Исследование показало, что периодическое голодание стимулирует пролиферацию клеток печени у лабораторных мышей.
Периодическое голодание — воздержание от еды в течение длительного периода времени — побуждает клетки печени лабораторных мышей к быстрому делению, согласно исследованию, проведенному учеными из Стэнфордской медицины. Это открытие бросает вызов давнему убеждению, что клетки взрослой печени делятся редко, а если и делятся, то в первую очередь для восстановления поврежденного органа. Кроме того, впервые было показано немедленное влияние диеты на биологию клеток печени.
«Одной из наиболее определяющих характеристик печени взрослых является то, что она довольно стабильна с точки зрения клеточного обмена», — сказал Роланд Нусс, доктор философии, профессор биологии развития. «Но мы обнаружили, что оборот клеток в печени резко возрастает после нескольких периодов 24-часового голодания с последующим повторным питанием. Интересно, что этот тип диеты отражает естественную диету диких животных и первых людей до развития сельского хозяйства. когда были периоды скудной или отсутствующей пищи».
Неизвестно, какое влияние повышенная репликация клеток оказывает на здоровье животных. Но это открытие подразумевает, что биология печени более динамична и реагирует на изменения в питании, чем считалось ранее, и поднимает вопрос о том, как другие диеты могут повлиять на ее биологию.
Нассе, профессор Рид-Ходжсон в области биологии человека и профессор Вирджинии и Дэниела К. Людвига в области исследований рака, является старшим автором исследования, которое было опубликовано в Интернете 31 января в eLife. Бывший аспирант Эбби Саркар, доктор философии, является первым автором исследования.
Работа печени
Печень является одним из крупнейших органов в организме, вес взрослого человека составляет около 3 фунтов, или примерно 2% массы тела . У мышей на его долю приходится почти 5% массы тела. Печень удаляет токсины из крови для экскреции и превращает пищу, которую мы едим, в питательные вещества, которые организм может усвоить.
«Эбби Саркар задавалась вопросом, может ли такой орган, как печень, который так вовлечен в пищеварение, демонстрировать измененные модели клеточных делений или обмен веществ при изменении диеты животного», — сказал Нусс.
Лабораторные мыши обычно имеют неограниченный доступ к еде в любое время. Но для этих экспериментов Саркар не давал животным пищу в течение 24 часов, затем позволял им свободно питаться в течение 24 часов перед следующим 24-часовым голоданием. Затем она проанализировала деление клеток в печени животных после одной и трех недель прерывистого голодания и сравнила его с таковым у животных, которых кормили обычным образом.
«Мы увидели, что оборот клеток в печени довольно резко увеличился вскоре после начала возобновления питания», — сказал Нуссе. «Новых клеток было гораздо больше, чем у животных, которых кормили стандартной диетой. Это было очень интересно».
Роль печени в обмене веществ означает, что соотношение между весом печени и весом тела должно оставаться постоянным, чтобы орган мог эффективно функционировать. По этой причине печень восстанавливается до своего нормального размера, если часть ее удаляется из-за травмы или хирургического вмешательства.
Саркар обнаружила, что наблюдаемое ею деление клеток было вызвано уменьшением отношения печени к массе тела у исследуемых животных после недели прерывистого голодания. Она также узнала, что большая часть клеточного деления была локализована в клетках печени вблизи центральной вены органа.
Дальнейшее исследование выявило два молекулярных пути, ответственных за поддержание надлежащего размера печени у животных натощак. Одним из них является фактор роста, называемый фактором роста фибробластов , или FGF, который вырабатывается кишечником и распространяется по всему телу; другое, семейство белков, называемых Wnts, имеет решающее значение для эмбрионального развития , роста и поддержания многих тканей. Белки Wnt секретируются эндотелиальными клетками в центральной вене, но, в отличие от FGF, они перемещаются только на короткие расстояния. Два сигнала перекрываются на клетках печени возле центральной вены, называемых перицентральными гепатоцитами, чтобы стимулировать их деление после голодания.
«Интересно, что прерывистое голодание не влияет на путь Wnt, — сказал Нусс, который идентифицировал первый белок Wnt в 1982 году, — но влияет на продукцию FGF. Интервальное голодание или другие изменения в питании стимулируют выработку FGF, который циркулирует в печень. Он пробуждает клетки печени от покоя, затем белки Wnt дают тем, которые находятся рядом с центральной веной, сигнал к делению».
Затем Саркар проверил эффект прерывистого голодания на мышах, которые были генетически модифицированы таким образом, чтобы они не могли реагировать ни на сигнал FGF, ни на сигнал Wnt. На этом этапе исследования «эффект прерывистого голодания был ослаблен», — сказал Нуссе. «Клетки более или менее потеряли способность делиться. Это очень убедительный признак того, что вам нужны оба этих сигнальных пути, чтобы увидеть эффект голодания на репликацию клеток».
Исследователи не знают, приносит ли повышенная пролиферация клеток в печени из-за голодания пользу для здоровья. Но это интригующий взгляд на то, как изменения в питании могут повлиять на один из самых больших органов тела. Теперь они планируют расширить свои исследования, включив в них другие типы диет, в том числе кетогенные или с высоким содержанием жиров.
«Я бы не рекомендовал людям начинать периодическое голодание, чтобы улучшить здоровье своей печени», — сказал Нуссе. «Но это захватывающее наблюдение — оно показывает, что идею о том, что печень — это ткань, которая медленно обновляется, следует воспринимать с долей скептицизма».
