia és szívizomfibrózis volt kimutatható. A szív- és érrendszeri rendellenességek előfordulása alacsonyabb volt a CR-majmoknál, mint a kontrolloknál az UW-nál. Az étrendnek nem volt nyilvánvaló hatása a szív- és érrendszeri betegségek előfordulására az NIA-ban élő majmok esetében; mind a kontroll-, mind a CR-majmok esetében azonban az előfordulási gyakoriság alacsonyabb volt, mint az UW-kontrollok esetében. A glükoregulációs funkció értékelése mindkét helyszínen a rutinszerű klinikai ellátás része volt, bár a két helyszínen különböző betegségstádiumokat képviselő klinikai definíciókat alkalmaztak. Az emberekhez38,39 hasonlóan az inzulinrezisztencia a rhesusmajmoknál35,40 a károsodott éhomi glükózszintet megelőzően jelentkezik, ami a teljes cukorbetegségbe való átmenet előtt következik be. Az UW-n az inzulinérzékenység elvesztését használták a glükoregulációs károsodás diagnosztizálására, és azt éhgyomri inzulinszintként (>70 μU ml-1) és inzulinérzékenységi indexként (Si)<2(E-04) határozták meg, amelyet gyakran végzett intravénás glükóztolerancia-teszttel határoztak meg. A NIA-nál az éhgyomri glükóz (>100 mg dl-1), a glükozuria és a HbA1c (>6,5%) méréseket használták a cukorbetegség meghatározására. A CR állatoknál mind az UW, mind az NIA vizsgálati helyszíneken alacsonyabb volt a glükoregulációs diszfunkció előfordulása, mint a kontrolloknál. Többszintű modellezést alkalmaztak az elhízás és a megbetegedések közötti lehetséges összefüggések vizsgálatára, de egyik vizsgálatból sem mutattak ki szignifikáns hatást egyik csoport esetében sem. Hasonlóképpen, az összes NIA-csoport és az UW-férfiak esetében sem mutattak ki kapcsolatot az elhízás és a halálozás között. Az UW nők esetében az elhízás a halálozási kockázat szerény mértékű csökkenésével járt együtt (HR: 0,927; P=0,01), de csak az életkor és az étrend figyelembevételével történő korrekció után. Ezek az adatok arra utalnak, hogy az elhízás hatása a túlélési kockázatra nemi dimorf és az életkorral változik.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.