Calorische restrictie verbetert gezondheid en overleving van resusapen

Intrinsieke verschillen in studieopzet

De meeste van de vroege knaagdier CR studies betroffen zeer jonge onset levenslange CR gestart na het spenen, meestal in inteelt genetische achtergronden. In de jaren ’80 werd duidelijk dat CR bij volwassen muizen (12 maanden oud) ook effectief was in het vertragen van veroudering en het verlengen van de levensduur bij knaagdieren, zij het in mindere mate dan bij het jonge model22. Veel CR-studies met knaagdieren kiezen ervoor controledieren ad libitum hoeveelheden voedsel te geven, terwijl andere minder dan ad libitum hoeveelheden verstrekken, met als argument dat deze strategie de verstorende effecten van obesitas vermijdt en de variabiliteit in voedselinname tussen individuen vermindert. Bij de start van de NIA resusaapstudie in 1987 werd de CR zo toegepast dat de controle-apen niet vrij werden gevoed. De voedselrantsoenen werden bepaald in overeenstemming met gegevens gepubliceerd door de National Research Council om een ad libitum inname te benaderen op basis van leeftijd en lichaamsgewicht van de volwassen controleaapjes zonder overvoeding23. De rantsoenen werden verhoogd om de groei en ontwikkeling in stand te houden tot de volwassenheid was bereikt. CR-apen kregen 30% minder voedsel dan controle-apen met dezelfde lengte, leeftijd en geslacht. De interventie werd gestart in groepen jonge en oude mannetjes, en groepen jonge, volwassen en oude vrouwtjes24 (tabel 1). De UW-studie, die in 1989 van start ging, startte het CR-dieet alleen bij volwassen dieren, nadat deze een volgroeid gestalte hadden bereikt (∼8 jaar voor resusapen)25 . Aan de controledieren werd voedsel verstrekt op een niveau dat ongeveer overeenkwam met ad libitum. Om rekening te houden met de heterogeniteit van het voedingsgedrag binnen de cohort, werd de ad libitum referentie voor elk individu vastgesteld aan de hand van de voedselinname gemeten over een periode van 3-6 maanden, en werd CR per individu toegepast. De rationale voor deze ontwerpkenmerken bij UW was het uitvoeren van een studie zoals die bij mensen zou kunnen zijn uitgevoerd.

Tabel 1 Opzet van de studie.

De herkomst van de apen in elk cohort en het vertegenwoordigde populatietype is ook een punt van verschil voor de twee studies. De UW-apen werden geboren en grootgebracht in het Wisconsin National Primate Research Center en waren allemaal van Indiase afkomst. De NIA-apen waren afkomstig van verschillende locaties en omvatten apen van zowel Indiase als Chinese herkomst. Chinese mannelijke resusapen zijn over het algemeen zwaarder en langer dan hun Indiase tegenhangers, terwijl het omgekeerde het geval is voor de vrouwtjes, en van Chinese resusapen wordt ook aangenomen dat zij een groter seksueel dimorfisme vertonen26. Apen van verschillende herkomst zijn genetisch zo verschillend dat zij kunnen worden onderscheiden aan de hand van een panel van single nucleotide polymorfismen27. Afgezien van populatieverschillen vertonen resusapen een vergelijkbare mate van inter-individuele genetische variatie als de mens28. De bijdrage van het populatietype aan verschillen in uitkomsten van de twee studies, in tegenstelling tot de bijdrage van individuele genetische heterogeniteit, is dus moeilijk vast te stellen.

De voedingssamenstellingen vormden een ander belangrijk verschil tussen de twee studies. Ten eerste was de bron van de dieetcomponenten verschillend. In de NIA-faciliteit werd een natuurlijk dieet gebruikt om ervoor te zorgen dat micronutriënten zoals fytochemicaliën en sporenmineralen werden verstrekt, waarbij werd erkend dat er seizoensgebonden variatie mogelijk was. Aan de UW daarentegen werd een halfgezuiverd dieet gebruikt om ervoor te zorgen dat de inname volledig kon worden bepaald en consistent bleef in de loop van het onderzoek. Ten tweede, hoewel de diëten op beide locaties een vergelijkbare calorische dichtheid hadden, was de relatieve macronutriëntensamenstelling van de diëten niet gelijkwaardig (tabel 2). Vergeleken met het UW-dieet had het NIA-dieet een lager vetgehalte, een hoger eiwitgehalte en een hoger vezelgehalte. Ten slotte was ook het nutriëntengehalte van de diëten verschillend. Op beide locaties bevatten de diëten 60% koolhydraten in gewicht, maar sucrose maakte minder dan 7% van de totale koolhydraten uit in het NIA en 45% van de totale koolhydraten in UW. De diëten op beide locaties waren rijk aan vitaminen, die op of boven de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid werden verstrekt.

Tabel 2 Voedselsamenstelling op elke locatie.

De voedingspraktijken verschilden ook tussen de studies. In het NIA kregen de apen elke dag twee maaltijden, om ∼6:30 en 13:00 uur. Het voedsel dat overbleef na de ochtendmaaltijd werd na ongeveer 3 uur verwijderd, en er werd een caloriearme traktatie gegeven, meestal in de vorm van een klein stuk fruit. Het middageten werd niet verwijderd, zodat de apen ’s nachts toegang hadden tot voedsel. Bij UW werden alle apen ’s morgens om 8.00 uur gevoederd en het overblijvende voedsel werd verwijderd om ∼16.00 uur, waarna een traktatie van vers fruit of groenten werd gegeven, die snel en volledig werd opgegeten. Het voedselrantsoen van de controledieren werd zo aangepast dat er aan het eind van de dag altijd wat niet opgegeten voedsel overbleef. Op deze manier werden de UW-dieren overdag ad libitum gevoederd, maar ’s nachts van voedsel verstoken. Hoewel er aanzienlijke verschillen waren in de opzet van de studie, zoals hierboven beschreven, moet worden opgemerkt dat de huisvesting van de dieren en de routine-verzorging van de dieren in de primatenfaciliteiten van het NIA en UW gelijkwaardig waren. Dit omvatte identieke huisvestingsomstandigheden, temperatuur en vochtigheidsgraad, lichtcycli, en het gebruik van leidingwater, dat continu beschikbaar was. In beide studies werden de dieren meerdere malen per dag gemonitord, en was er een aangewezen veterinaire staf die de dieren routinematig inspecteerde en waar nodig uitstekende zorg verleende.

Invloed van CR op overleving

Het aanvankelijke doel van zowel de NIA- als de UW-studies was het bepalen van de invloed van CR op de gezondheid van resusapen, aangezien het niet vanzelfsprekend was dat CR een geschikte interventie zou zijn bij soorten met een lange levensduur. Het onderzoek naar de invloed van CR op de levensduur werd op geen van beide onderzoekslocaties als een primair resultaat beschouwd. Hoewel 121 apen aan de NIA studie deelnamen, was het vanwege de verschillen in leeftijd (van 1 tot 23 jaar) niet mogelijk de dieren te groeperen voor data analyse. Hoewel het leeftijdsbereik voor de aanvangsleeftijd kleiner is voor de UW-studie (leeftijd 7-15 jaar), met slechts 38 genetisch verschillende raszuivere apen per groep (inclusief beide geslachten), leek het onwaarschijnlijk dat de studie de statistische power zou hebben die nodig is om het effect van CR op de levensduur te testen. Hoewel geen van beide studies gegevens over de levensduur vermeldt, hebben beide studies wel overlevingsgegevens opgeleverd. Voor resusapen in gevangenschap was de eerder gerapporteerde mediane overleving ∼26 jaar, de 10%-overleving ∼35 jaar en de maximale overleving ∼40 jaar29. Sterftecurven werden afzonderlijk gegenereerd voor UW en NIA (Fig. 1). Overlevingsschattingen voor apen op beide locaties werden berekend op basis van gegevens die tot juli 2015 waren vastgelegd met behulp van de drie meest gangbare statistische methoden: Kaplan-Meier product-limit methode; Cox proportionele hazard regressie en parametrische overlevingsanalyse uitgaande van een Weibull verdeling (Tabel 3). Omdat de Weibull-verdeling een speciaal geval is van de gegeneraliseerde extreme-waardeverdeling, is zij geschikt voor de raming van de bovenste kwantielen van een overlevingsverdeling en de maximale levensduur, vooral wanneer er gecensureerde gegevens zijn door dieren die in leven blijven30.

Figuur 1: Sterftecurven voor apen bij UW en bij NIA.

Deze curven geven de gegevens weer voor mannelijke en vrouwelijke apen bij de UW-studie en bij de NIA-studie. De dieren zijn gegroepeerd naar leeftijd, waarbij mannetjes J/A jonge en adolescente dieren omvatten, vrouwtjes J/A jonge en volwassen dieren omvatten, en oud de dieren omvat die op gevorderde leeftijd zijn gekomen. Inzetvakken geven de nog levende dieren aan, de stippellijn geeft 50% sterfte aan. Statistieken met betrekking tot deze figuur zijn te vinden in de aanvullende informatie, aanvullende tabel 1.

Tabel 3 Schattingen van de overleving.

In de UW-studie naar volwassenheid lag de geschatte overleving van de UW-controledieren dicht bij die van het gemiddelde dat voor apen in gevangenschap is vastgesteld (∼26 jaar oud). Wanneer zowel mannetjes als vrouwtjes tezamen werden beschouwd, werd een statistisch significant effect van CR op de toename van de overleving waargenomen (Cox regressie P=0.017; Aanvullende Tabel 1). De hazard ratio (HR) van 1,865 (95% betrouwbaarheidsinterval (CI): 1,119-3,108) gaf aan dat op elk tijdstip de controle-apen bijna tweemaal zoveel sterfte hadden als de CR-dieren. Het effect van geslacht op de reactie op CR was statistisch niet significant. Kaplan-Meier analyse toonde aan dat mediane overlevingsschattingen groter waren voor CR-dieren voor zowel mannetjes als vrouwtjes (Tabel 3). In de NIA-studie hebben grote verschillen in de leeftijd van de apen op het moment van aanwerving voor de studie (tabel 1) geleid tot een scheiding van de gegevens van de vroege en late onset-groepen. Hier en in dit hele verslag zijn mannelijke NIA-junioren en -adolescenten (J/A) gegroepeerd en vrouwelijke juvenielen en volwassenen (J/A). De Kaplan-Meier mediane geschatte overleving was niet verschillend tussen NIA controle en CR dieren voor de J/A begin groepen van mannetjes of vrouwtjes (Fig. 1). Hoewel Cox proportionele hazard regressie aangaf dat de verschillen in overleving tussen J/A controle en CR niet statistisch significant waren (supplementaire tabel 1), bereikten CR apen 80% sterfte eerder dan de controles voor beide geslachten. Aangezien 38% van het NIA J/A-cohort nog in leven is, zijn de overlevingscurven onvolledig en moet het effect op de overleving nog worden bepaald; de vroege sterfte suggereert echter dat voor sommige individuen de implementatie van CR bij de zeer jonge dieren een overlevingsrisico kan inhouden. Voor CR op oudere leeftijd was de Kaplan-Meier schatting van de overleving niet verschillend tussen de controle- en CR-groepen voor zowel mannetjes als vrouwtjes (Tabel 3), maar de schattingen van de overleving waren hoger dan die van J/A-apen en UW-controles. Voor zowel mannetjes als vrouwtjes waren de overlevingsschattingen voor het NIA-cohort met ouderdomsverschijnselen vergelijkbaar met of hoger dan die voor UW CR.

Hoewel er kleine discrepanties waren in de geschatte mediane overleving tussen de niet-parametrische Kaplan-Meier en parametrische Weibull-schattingsmethoden, waren de overlevingsvergelijkingen tussen onderzoekslocaties met gebruikmaking van beide analyses consistent. Er werd een zekere mate van seksueel dimorfisme waargenomen in de overlevingsresultaten, waarbij de incidentie van vroegtijdig overlijden groter leek te zijn voor vrouwen. Deze waarneming kan gedeeltelijk worden verklaard door endometriose, de proliferatie van endometriumweefsel buiten de baarmoeder. Endometriose kan relatief veel voorkomen bij apen in gevangenschap (∼25%), en het risico is aanzienlijk groter bij wijfjes die geen baarmoeder hebben31,32. De incidentie van endometriose was gelijk voor de controle- en CR-groepen. Voor de J/A-cohorten in de NIA-studie overleden 12 van de 44 vrouwen aan complicaties als gevolg van endometriose, en van deze vrouwen waren de juveniele vrouwen nullipaar. Bij de vrouwen die voor de UW-studie werden gerekruteerd, daarentegen, werden ten minste één maar niet meer dan drie gezonde kinderen geboren33 , en slechts 2 van de 30 vrouwen stierven aan complicaties als gevolg van endometriose. Een andere factor die een rol speelt houdt verband met het beleid inzake de behandeling van klinische aandoeningen. Bij UW werd het beleid om klinische aandoeningen te behandelen vanaf het begin uitgevoerd. In het NIA werden acute pijn en lijden altijd behandeld, maar chronische medische aandoeningen, waaronder endometriose, werden wel gecontroleerd maar niet medisch behandeld. In 2010 werd een beleidswijziging doorgevoerd vanwege de hoge incidentie van endometriose. De power om de impact van CR op de overleving voor NIA J/A vrouwtjes te beoordelen is door deze ene aandoening enigszins gecompromitteerd.

Biometrische en voedselinname maten uit beide studies

Voor meer dan een kwart eeuw tijdens deze studies, werden lichaamsgewicht, lichaamssamenstelling en voedselinname gemeten voor alle 197 apen. Het lichaamsgewicht werd bij nuchtere en verdoofde apen 2-4 keer per jaar bepaald tijdens routineprocedures. De longitudinale gegevens voor alle apen werden gemiddeld per leeftijd van het dier (fig. 2a). Net als bij de mens treedt bij apen vaak cachexie op of een snel gewichtsverlies aan het einde van het leven. Om verwarrende effecten van gewichtsverandering die geen verband houdt met voedselinname of dieet te vermijden, werden de gegevens van het laatste levensjaar van elke aap uitgesloten. Om vergelijkingen tussen de cohorten te vergemakkelijken, werden de gegevens gegroepeerd in drie leeftijdscategorieën: jongvolwassene (11-13 jaar), late middelbare leeftijd (18-20 jaar) en gevorderde leeftijd (25-27 jaar) (aanvullende tabellen 2 en 3).

Figuur 2: Gegevens over het lichaamsgewicht van apen bij het NIA en de UW.

(a) Lichaamsgewicht (kg) voor mannelijke en vrouwelijke apen bij UW en bij het NIA, gegroepeerd per leeftijd waarbij mannelijke J/A jonge en adolescente dieren omvat, vrouwelijke J/A jonge en volwassen dieren omvat, en oude dieren de dieren omvat die op hoge leeftijd zijn gekomen. De cijfers in het wit in de vakken zijn de aantallen individuele dieren die aan elk gegevenspunt hebben bijgedragen; de gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± s.e. van het gemiddelde. (b) Vergelijking van de gemiddelden van het lichaamsgewicht van apen uit UW- en NIA-studies met de gegevens van de internet Primate Aging Database (iPAD). Het gemiddelde lichaamsgewicht voor controle- en CR-apen op beide onderzoekslocaties is bepaald per leeftijdscategorie, met inbegrip van volwassen apen (11-13 jaar), apen van late middelbare leeftijd (18-20 jaar) en apen van hoge leeftijd (25-27 jaar). De gegevens worden uitgedrukt als percentage afwijking van het iPAD-gemiddelde voor vrouwtjes en mannetjes van elke leeftijdscategorie. Statistieken met betrekking tot deze figuur zijn te vinden in de aanvullende informatie, aanvullende tabellen 2 en 3.

Gezien eerst de vrouwelijke apen, was het lichaamsgewicht voor de NIA J/A voor geen enkele leeftijdscategorie significant verschillend tussen controle- en CR-apen. UW CR-vrouwtjes wogen significant minder (17-26%) dan de controlegroep gedurende de gehele studieperiode, en UW-controlevrouwtjes wogen significant meer dan NIA J/A-controlevrouwtjes gedurende de gehele studieperiode (supplementaire tabel 2). Het lichaamsgewicht van NIA-vrouwtjes met ouderdomsverschijnselen verschilde niet significant tussen controles en CR-vrouwtjes, en was significant lager dan het lichaamsgewicht van UW-vrouwtjes. Samenvattend kan worden gesteld dat voor NIA J/A en old-onset vrouwelijke cohorten, het lichaamsgewicht voor controle- en CR-apen niet van elkaar verschilde en alle significant lager waren dan dat van de UW-controles. Wat vervolgens de mannelijke apen betreft, wogen NIA J/A CR mannetjes significant minder (19-22%) dan hun controlegroepgenoten gedurende de gehele studie. Het verschil tussen de UW-controle- en CR-apen was iets groter (24-35%), waarbij de CR-apen aanzienlijk minder wogen dan de controlegroepen. Het gemiddelde piekgewicht van NIA J/A-controlemannetjes was ∼15% lager dan dat van UW-controlemannetjes, maar de verschillen in lichaamsgewicht waren alleen significant voor de jonge leeftijdscategorie (aanvullende tabel 3). Het lichaamsgewicht van de oude NIA-controle- en CR-mannen verschilde niet significant op middelbare of gevorderde leeftijd, en de oude NIA-mannen wogen significant minder dan de UW-controles. Samenvattend, NIA J/A en UW mannelijke cohorten vertoonden een duidelijke lichaamsgewicht respons op CR, maar old-onset NIA controle en CR mannetjes verschilden niet van elkaar en waren significant lager dan de UW controles.

De internet Primate Aging Database (iPAD; http://ipad.primate.wisc.edu) is een repository van klinische en biometrische gegevens van gezonde, niet-experimentele, niet-menselijke primaten in gevangenschap gehuisvest in onderzoeksfaciliteiten in de VS. Aan de hand van gegevens van meer dan 1.200 individuele resusapen van Indische oorsprong werden gemiddelde lichaamsgewichten berekend voor de bovengenoemde leeftijdscategorieën voor mannetjes (respectievelijk 11,6, 12,1, 11,5 kg) en vrouwtjes (respectievelijk 7,4, 8,4, 7,8 kg). UW-controle- en CR-apen vielen aan weerszijden van deze gemiddelden; controle-apen waren zwaarder dan het iPAD-gemiddelde (∼18% voor mannetjes; ∼19% voor wijfjes), en CR-apen hadden een lager lichaamsgewicht dan het iPAD-gemiddelde (∼12% voor mannetjes; ∼11% voor wijfjes) (Fig. 2b). Voor NIA J/A waren de controlemannetjes even zwaar tot iets zwaarder (5-10%) dan het iPAD-gemiddelde en wogen de CR-apen minder dan het iPAD-gemiddelde (∼20%), terwijl zowel de controle- als de CR-vrouwtjesapen gedurende de hele studie minder wogen dan het iPAD-gemiddelde (respectievelijk ∼10% en ∼20%). Alle NIA-apen met ouderdomsverschijnselen wogen minder dan het iPAD-gemiddelde, zowel bij de controle-apen (∼15% voor de vrouwtjes; ∼10% voor de mannetjes) als bij de CR-apen (∼22% voor de vrouwtjes; ∼21% voor de mannetjes). Samenvattend waren de lichaamsgewichten van UW en NIA controle apen niet gelijkwaardig aan elkaar, en afgezien van J/A mannetjes, waren ze respectievelijk hoger en lager van het iPAD gemiddelde.

Om inzicht te krijgen in verschillen in het effect van leeftijd en dieet op de lichaamssamenstelling, werden dubbele röntgen absorptiometrie metingen uitgevoerd met tussenpozen in de loop van de twee studies (Fig. 3). Aangezien bij elk dier meerdere metingen in de tijd werden uitgevoerd, werden schattingen van het gemiddelde adipositaspercentage (vet/lichaamsgewicht uitgedrukt in procent) gecorrigeerd voor leeftijd (supplementaire Fig. 1). Binnen de groepen werd een hoofdeffect van leeftijd op adipositas vastgesteld voor de NIA J/A en UW cohorten. Een hoofdeffect van dieet werd gedetecteerd voor NIA J/A mannen en voor zowel mannen als vrouwen uit de UW studie, waar CR werd geassocieerd met significant lagere adipositas. De NIA J/A controle- en CR-vrouwtjes verschilden niet van elkaar in adipositas en geen van de NIA oud-onset apengroepen had een hoofdeffect van CR op adipositas. Door de gegevens van NIA J/A en UW te combineren, werd een verschil in adipositas ontdekt tussen de controles van de twee studies voor zowel mannetjes als vrouwtjes, waarbij NIA-apen een significant lager percentage lichaamsvet hadden. Controlemonsters van NIA J/A verschilden niet statistisch van UW CR in procent lichaamsvet voor beide geslachten. Deze gegevens tonen een effect van leeftijd op adipositas in alle drie groepen en onthullen dat het effect van CR op adipositas werd waargenomen voor beide groepen UW-apen en bij NIA alleen voor J/A mannetjes.

Figuur 3: Adipositasgegevens voor vrouwelijke en mannelijke apen bij NIA en UW.

Percentage adipositas (vet (g)/totaal lichaamsgewicht (g)) berekend aan de hand van DXA-metingen (Dual Energy X-ray Absptiometry) die in de loop van de studies zijn uitgevoerd voor mannelijke en vrouwelijke apen bij UW en bij NIA, gegroepeerd per leeftijd, waarbij mannelijke J/A jonge en adolescente dieren omvatten, vrouwelijke J/A jonge en volwassen dieren omvatten, en oude dieren de dieren omvatten die op hoge leeftijd zijn gekomen. De cijfers in het wit in de vakjes zijn het aantal individuele dieren dat bijdroeg aan elk gegevenspunt; de gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± s.e. van het gemiddelde.

Ontvangst van voedsel werd op beide locaties dagelijks gecontroleerd. Bij UW werden de dagelijkse metingen van de voedselinname gebruikt om de gemiddelden te berekenen. In het NIA werden de gemiddelden voor de voedselinname berekend op basis van metingen die gedurende één week per jaar werden verricht en die representatief werden geacht voor de typische inname. De longitudinale gegevens voor alle apen werden gemiddeld per leeftijd van het dier (Fig. 4). Gegevens van het laatste levensjaar van elke aap werden buiten beschouwing gelaten om verstorende effecten te vermijden van eetgedrag aan het einde van het leven, dat gewoonlijk verlies van eetlust inhoudt. Als we eerst de vrouwtjes bekijken en de hierboven gedefinieerde leeftijdscategorieën gebruiken voor zowel UW als NIA J/A, verbruikten de controles significant meer calorieën dan de CR op zowel jonge als middelbare leeftijd, maar het verschil bleef alleen bestaan voor de vrouwelijke UW-apen op hogere leeftijd. Voor de oude NIA was er geen verschil in calorie-inname tussen controle- en CR-apen. Bij de controle-apen namen de UW-vrouwtjes significant meer calorieën op dan de NIA J/A op middelbare en gevorderde leeftijd en meer dan de old-onset op gevorderde leeftijd. Bij de mannetjes verbruikten de NIA J/A controles significant meer calorieën dan de CR op jonge en middelbare leeftijd en het verschil tussen controle en CR was alleen significant voor UW op middelbare leeftijd. Bij de oudere mannen van NIA was er alleen op gevorderde leeftijd een significant verschil in calorie-inname tussen controle en CR. Bij de controles verschilde de calorie-inname voor NIA J/A- en UW-mannen op geen enkel punt in de studie, maar ouderdomsjongen consumeerden op middelbare leeftijd significant minder dan UW-mannen en NIA J/A-mannen. Samenvattend werden significante verschillen in calorie-inname vastgesteld tussen controle- en CR-apen voor mannelijke en vrouwelijke NIA J/A- en UW-cohorten, maar niet voor old-onset cohorten tot op gevorderde leeftijd en dan alleen voor mannetjes. Bij vergelijking tussen locaties was de calorie-inname voor vrouwelijke NIA-controles van zowel J/A- als ouderdoms-ontsteking lager dan die van UW-controles, en voor mannetjes was de calorie-inname van NIA J/A- en UW-controles niet verschillend van elkaar, maar ouderdoms-ontstekingscontroles van NIA waren lager dan die van beide.

Figuur 4: Voedselinnamegegevens voor apen bij NIA en UW.

Voedselinname (dagelijkse waarden in Kcalorieën) voor mannelijke en vrouwelijke apen bij UW en bij NIA, gegroepeerd per leeftijd waarbij mannelijke J/A jonge en adolescente dieren omvat, vrouwelijke J/A jonge en volwassen dieren omvat, en oude dieren de dieren omvat die op hoge leeftijd zijn gekomen. De cijfers in het wit in de vakjes zijn de aantallen individuele dieren die aan elk gegevenspunt hebben bijgedragen, de gegevens worden weergegeven als gemiddelde±s.e. van het gemiddelde.

Impact van CR op incidentie van ziekte

Het concept van de gezondheidsspan is een vrij recente ontwikkeling in het verouderingsonderzoek, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen chronologische leeftijd en gezondheidsstatus34. Traditioneel werd een toename van zowel de mediane als de maximale levensduur beschouwd als het kenmerk van vertraagde veroudering, en verbeteringen in de gezondheid werden beschouwd als een noodzakelijke en vanzelfsprekende component van een lange levensduur. Het perspectief is enigszins verschoven in de richting van een grotere nadruk op gezondheid en morbiditeit, zodat een interventie die zelfs bij afwezigheid van een langere levensduur een betere gezondheid oplevert, als een zeer gunstig en legitiem voorbeeld van een verouderingsinterventie wordt beschouwd. Met het vorderen van de leeftijd zijn resusapen kwetsbaar voor veel van dezelfde aandoeningen die bij de mens worden waargenomen. Tot de meest voorkomende behoren kanker, hartziekten en aandoeningen die verband houden met immuundisfunctie en ontsteking, en voorbeelden van elk werden geïdentificeerd bij apen in de verouderings- en CR-studies van zowel het NIA als de UW (aanvullende tabel 4).

Vaststelling glucosemetingen waren gemeenschappelijk voor beide studies en de longitudinale gegevens worden getoond (Fig. 5). Bij gezonde volwassen resusapen bedraagt de nuchtere glucosespiegel 64-68 mg dl-1 (refs 18, 35). Voor NIA J/A waren de nuchtere glucosewaarden voor controles en CR gelijkwaardig tot ∼23 jaar, waarna de controle- en CR-mannetjes, maar niet de vrouwtjes, uiteen begonnen te lopen. Zowel de controle- als de CR-vrouwtjes vertoonden een leeftijdsgerelateerde stijging van de nuchtere glucosespiegels na ∼21 jaar. Bij de UW-apen hadden de controlemannetjes vanaf de leeftijd van 15 jaar een hogere nuchtere glucosespiegel dan de CR-apen, met een verdere divergentie van de curven na ∼23 jaar, terwijl een merkbaar verschil tussen controle- en CR-vrouwtjes pas na ∼21 jaar optrad. Voor de NIA-cohorten met beginnende ouderdom was de nuchtere glucose consequent laag gedurende de gehele onderzoeksperiode. Deze gegevens wijzen op een leeftijdsgerelateerde toename van de nuchtere glucose bij resusapen en de UW-controlemannetjes hebben de neiging om in nuchtere toestand een verhoogde circulerende glucose te ontwikkelen. Met behulp van multilevel modellering om de relatie tussen adipositas en nuchtere glucosespiegels te onderzoeken werd alleen voor UW mannetjes een significant verband vastgesteld (P=0,005). Er werd ook een significante interactie tussen leeftijd en dieet vastgesteld (P=0,014), wat suggereert dat de invloed van leeftijd op de relatie tussen adipositas en glucoregulerende parameters verschillend is voor controle- en CR-apen.

Figuur 5: nuchtere glucosewaarden voor apen in het NIA en UW.

Circulerende glucosegehalten (mg dl-1) worden getoond voor mannelijke en vrouwelijke apen bij UW en bij NIA, gegroepeerd per leeftijd waarbij mannelijke J/A jonge en adolescente dieren omvat, vrouwelijke J/A jonge en volwassen dieren omvat, en oude dieren de dieren omvat die op hoge leeftijd zijn gekomen. De cijfers in het wit in de vakjes zijn het aantal waarnemingen dat bijdraagt tot elk gegevenspunt, de gegevens worden weergegeven als gemiddelde±s.e. van het gemiddelde.

Veterinairen documenteerden de lichaamsconditie en de algemene gezondheid van de apen tweejaarlijks op beide onderzoekslocaties en identificeerden indicatoren van ziekten of aandoeningen. De leeftijd waarop bij een aap voor het eerst een leeftijdsgerelateerde aandoening werd vastgesteld, werd gebruikt om morbiditeitscurven te genereren (Fig. 6). Leeftijdsgebonden aandoeningen omvatten sarcopenie, osteoporose, artritis, diverticulose, cataract en persisterende hartruis, naast leeftijdsgebonden ziekten zoals kanker, diabetes en hart- en vaatziekten. Cox-proportionele hazard regressie modellering gaf aan dat leeftijdsgerelateerde aandoeningen zich ∼2,7 maal zo vaak voordeden bij controledieren als bij CR voor UW-apen (HR: 2,665; CI: 1,527-4,653; P=0,0006). In het NIA J/A cohort kwamen leeftijdsgerelateerde aandoeningen tweemaal zo vaak voor bij controledieren als bij CR (HR: 2,091; CI: 1,169-3,641; P=0,0125) (Supplementary Table 5; Supplementary Fig. 2). Door de hoge leeftijd van de apen bij NIA kon het eerste optreden van een leeftijdsgerelateerde aandoening niet worden vastgesteld.

Figuur 6: Morbiditeitscurven voor apen bij NIA en UW weergegeven.

(a) De grafieken geven het eerste optreden weer van een leeftijdsgerelateerde ziekte, aandoening of kwaal voor gecombineerde mannetjes en vrouwtjes van UW (boven) en NIA J/A (onder). Statistieken met betrekking tot deze figuur zijn te vinden in de aanvullende informatie, aanvullende tabel 4. (b) Incidentie van prevalente leeftijdsgebonden aandoeningen bij niet-menselijke primaten voor controle- en CR-dieren van UW en NIA (J/A en old-onset gecombineerd). Om studies te kunnen vergelijken, worden kanker en cardiovasculaire aandoeningen gerapporteerd als incidentie bij necropsie en worden ze uitgedrukt als percentage van de dieren die zijn overleden.

De incidentie van leeftijdsgerelateerde aandoeningen die voorkomen bij menselijke populaties, zoals kanker, cardiovasculaire aandoeningen en glucoregulatoire dysfunctie/diabetes, werd bepaald voor apen van UW en NIA, met J/A en old-onset gecombineerd. Diagnoses werden klinisch gesteld door diergeneeskundig personeel bij presentatie, en ziekte-gerelateerde pathologie werd vervolgens bevestigd bij necropsie door een patholoog met een certificaat. Klinisch stille pathologieën werden geïdentificeerd bij de necropsie. Om studies te kunnen vergelijken, worden kanker en cardiovasculaire aandoeningen gerapporteerd als incidentie bij necropsie. Adenocarcinoom was de belangrijkste doodsoorzaak op beide onderzoekslocaties, in overeenstemming met eerdere rapporten over de incidentie van kanker bij resusapen36,37. De incidentie van adenocarcinoom of andere minder vaak voorkomende neoplasmata was lager bij CR-apen op beide locaties (Fig. 6). De meest voorkomende diagnose van cardiovasculaire aandoeningen bij levende dieren was mitralisklepdisfunctie, terwijl bij necropsie valvulaire endocardiose, cardiomyopathie en myocardiale fibrose werden vastgesteld. De incidentie van cardiovasculaire aandoeningen was lager bij CR-apen dan bij controles bij UW. Er was geen duidelijke invloed van het dieet op de incidentie van hart- en vaatziekten bij apen in het NIA; de incidentie bij zowel de controle- als de CR-apen was echter lager dan bij de UW-controles. Beoordeling van de glucoregulatoire functie maakte deel uit van de routine klinische zorg op beide locaties, hoewel klinische definities die verschillende ziektestadia vertegenwoordigen werden gebruikt op de twee locaties. Net als bij de mens38,39 treedt bij resusapen35,40 insulineresistentie op vóór een verminderde nuchtere glucosewaarde, die optreedt vóór de overgang naar volledige diabetes. Bij UW werd verlies van insulinegevoeligheid gebruikt om de diagnose glucoregulatoire stoornis te stellen en dit werd gedefinieerd als nuchtere insulinespiegels (>70 μU ml-1) en een insulinegevoeligheidsindex (Si)<2(E-04) zoals bepaald door een frequent bemonsterde intraveneuze glucosetolerantietest. Bij NIA werden nuchtere glucose (>100 mg dl-1), glucosurie en HbA1c (>6,5%) gebruikt om diabetes te definiëren. CR-dieren hadden een lagere incidentie van glucoregulatoire disfunctie dan controles op zowel UW- als NIA-studiesites. Multilevel modellering werd gebruikt om mogelijke verbanden tussen adipositas en morbiditeit te onderzoeken, maar er werden geen significante effecten gevonden voor enige groep uit beide studies. Evenzo werd voor alle NIA-groepen en voor UW-mannen geen verband tussen adipositas en sterfte vastgesteld. Voor UW-vrouwen was adipositas geassocieerd met een bescheiden verlaging van het risico op overlijden (HR: 0,927; P=0,01), maar alleen na correctie voor leeftijd en dieet. Deze gegevens suggereren dat de invloed van adipositas op het overlevingsrisico seksueel dimorf is en verandert met de leeftijd.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.