Restricția calorică îmbunătățește sănătatea și supraviețuirea maimuțelor rhesus

Diferențe intrinseci în designul studiilor

Majoritatea studiilor timpurii de CR la rozătoare au implicat o CR de durată de viață cu debut foarte tânăr, inițiată după înțărcare, de obicei în medii genetice consangvinizate. În anii 1980 a devenit clar că CR cu debut la adulți (șoareci în vârstă de 12 luni) a fost, de asemenea, eficientă în întârzierea îmbătrânirii și în prelungirea duratei de viață la rozătoare, deși într-o măsură mai mică decât modelul cu debut tânăr22. Multe studii privind CR la rozătoare aleg să hrănească animalele de control cu cantități de hrană ad libitum, în timp ce altele furnizează cantități mai mici decât cele ad libitum, argumentând că această strategie evită efectele de confuzie ale obezității și reduce variabilitatea consumului de hrană între indivizi. Odată cu lansarea studiului NIA asupra maimuțelor rhesus în 1987, punerea în aplicare a CR a fost de așa natură încât maimuțele de control nu au fost hrănite gratuit. Alocațiile de hrană au fost stabilite în conformitate cu datele publicate de Consiliul Național de Cercetare pentru a asigura un aport ad libitum aproximativ pe baza vârstei și a greutății corporale pentru maimuțele de control aflate la maturitate, fără supraalimentare23. Rațiile au fost mărite pentru a menține creșterea și dezvoltarea până la atingerea statura completă. Maimuțele CR au primit cu 30% mai puțină hrană decât maimuțele de control de aceeași înălțime, vârstă și sex. Intervenția a fost inițiată ca grupuri de masculi tineri și bătrâni și grupuri de femele tinere, adulte și bătrâne24 (tabelul 1). Lansat în 1989, studiul UW a inițiat dieta CR doar la animalele adulte, după ce a fost atinsă statura completă (∼8 ani pentru maimuțele rhesus)25. Hrana a fost furnizată la niveluri apropiate de ad libitum pentru animalele de control. Pentru a ține seama de eterogenitatea comportamentelor alimentare în cadrul cohortei, referința ad libitum pentru fiecare individ a fost stabilită folosind aportul alimentar de bază măsurat pe parcursul a 3-6 luni, iar CR a fost implementată pentru fiecare individ în parte. Raționamentul pentru aceste caracteristici de proiectare la UW a fost acela de a implementa un studiu așa cum ar fi putut fi efectuat la om.

Tabelul 1 Proiectarea studiului.

Sursa maimuțelor din fiecare cohortă și tipul de populație reprezentată este, de asemenea, un punct de diferență pentru cele două studii. Maimuțele de la UW s-au născut și au fost crescute la Wisconsin National Primate Research Center și erau toate de origine indiană. Maimuțele de la NIA proveneau din mai multe locații și includeau maimuțe atât de origine indiană, cât și chineză. Maimuțele rhesus chineze de sex masculin sunt, în general, mai grele și mai lungi decât cele de origine indiană, iar în cazul femelelor este invers, iar maimuțele rhesus chineze sunt, de asemenea, considerate a prezenta un dimorfism sexual mai mare26. Maimuțele de origini diferite sunt suficient de diferite din punct de vedere genetic pentru a putea fi diferențiate cu ajutorul unui panel de polimorfisme nucleotidice unice27. În afară de diferențele dintre populații, maimuțele rhesus au un grad similar de variație genetică interindividuală ca și oamenii28. În acest fel, contribuția tipului de populație la diferențele dintre rezultatele celor două studii, spre deosebire de contribuția eterogenității genetice individuale, este dificil de stabilit.

Compoziția dietei a reprezentat o altă diferență importantă între cele două studii. În primul rând, sursa componentelor dietei a fost diferită. O dietă de origine naturală a fost utilizată la instalația NIA pentru a se asigura că au fost furnizate micronutrienți, cum ar fi fitochimicale și oligoelemente, recunoscând că exista un potențial de variație sezonieră. În schimb, la UW a fost utilizată o dietă semi-purificată pentru a se asigura că aportul poate fi pe deplin definit și consecvent pe tot parcursul studiului. În al doilea rând, deși dietele din ambele locații au avut o densitate calorică similară, compoziția relativă de macronutrienți a dietelor nu a fost echivalentă (tabelul 2). În comparație cu dieta UW, dieta NIA a fost mai săracă în grăsimi, mai bogată în proteine și mai bogată în fibre. În cele din urmă, conținutul de nutrienți al dietelor a fost, de asemenea, diferit. În ambele locații, dietele conțineau∼60% carbohidrați în greutate, dar zaharoza a reprezentat mai puțin de 7% din totalul carbohidraților la NIA și 45% din totalul carbohidraților la UW. Dietele de la ambele locații au fost pline de vitamine care au fost furnizate la sau peste doza zilnică recomandată.

Tabelul 2 Compoziția dietei la fiecare locație.

Practicile de hrănire au fost, de asemenea, diferite între studii. La NIA, maimuțele au fost hrănite cu două mese la ∼6:30 și 13:00 în fiecare zi. Orice hrană rămasă după masa de dimineață a fost îndepărtată după aproximativ 3 h și s-a oferit un tratament cu conținut caloric scăzut, de obicei sub forma unei bucăți mici de fructe. Masa de după-amiază nu a fost eliminată, astfel încât maimuțele să aibă acces la hrană pe timp de noapte. La UW, toate maimuțele au fost hrănite dimineața la ora 8:00, iar mâncarea rămasă a fost îndepărtată la ora 16:00, când a fost oferită o recompensă sub formă de fructe sau legume proaspete, care a fost consumată rapid și complet. Alocația de hrană pentru animalele de control a fost ajustată pentru a se asigura că la sfârșitul zilei exista întotdeauna o cantitate de hrană neconsumată care urma să fie îndepărtată. În acest fel, animalele UW au fost hrănite ad libitum în timpul zilei, dar au fost private de hrană peste noapte. Deși au existat diferențe considerabile în ceea ce privește designul studiului, așa cum s-a subliniat mai sus, trebuie remarcat faptul că adăpostirea și îngrijirea de rutină a animalelor au fost echivalente în instalațiile pentru primate de la NIA și UW. Aceasta a inclus condiții identice de adăpostire, interval de temperatură și umiditate, cicluri de lumină și utilizarea apei de la robinet, care a fost disponibilă în permanență. Ambele studii au inclus monitorizarea animalelor de mai multe ori pe zi și un personal veterinar desemnat care a inspectat animalele în mod curent și a oferit îngrijiri excepționale la nevoie.

Impact al CR asupra supraviețuirii

Obiectivul inițial al ambelor studii de la NIA și UW a fost de a determina impactul CR asupra sănătății maimuțelor rhesus, deoarece nu era o concluzie de la sine înțeleasă că CR ar fi o intervenție adecvată la speciile cu viață lungă. Investigarea impactului RC asupra longevității nu a fost considerată un rezultat primar în niciuna dintre locațiile de studiu. Chiar dacă 121 de maimuțe au fost înrolate în studiul NIA, diferențele de vârstă de debut (de la 1 la 23 de ani) au împiedicat ca animalele să fie grupate pentru analiza datelor. Deși intervalul de vârstă pentru momentul debutului este mai mic pentru studiul UW (7-15 ani), cu doar 38 de maimuțe de rasă diferită genetic pe grup (incluzând ambele sexe), a părut puțin probabil ca studiul să aibă puterea statistică necesară pentru a testa efectul CR asupra longevității. Deși niciunul dintre cele două studii nu raportează date privind longevitatea, ambele studii au furnizat date privind supraviețuirea. Pentru maimuțele rhesus în captivitate, supraviețuirea mediană raportată anterior a fost de ∼26 de ani, supraviețuirea de 10% a fost de ∼35 de ani, iar supraviețuirea maximă a fost de ∼40 de ani29. Curbele de mortalitate au fost generate separat pentru UW și NIA (Fig. 1). Estimările de supraviețuire pentru maimuțele din ambele situri au fost calculate pe baza datelor capturate până în iulie 2015, utilizând cele mai comune trei metode statistice: Metoda produsului-limită Kaplan-Meier; regresia hazardului proporțional Cox și analiza parametrică a supraviețuirii presupunând o distribuție Weibull (tabelul 3). Deoarece distribuția Weibull este un caz special al distribuției generalizate a valorilor extreme, aceasta poate acomoda estimarea cuantelor superioare ale unei distribuții de supraviețuire și a duratei maxime de viață, în special atunci când există date cenzurate din cauza animalelor care rămân în viață30.

Figura 1: Curbe de mortalitate pentru maimuțele de la UW și de la NIA.

Aceste curbe descriu date pentru maimuțele masculi și femele din studiul UW și din studiul NIA. Animalele sunt grupate în funcție de vârstă, unde masculii J/A includ animalele cu debut juvenil și adolescent, femelele J/A includ animalele cu debut juvenil și adult, iar cele bătrâne includ animalele cu debut la vârste avansate. Casetele de inserție indică animalele încă în viață, iar linia punctată marchează o mortalitate de 50 %. Statisticile legate de această figură sunt furnizate în Informații suplimentare, Tabelul suplimentar 1.

Tabelul 3 Estimări privind supraviețuirea.

În studiul UW cu debut la vârsta adultă, supraviețuirea estimată a animalelor de control UW a fost apropiată de cea a mediei înregistrate pentru maimuțele în captivitate (∼26 de ani). Luând în considerare atât masculii, cât și femelele împreună, s-a observat un efect statistic semnificativ al CR în creșterea supraviețuirii (regresie Cox P=0,017; tabelul suplimentar 1). Raportul de risc (HR) de 1,865 (interval de încredere (IC) de 95 %: 1,119-3,108) a indicat faptul că, la orice punct de timp, maimuțele de control au avut o rată de deces de aproape două ori mai mare în comparație cu animalele CR. Efectul sexului asupra răspunsului la CR nu a fost semnificativ din punct de vedere statistic. Analiza Kaplan-Meier a arătat că estimările mediane de supraviețuire au fost mai mari pentru animalele CR atât pentru masculi, cât și pentru femele (tabelul 3). În cadrul studiului NIA, diferențele mari în ceea ce privește vârsta maimuțelor la momentul recrutării în studiu (tabelul 1) au determinat o separare a datelor din grupurile cu debut precoce și tardiv. Aici și pe parcursul acestui raport, masculii tineri și adolescenți (J/A) de la NIA au fost grupați, iar femelele tinere și adulte au fost grupate (J/A). Mediana Kaplan-Meier a supraviețuirii estimate nu a fost diferită între animalele NIA de control și CR pentru grupurile de masculi sau femele cu debut J/A (Fig. 1). Deși regresia hazardului proporțional Cox a indicat că diferențele de supraviețuire între controlul J/A și CR nu au fost semnificative din punct de vedere statistic (tabelul suplimentar 1), maimuțele CR au atins o mortalitate de 80% înaintea controalelor pentru ambele sexe. Având în vedere că 38% din cohorta NIA J/A este încă în viață, curbele de supraviețuire sunt incomplete, iar impactul asupra supraviețuirii rămâne de determinat; cu toate acestea, mortalitatea timpurie sugerează că, pentru unii indivizi, punerea în aplicare a CR la cei foarte tineri poate conferi un risc de supraviețuire. În ceea ce privește CR de vârstă înaintată, supraviețuirea estimată prin Kaplan-Meier nu a fost diferită între grupurile de control și CR, nici pentru masculi, nici pentru femele (tabelul 3), dar estimările de supraviețuire au fost mai mari decât cele ale maimuțelor J/A și ale controalelor UW. Atât pentru masculi, cât și pentru femele, estimările de supraviețuire pentru cohorta NIA cu debut vechi au fost comparabile sau le-au depășit pe cele pentru CR UW.

Deși au existat ușoare discrepanțe în ceea ce privește supraviețuirea mediană estimată între metodele de estimare Kaplan-Meier neparametrică și Weibull parametrică, comparațiile de supraviețuire între locurile de studiu folosind oricare dintre analize au fost consecvente. Un anumit grad de dimorfism sexual a fost observat în rezultatele supraviețuirii, unde incidența decesului timpuriu a părut a fi mai mare pentru femei. Această observație ar putea fi explicată în parte prin endometrioză, care este proliferarea țesutului endometrial în afara uterului. Endometrioza poate apărea la o incidență relativ ridicată la maimuțele din captivitate (∼25%), iar riscul este considerabil mai mare pentru femelele nulipare31,32. Incidența endometriozei a fost echivalentă pentru grupurile de control și CR. Pentru cohortele J/A din studiul NIA, 12 din cele 44 de femele au murit din cauza complicațiilor datorate endometriozei, iar dintre acestea femelele cu debut juvenil au fost confirmate nulipare. În schimb, femelele recrutate în cadrul studiului UW au avut cel puțin unul, dar nu mai mult de trei copii sănătoși33 și doar 2 din 30 de femele au murit din cauza complicațiilor datorate endometriozei. Un alt factor care contribuie este legat de politica privind tratamentul afecțiunilor clinice. La UW, politica de tratare a afecțiunilor clinice a fost pusă în aplicare încă de la început. La NIA, deși durerea și suferința acută au fost întotdeauna tratate, afecțiunile medicale cronice, inclusiv endometrioza, au fost monitorizate, dar nu au fost tratate din punct de vedere medical. O schimbare de politică a fost implementată în 2010 din cauza incidenței ridicate a endometriozei. Puterea de a evalua impactul CR asupra supraviețuirii femelelor NIA J/A a fost oarecum compromisă de această singură afecțiune.

Măsuri biometrice și de aport alimentar din ambele studii

Pe parcursul a peste un sfert de secol în timpul acestor studii, greutatea corporală, compoziția corporală și aportul alimentar au fost măsurate pentru toate cele 197 de maimuțe. Greutatea corporală a fost determinată la maimuțele la post și anesteziate de 2-4 ori pe an în timpul procedurilor de rutină. Datele longitudinale pentru toate maimuțele au fost mediate în funcție de vârsta animalului (Fig. 2a). Ca și în cazul oamenilor, maimuțele se confruntă adesea cu cașexie sau cu o scădere rapidă în greutate la sfârșitul vieții. Pentru a evita efectele de confuzie ale modificării greutății care nu este legată de aportul alimentar sau de dietă, au fost excluse datele din ultimul an de viață pentru fiecare maimuță. Pentru a facilita comparațiile între cohorte, datele au fost grupate în trei categorii de vârstă reprezentând adultul tânăr (11-13 ani), vârsta mijlocie târzie (18-20 de ani) și vârsta avansată (25-27 de ani) (tabelele suplimentare 2 și 3).

Figura 2: Date privind greutatea corporală pentru maimuțele de la NIA și UW.

(a) Greutatea corporală (kg) pentru maimuțele masculine și femele de la UW și de la NIA grupate în funcție de vârstă, unde masculii J/A includ animalele de vârstă juvenilă și adolescentină, femelele J/A includ animalele de vârstă juvenilă și adultă, iar bătrânii includ animalele de vârstă avansată. Cifrele indicate cu alb în interiorul casetelor reprezintă numărul de animale individuale care contribuie la fiecare punct de date, iar datele sunt prezentate sub formă de medie±s.e. din medie. (b) Comparație a mediilor greutății corporale pentru maimuțele din studiile UW și NIA cu înregistrările din baza de date internet Primate Aging Database (iPAD). Greutatea corporală medie pentru maimuțele de control și maimuțele CR din ambele locații de studiu a fost determinată pe categorii de vârstă, inclusiv adult (11-13 ani), vârstă mijlocie târzie (18-20 de ani) și vârstă avansată (25-27 de ani). Datele sunt exprimate ca abatere procentuală de la media iPAD pentru femelele și masculii din fiecare categorie de vârstă. Statisticile legate de această figură sunt furnizate în Informații suplimentare, tabelele suplimentare 2 și 3.

Considerând în primul rând maimuțele femele, greutatea corporală pentru NIA J/A nu a fost semnificativ diferită între maimuțele de control și maimuțele CR pentru nicio categorie de vârstă. Femelele UW CR cântăreau semnificativ mai puțin (17-26%) decât cele de control pe toată perioada studiului, iar femelele de control UW cântăreau semnificativ mai mult decât femelele de control NIA J/A pe toată perioada studiului (tabelul suplimentar 2). Pentru femelele NIA cu debut vechi, greutatea corporală nu a fost semnificativ diferită între martori și CR și a fost semnificativ mai mică decât greutatea corporală a femelelor martor UW. În concluzie, pentru cohortele de femele NIA J/A și de femele cu debut bătrân, greutatea corporală pentru maimuțele de control și CR nu a fost diferită una de cealaltă și toate au fost semnificativ mai mici decât cea a martorilor UW. Considerând în continuare maimuțele masculine, masculii NIA J/A CR au cântărit semnificativ mai puțin (19-22%) decât omologii lor de control pe tot parcursul studiului. Diferența dintre martorii UW și CR a fost ușor mai mare (24-35%), masculii CR cântărind semnificativ mai puțin decât martorii. Greutatea medie maximă pentru masculii de control NIA J/A a fost cu ∼15% mai mică decât cea a masculilor de control UW, dar diferențele de greutate corporală au fost semnificative doar pentru categoria de vârstă tânără (tabelul suplimentar 3). Greutatea corporală a masculilor de control NIA cu debut bătrân și a masculilor CR nu a fost semnificativ diferită nici la vârste medii, nici la vârste avansate, iar masculii de control NIA cu debut bătrân cântăreau semnificativ mai puțin decât masculii de control UW. În concluzie, cohortele de masculi NIA J/A și UW au prezentat un răspuns clar al greutății corporale la CR, dar masculii de control NIA cu debut bătrân și masculii CR nu au fost diferiți unul de celălalt și au fost semnificativ mai mici decât martorii UW.

Baza de date de îmbătrânire a primatelor pe internet (iPAD; http://ipad.primate.wisc.edu) este un depozit de date clinice și biometrice de la primate non-umane captive, sănătoase, neexperimentale, găzduite în instalații de cercetare din SUA. Utilizând date de la peste 1.200 de maimuțe rhesus individuale de origine indiană, au fost calculate greutățile corporale medii pentru categoriile de vârstă menționate mai sus pentru masculi (11,6, 12,1, respectiv 11,5 kg) și femele (7,4, 8,4, respectiv 7,8 kg). Maimuțele UW de control și CR se situau de o parte și de alta a acestor medii; maimuțele de control erau mai grele decât media iPAD (∼18% pentru masculi; ∼19% pentru femele), iar maimuțele CR aveau o greutate corporală mai mică decât media iPAD (∼12% pentru masculi; ∼11% pentru femele) (Fig. 2b). Pentru NIA J/A, masculii de control au fost la fel sau puțin mai grei (5-10%) decât media iPAD și CR au avut o greutate corporală mai mică decât media iPAD (∼20%), în timp ce maimuțele de control și femelele CR au avut o greutate corporală mai mică decât media iPAD pe toată durata studiului (∼10% și, respectiv, ∼20%). Toate maimuțele NIA cu debut bătrân cântăreau mai puțin decât media iPAD, atât pentru maimuțele de control (∼15% pentru femele; ∼10% pentru masculi), cât și pentru maimuțele CR (∼22% pentru femele; ∼21% pentru masculi). Pe scurt, greutățile corporale ale maimuțelor de control UW și NIA nu au fost echivalente între ele și, cu excepția masculilor J/A, au fost mai mari și, respectiv, mai mici față de media iPAD.

Pentru a înțelege mai bine diferențele în ceea ce privește efectul vârstei și al dietei asupra compoziției corporale, au fost efectuate măsuri de absorbțiometrie dublă cu raze X la intervale de timp pe parcursul celor două studii (Fig. 3). Deoarece la fiecare animal au fost efectuate mai multe măsurători în timp, estimările privind procentul mediu de adipozitate (grăsime/greutate corporală exprimată în procente) au fost ajustate în funcție de vârstă (Fig. suplimentară 1). În cadrul grupurilor a fost detectat un efect principal al vârstei asupra adipozității pentru cohortele NIA J/A și UW. Un efect principal al regimului alimentar a fost detectat pentru bărbații NIA J/A și atât pentru bărbații, cât și pentru femeile din studiul UW, unde CR a fost asociat cu o adipozitate semnificativ mai mică. Femelele de control NIA J/A și femelele cu CR nu au prezentat diferențe între ele în ceea ce privește adipozitatea și niciunul dintre grupurile de maimuțe cu debut vechi NIA nu a avut un efect principal al CR asupra adipozității. Combinând datele de la NIA J/A și UW, a fost detectată o diferență de adipozitate între controalele din cele două studii, atât pentru masculi, cât și pentru femele, unde maimuțele NIA au avut un procent de grăsime corporală semnificativ mai mic. Maimuțele de control de la NIA J/A nu au fost statistic diferite de cele de la UW CR în ceea ce privește procentul de grăsime corporală pentru ambele sexe. Aceste date arată un impact al vârstei asupra adipozității în toate cele trei grupuri și arată că impactul CR asupra adipozității a fost observat pentru ambele grupuri de maimuțe de la UW și la NIA doar pentru masculii J/A.

Figura 3: Date privind adipozitatea pentru maimuțele femele și masculi de la NIA și UW.

Procentul de adipozitate (grăsime (g)/greutate corporală totală (g)) calculat din măsurătorile DXA (absorbțiometrie cu raze X cu dublă energie) efectuate pe parcursul studiilor pentru maimuțele masculine și femele de la UW și de la NIA grupate în funcție de vârstă, unde masculii J/A includ animalele tinere și adolescente, femelele J/A includ animalele tinere și adulte, iar cele bătrâne includ animalele de vârstă avansată. Cifrele indicate cu alb în interiorul casetelor reprezintă numărul de animale individuale care contribuie la fiecare punct de date, iar datele sunt prezentate ca medie±s.e. a mediei.

Ingestia de alimente a fost monitorizată zilnic în ambele locații. La UW, măsurile zilnice ale aportului alimentar au fost utilizate pentru a calcula mediile. La NIA, mediile privind aportul alimentar au fost calculate pe baza măsurătorilor efectuate în timpul unei singure săptămâni pe an, ca fiind reprezentative pentru aportul tipic. Datele longitudinale pentru toate maimuțele au fost mediate în funcție de vârsta animalului (Fig. 4). Datele din ultimul an de viață al fiecărei maimuțe au fost excluse pentru a evita efectele de confuzie ale comportamentelor alimentare la sfârșitul vieții, care includ de obicei pierderea poftei de mâncare. Luând în considerare mai întâi femelele și utilizând categoriile de vârstă definite mai sus atât pentru UW, cât și pentru NIA J/A, martorii au consumat semnificativ mai multe calorii decât CR atât la vârsta tânără, cât și la vârsta mijlocie, dar diferența a persistat doar pentru maimuțele femele UW la vârsta avansată. Pentru NIA de vârstă înaintată, aportul caloric nu a fost diferit între control și CR. În rândul maimuțelor de control, femelele UW au consumat semnificativ mai multe calorii decât NIA J/A la vârsta mijlocie și la vârsta avansată și mai mult decât cele cu debut bătrân la vârsta avansată. Luând în considerare în continuare masculii, controalele NIA J/A au consumat semnificativ mai multe calorii decât CR la vârsta tânără și mijlocie, iar diferența dintre control și CR a fost semnificativă pentru UW doar la vârsta mijlocie. Bărbații cu debut bătrân de la NIA au prezentat o diferență semnificativă în ceea ce privește consumul de calorii între control și CR doar la vârsta avansată. În rândul controalelor, aportul caloric nu a fost diferit pentru masculii NIA J/A și UW în niciun moment al studiului, dar masculii cu debut bătrân au consumat semnificativ mai puțin decât masculii UW și masculii NIA J/A la vârsta mijlocie. În concluzie, au fost identificate diferențe semnificative în ceea ce privește aportul caloric între maimuțele de control și maimuțele CR pentru masculii și femelele din cohortele NIA J/A și UW, dar nu și pentru cohortele cu debut bătrân până la vârsta avansată și apoi numai pentru masculi. Comparând între situri, aportul caloric pentru femelele martor de la NIA, atât cele cu J/A, cât și cele cu debut vechi, a fost mai mic decât cel al martorilor de la UW, iar pentru masculi, aportul caloric al martorilor de la NIA J/A și UW nu a fost diferit unul de celălalt, dar martorii de la NIA cu debut vechi au fost mai mici decât ambii.

Figura 4: Date privind aportul alimentar pentru maimuțele de la NIA și UW.

Ingestia de alimente (valori zilnice în Kcalorii) pentru maimuțele masculine și femele de la UW și de la NIA grupate în funcție de vârstă, unde masculii J/A includ animalele cu debut juvenil și adolescent, femelele J/A includ animalele cu debut juvenil și adult, iar cele bătrâne includ animalele cu debut la vârste avansate. Cifrele indicate cu alb în interiorul casetelor reprezintă numărul de animale individuale care contribuie la fiecare punct de date, datele sunt prezentate ca medie±s.e. a mediei.

Impactul RC asupra incidenței bolilor

Conceptul de „healthspan” este o evoluție destul de recentă în cercetarea privind îmbătrânirea, în care se face o distincție între vârsta cronologică și starea de sănătate34. În mod tradițional, o creștere atât a duratei medii, cât și a duratei maxime de viață era considerată semnul distinctiv al îmbătrânirii întârziate, iar îmbunătățirea stării de sănătate era considerată a fi o componentă necesară și evidentă a longevității. Perspectiva s-a schimbat într-o oarecare măsură, punându-se un accent mai mare pe sănătate și morbiditate, astfel încât o intervenție care conferă o stare de sănătate îmbunătățită, chiar și în absența unei longevități crescute, este văzută ca un exemplu extrem de favorabil și legitim de intervenție în domeniul îmbătrânirii. Odată cu înaintarea în vârstă, maimuțele rhesus sunt vulnerabile la multe dintre aceleași afecțiuni observate la om. Printre cele mai răspândite se numără cancerul, bolile cardiace și afecțiunile legate de disfuncția imunitară și inflamație, iar exemple din fiecare dintre acestea au fost identificate la maimuțe în cadrul studiilor privind îmbătrânirea și CR atât la NIA, cât și la UW (tabelul suplimentar 4).

Măsurătorile glicemiei la dietă au fost comune ambelor studii, iar datele longitudinale sunt prezentate (Fig. 5). La maimuțele rhesus adulte sănătoase, nivelurile de glucoză la jejun sunt de 64-68 mg dl-1 (ref. 18, 35). Pentru NIA J/A, nivelurile de glucoză în repaus alimentar au fost echivalente pentru martori și CR până la vârsta de ∼23 ani, după care masculii martori și CR, dar nu și femelele, au început să difere. Atât femelele de control, cât și femelele CR au prezentat o creștere legată de vârstă a nivelului de glucoză la jeun după ∼21 ani. În cazul maimuțelor UW, masculii de control au avut niveluri de glucoză la jeun mai ridicate decât cei CR începând cu vârsta de 15 ani, cu o divergență suplimentară a curbelor după ∼23 de ani, în timp ce o diferență notabilă între femelele de control și cele CR a apărut după numai ∼21 de ani. Pentru cohortele NIA cu debut vechi, glucoza la post a fost în mod constant scăzută pe toată durata perioadei de studiu. Aceste date indică o creștere a glicemiei la jeun legată de vârstă pentru maimuțele rhesus și evidențiază masculii de control UW ca fiind predispuși la o glicemie circulantă ridicată în stare de repaus. Utilizând modelarea pe mai multe niveluri pentru a investiga relația dintre adipozitate și nivelurile de glucoză la post, a fost identificată o relație semnificativă doar pentru masculii UW (P=0,005). A fost detectată, de asemenea, o interacțiune semnificativă între vârstă și dietă (P=0,014), sugerând că impactul vârstei asupra relației dintre adipozitate și parametrii de glucoreglare este distinct pentru maimuțele de control și maimuțele CR.

Figura 5: Valorile glucozei la post pentru maimuțele de la NIA și UW.

Nivelurile circulante de glucoză (mg dl-1) sunt prezentate pentru maimuțele masculine și femele de la UW și de la NIA grupate pe vârste, unde masculii J/A includ animalele tinere și adolescente, femelele J/A includ animalele tinere și adulte, iar cele bătrâne includ animalele cu vârstă avansată. Cifrele indicate cu alb în interiorul casetelor reprezintă numărul de observații care contribuie la fiecare punct de date, iar datele sunt prezentate ca medie ± e.s.a. a mediei.

Veterinarii au documentat semestrial starea corporală și starea generală de sănătate a maimuțelor în ambele locații de studiu, iar indicatorii de boli sau tulburări au fost identificați. Vârsta la care o maimuță a fost diagnosticată pentru prima dată cu o afecțiune legată de vârstă a fost utilizată pentru a genera curbe de morbiditate (Fig. 6). Afecțiunile legate de vârstă au inclus sarcopenia, osteoporoza, artrita, diverticuloza, cataracta și suflul cardiac persistent, pe lângă bolile legate de vârstă, inclusiv cancerul, diabetul și bolile cardiovasculare. Modelarea regresiei de regresie a hazardului proporțional Cox a indicat că afecțiunile legate de vârstă au apărut la o rată de ∼2,7 ori mai mare la animalele de control în comparație cu CR pentru maimuțele UW (HR: 2,665; CI: 1,527-4,653; P=0,0006). În cohorta NIA J/A, afecțiunile legate de vârstă au apărut la o rată de două ori mai mare la maimuțele de control în comparație cu CR (HR: 2,091; CI: 1,169-3,641; P=0,0125) (Tabelul suplimentar 5; Fig. suplimentară 2). Vârsta avansată a maimuțelor NIA cu debut bătrân a împiedicat detectarea primei apariții a unei afecțiuni legate de vârstă.

Figura 6: Curbele de morbiditate pentru maimuțele la NIA și UW prezentate.

(a) Graficele reprezintă prima apariție a oricărei boli, tulburări sau afecțiuni legate de vârstă pentru masculi și femele combinate de la UW (sus) și NIA J/A (jos). Statisticile legate de această figură sunt furnizate în Informații suplimentare, Tabelul suplimentar 4. (b) Incidența afecțiunilor prevalente legate de vârstă la primatele neumane pentru animalele de control și CR de la UW și NIA (J/A și cu debut în vârstă combinate). Pentru a compara studiile, cancerul și tulburările cardiovasculare sunt raportate ca incidență la necropsie și sunt exprimate ca procent din animalele decedate.

Incidența afecțiunilor legate de vârstă prevalente în populațiile umane, cum ar fi cancerul, bolile cardiovasculare și disfuncția glucoregulatoare/diabet, a fost determinată pentru maimuțele de la UW și NIA, cu J/A și cu debut bătrân combinate. Diagnosticele au fost stabilite clinic de către personalul veterinar în momentul prezentării, iar patologia legată de boală a fost confirmată ulterior la necropsie de către un anatomopatolog certificat. La necropsie au fost identificate patologii silențioase din punct de vedere clinic. Pentru a compara studiile, cancerul și tulburările cardiovasculare sunt raportate ca incidență la necropsie. Adenocarcinomul a fost principala cauză de deces la ambele locații de studiu, în concordanță cu rapoartele anterioare privind incidența cancerului la maimuțele rhesus36,37. Incidența adenocarcinomului sau a altor neoplazii mai puțin frecvente a fost mai mică la maimuțele CR în ambele locații (Fig. 6). Cel mai frecvent diagnostic de boală cardiovasculară la animalele vii a fost disfuncția valvei mitrale, în timp ce la necropsie au fost detectate endocardioza valvulară, cardiomiopatia și fibroza miocardică. Incidența afecțiunilor cardiovasculare a fost mai mică la maimuțele CR decât la maimuțele de control de la UW. Nu a existat niciun impact aparent al dietei asupra incidenței bolilor cardiovasculare la maimuțele de la NIA; cu toate acestea, incidența atât pentru maimuțele de control, cât și pentru cele CR a fost mai mică decât la maimuțele de control de la UW. Evaluarea funcției de glucoreglare a făcut parte din îngrijirea clinică de rutină în ambele locații, deși în cele două locații au fost folosite definiții clinice care reprezentau stadii diferite ale bolii. La fel ca la om38,39, rezistența la insulină apare înaintea alterării glicemiei la post la maimuțele rhesus35,40, care apare înainte de trecerea la diabetul complet. La UW, pierderea sensibilității la insulină a fost utilizată pentru a diagnostica afectarea glucoregulării și a fost definită ca niveluri de insulină la post (>70 μU ml-1) și un indice de sensibilitate la insulină (Si)<2(E-04), determinat printr-un test de toleranță la glucoză intravenos cu probe frecvente. La NIA, măsurile de glucoză la post (>100 mg dl-1), glucozurie și HbA1c (>6,5%) au fost utilizate pentru a defini diabetul. Animalele CR au avut o incidență mai mică a disfuncției de glucoreglare decât martorii atât la UW, cât și la siturile de studiu NIA. Modelarea pe mai multe niveluri a fost utilizată pentru a investiga posibilele relații dintre adipozitate și morbiditate, dar nu au fost detectate efecte semnificative pentru niciun grup din niciunul dintre cele două studii. În mod similar, pentru toate grupurile NIA și pentru bărbații din UW, nu a fost detectată nicio relație între adipozitate și mortalitate. Pentru femelele UW, adipozitatea a fost asociată cu o reducere modestă a riscului de deces (HR: 0,927; P=0,01), dar numai după corecția pentru vârstă și regim alimentar. Aceste date sugerează că influența adipozității asupra riscului de supraviețuire este dimorfică din punct de vedere sexual și se modifică odată cu vârsta.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.