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# La biologia # Neuroscienze

Invecchiamento, dieta e via PI3K/AKT

Come la dieta influisce sul metabolismo e sulla funzione cerebrale con l'età.

Sarah Ding, Anisha Banerjee, Sara N. Burke, Abbi R. Hernandez

― 6 leggere min


Il ruolo della dieta Il ruolo della dieta nell'invecchiamento l'invecchiamento e la salute. Come le scelte alimentari influenzano
Indice

Con l'età, i nostri corpi possono cambiare un sacco, specialmente per quanto riguarda il metabolismo. Non si tratta solo della linea vita, ma anche di come funzionano le nostre cellule. Un protagonista chiave in tutto questo è una via nelle nostre cellule chiamata Via PI3K/AKT. Questa via è come un'autostrada trafficata che aiuta a controllare un sacco di processi importanti, inclusi come le nostre cellule crescono, sopravvivono e producono proteine.

Cos'è la via PI3K/AKT?

Pensa alla via PI3K/AKT come a un sistema di controllo del traffico nei nostri corpi. Quando si attiva, manda segnali a varie parti della cellula per svolgere le loro funzioni. Aiuta a gestire cose come la sintesi proteica, che è come i nostri corpi costruiscono le proteine necessarie per diversi compiti. AKT, una parte chiave di questa via, può attivare o disattivare molti altri attori coinvolti nel metabolismo.

L'impatto dell'invecchiamento sulla via PI3K/AKT

Man mano che invecchiamo, succede qualcosa di interessante. L'attività in questa via può cambiare. Alcuni studi suggeriscono che ridurre l'attività di questa via potrebbe aiutare a prolungare la vita di diverse specie. Tuttavia, spegnerla del tutto può portare a effetti collaterali piuttosto brutti. Immagina un motore d'auto che smette di funzionare del tutto; non è proprio il massimo.

Quando la via PI3K/AKT non funziona bene, è collegata a diverse malattie legate all'invecchiamento come diabete, cancro e condizioni che colpiscono il cervello, come la demenza. Infatti, i ricercatori hanno notato che un'attività elevata in questa via può essere un segno di malattie come l'Alzheimer, probabilmente a causa di una stimolazione aumentata da alcuni ormoni come l'insulina.

Il cervello e la via PI3K/AKT

I nostri cervelli sono piuttosto esigenti su come ricevono i segnali, e la via PI3K/AKT gioca un ruolo importante in come le cellule cerebrali comunicano e funzionano. Ad esempio, è coinvolta in processi che aiutano con la memoria e l'apprendimento. Immagina di provare a studiare per un esame mentre qualcuno continua a cambiare stazione radio; rende tutto più difficile!

Metabolismo muscolare e epatico

Questa via non è solo un cervellone; gioca anche ruoli cruciali nei nostri muscoli e nel fegato. Nei muscoli, aiuta a prevenire la perdita muscolare e mantiene livelli bilanciati di zucchero nel sangue. Funziona come un allenatore che assicura che i nostri muscoli ricevano i nutrienti giusti quando ne abbiamo bisogno.

Nel fegato, la via aiuta a gestire come il nostro corpo elabora il glucosio, lo zucchero che otteniamo dal cibo. Se questa via non funziona bene, le cose possono diventare complicate-come avere troppa torta a una festa quando hai promesso di controllare l'assunzione di zucchero. Esagerare nel fegato può portare a condizioni come l'ipoglicemia, che è come rimanere a secco di carburante nella tua auto all'improvviso.

Cambiamenti dietetici e i loro effetti

Quindi, come possiamo aiutare a mantenere questa via in forma mentre invecchiamo? La dieta è uno degli strumenti più forti che abbiamo. Due strategie dietetiche hanno attirato l'attenzione: diete chetogeniche (KD) e digiuno a tempo (TRF).

Diete chetogeniche (KD): Queste sono diete ad alto contenuto di grassi e basso contenuto di carboidrati dove il corpo cambia la sua fonte di carburante dal glucosio ai chetoni, che vengono prodotti dai grassi. Anche se sono state usate per motivi medici (come il trattamento dell'epilessia), molte persone hanno iniziato a usarle per perdere peso e migliorare la salute metabolica.

Digiuno a tempo (TRF): Pensa a questo come a un modo per impostare un programma alimentare rigoroso. Mangi in orari specifici e non tocchi il cibo al di fuori di quel lasso di tempo. È come avere una festa ma far entrare le persone solo in determinati orari. Questo metodo può portare a miglioramenti nella composizione corporea e nei livelli di zucchero nel sangue!

Cosa dice la ricerca

I ricercatori hanno cercato di capire come queste diete influenzano l'Espressione genica legata alla via PI3K/AKT in vari tessuti, incluso cervello, fegato e muscoli, specialmente in soggetti più anziani. Hanno usato ratti invecchiati per i loro esperimenti invece di umani, dato che, ammettiamolo, è molto più facile studiare i ratti che chiedere alla gente di seguire una dieta rigorosa per tutta la vita!

Nello studio, i ratti sono stati divisi in tre gruppi: un gruppo aveva una dieta standard, un altro aveva una Dieta chetogenica e l'ultimo praticava il digiuno a tempo. Hanno osservato come queste diete influenzassero l'espressione genica specificamente legata alla via PI3K/AKT.

Risultati e osservazioni

  1. Effetti specifici nei tessuti: I ricercatori hanno scoperto che l'espressione genica variava significativamente a seconda della dieta e del tessuto testato. Nel fegato, quelli con dieta chetogenica mostravano livelli più bassi di un gene chiamato Akt1 rispetto agli altri. Ma nei muscoli, il digiuno a tempo sembrava avere un ruolo più significativo nella riduzione dell'espressione di Akt1.

  2. Impatto comportamentale: Hanno anche osservato come queste diete influenzassero le Prestazioni cognitive usando un compito che prevedeva il riconoscimento della posizione degli oggetti. I risultati erano interessanti! I ratti con dieta chetogenica si comportavano meglio in questi compiti, suggerendo che ciò che mangiano possa influenzare quanto bene ricordano le cose.

  3. Espressione genica e memoria: Esaminando la relazione tra l'espressione genica e le prestazioni cognitive, hanno trovato una notevole correlazione. Livelli più alti di Akt1 nel cervello erano correlati a migliori prestazioni nei compiti di memoria tra quelli con dieta chetogenica. Questo suggerisce che la dieta potrebbe essere un fattore chiave per mantenere i nostri cervelli svegli mentre invecchiamo.

  4. Foxo1 e funzione cognitiva: Un altro gene, Foxo1, ha mostrato alcune relazioni interessanti con le prestazioni cognitive. Nei ratti alimentati normalmente, livelli più alti di Foxo1 erano collegati a prestazioni peggiori nei compiti di memoria. Questo significa che a volte, avere troppo di una cosa buona non è necessariamente fantastico, specialmente quando si tratta di funzione cerebrale.

Implicazioni e direzioni future

Sebbene questo studio offra uno sguardo intrigante su dieta, età e espressione genica, solleva anche un sacco di domande. Perché alcune diete funzionano meglio per geni specifici? Esiste una dieta ottimale che può aiutare tutti a invecchiare meglio? Possiamo trovare modi per aiutare i nostri corpi a migliorare le loro funzioni metaboliche attraverso semplici cambiamenti nello stile di vita?

Conclusione

Invecchiare non significa solo invecchiare; significa anche come i nostri corpi reagiscono a questo processo. La via PI3K/AKT è un attore vitale in questo gioco metabolico, influenzando tutto, da come ricordiamo le cose a come i nostri corpi gestiscono lo zucchero. Con le giuste scelte dietetiche, potrebbe essere possibile influenzare positivamente questa via, aiutandoci a rimanere lucidi e in salute mentre invecchiamo.

Mentre continuiamo a sgranocchiare i nostri snack e sorseggiare le nostre bevande, vale la pena considerare che le nostre scelte a tavola potrebbero fare una grande differenza nel modo in cui funzionano i nostri corpi mentre cresciamo. Quindi, la prossima volta che pensi di saltare quell'insalata, ricorda-il tuo io futuro potrebbe semplicemente ringraziarti per questo!

Fonte originale

Titolo: Time restricted feeding with or without ketosis influences metabolism-related gene expression in a tissue-specific manner in aged rats

Estratto: Many of the hallmarks of aging involve alterations in cellular and organismal metabolism. One pathway with the potential to impact several traditional markers of impaired function with aging is the PI3K/AKT metabolic pathway. Regulation of this pathway includes many aspects of cellular function, including protein synthesis, proliferation and survival, as well as many downstream targets, including mTOR and FOXOs. Importantly, this pathway is pivotal to the function of every organ system in the human body. Thus, we investigated the expression of several genes along this pathway in multiple organs, including the brain, liver and skeletal muscle, in aged subjects that had been on different experimental diets to regulate metabolic function since mid-life. Specifically, rats were fed a control ad lib diet (AL), a time restricted feeding diet (cTRF), or a time restricted feeding diet with ketogenic macronutrients (kTRF) for the majority of their adult lives (from 8-25 months). We previously reported that regardless of macronutrient ratio, TRF-fed rats in both macronutrient groups required significantly less training to acquire a biconditional association task than their ad lib fed counterparts. The current experiments expand on this work by quantifying metabolism-related gene expression across tissues and interrogating for potential relationships with cognitive performance. AKT expression was significantly reduced in kTRF fed rats within liver and muscle tissue. However, AKT expression within the perirhinal cortex (PER) was higher in kTRF rats with the best cognitive performance. Within CA3, higher levels of FOXO1 gene expression correlated with poorer cognitive performance in ad libitum fed rats. Together, these data demonstrate diet- and tissue-specific alterations in metabolism-related gene expression and their correlation with cognitive status.

Autori: Sarah Ding, Anisha Banerjee, Sara N. Burke, Abbi R. Hernandez

Ultimo aggiornamento: Dec 21, 2024

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629431

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629431.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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