Il digiuno intermittente estende la durata della salute attraverso l'autofagia circadiana / Intermittent Fasting Extends Healthspan through Circadian Autophagy

Il digiuno intermittente estende la durata della salute attraverso l'autofagia circadiana / Intermittent Fasting Extends Healthspan through Circadian Autophagy

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

A differenza di molte diete alla moda, il digiuno intermittente sembra offrire benefici reali, a condizione che le persone a dieta possano attenersi al programma, che di solito limita il consumo a una finestra di otto ore ogni giorno. Le persone a dieta, tuttavia, potrebbero essere in grado di riempire i loro programmi alimentari mentre tagliano il loro girovita e allungando i loro tempi di salute se i risultati di un nuovo studio possono essere sfruttati farmacologicamente.

Questo studio, condotto da ricercatori della Columbia University, ha dimostrato che nei moscerini della frutta i benefici del digiuno intermittente sono attribuibili all'autofagia circadiana. I ricercatori suggeriscono che l'autofagia regolata circadiana potrebbe essere stimolata non solo dal digiuno intermittente, ma anche da interventi farmaceutici.

I dettagli dello studio ("L' autofagia circadiana guida la longevità mediata da iTRF ") sono apparsi il 29 settembre sulla rivista Nature . Secondo lo studio, i ricercatori della Columbia hanno utilizzato un modello conveniente, il moscerino della frutta Drosophila melanogaster, per sviluppare un regime dietetico di alimentazione intermittente a tempo limitato (iTRF) che allungasse notevolmente la durata della vita delle mosche e ritardasse l'insorgenza dei marcatori dell'invecchiamento nei muscoli e nell'intestino.

"Abbiamo scoperto che iTRF migliorava la trascrizione regolata circadiana e che l'estensione della durata della vita mediata da iTRF richiedeva sia la regolazione circadiana che l'autofagia, un percorso di longevità conservato", hanno riferito gli autori dell'articolo. "L'induzione dell'autofagia specifica per la notte era sia necessaria che sufficiente per prolungare la durata della vita con una dieta ad libitum e ha anche impedito un'ulteriore estensione della durata della vita mediata da iTRF".

L'autore senior dello studio, Mimi Shirasu-Hiza, PhD, professore associato di genetica e sviluppo presso il Vagelos College of Physicians and Surgeons della Columbia University, ha notato che i moscerini della frutta hanno orologi biologici simili agli umani, rimangono attivi durante il giorno e dormono di notte, mentre anche condividono circa il 70% dei geni umani correlati alle malattie. Ha aggiunto che i moscerini della frutta sono un modello eccellente per l'invecchiamento perché i moscerini della frutta e gli umani invecchiano in modo simile. I moscerini della frutta vivono solo due mesi, quindi gli esperimenti di invecchiamento sono tecnicamente più fattibili nei moscerini della frutta che negli esseri umani.

"Poiché il digiuno intermittente limita i tempi del mangiare, è stato ipotizzato che gli orologi biologici naturali svolgano un ruolo", ha sottolineato Shirasu-Hiza. Per esplorare questa possibilità, Shirasu-Hiza e colleghi hanno messo le loro mosche su uno dei quattro diversi orari: accesso illimitato al cibo 24 ore su 24; 12 ore diurne di accesso al cibo; digiuno di 24 ore seguito da alimentazione illimitata di 24 ore; o iTRF (20 ore di digiuno seguite da un giorno di recupero con alimentazione illimitata).

Tra i quattro programmi alimentari, solo iTRF ha esteso significativamente la durata della vita: il 18% per le femmine e il 13% per i maschi.

E il tempismo del digiuno di 20 ore è stato fondamentale: la durata della vita è aumentata solo per le mosche che digiunavano di notte e rompevano il digiuno verso l'ora di pranzo. La durata della vita delle mosche che invece digiunavano tutto il giorno, mangiando solo di notte, non cambiava.

Per i ricercatori, il ruolo del tempo è stato un grande indizio su come il digiuno sia legato alla longevità. Hanno scoperto che l'autofagia, un processo di pulizia delle cellule, si attiva dopo il digiuno, ma solo quando il digiuno si verifica durante la notte. È noto che l'autofagia (in greco auto-mangiare) rallenta l'invecchiamento pulendo e riciclando i componenti danneggiati della cellula.

"Abbiamo scoperto che i benefici di iTRF che prolungano la vita richiedono un ritmo circadiano funzionale e componenti dell'autofagia", ha dichiarato Shirasu-Hiza. "Quando uno di questi processi è stato interrotto, la dieta non ha avuto alcun effetto sulla longevità degli animali".

Oltre ad aumentare la durata della vita delle mosche, iTRF ha migliorato la "durata della salute" delle mosche, aumentando la funzione muscolare e neuronale, riducendo l'aggregazione proteica legata all'età e ritardando l'insorgenza dei marcatori dell'invecchiamento nei muscoli e nei tessuti intestinali.

Le cellule umane utilizzano gli stessi processi di pulizia cellulare, quindi i risultati aumentano la possibilità che cambiamenti comportamentali o farmaci che stimolano il processo di pulizia possano fornire alle persone benefici per la salute simili, ritardando le malattie legate all'età e prolungando la durata della vita.

A differenza della restrizione dietetica, che riduce l'apporto calorico, il digiuno intermittente no. Limita semplicemente l'alimentazione a specifiche ore del giorno. Tuttavia, il digiuno intermittente è tutt'altro che facile.

"Qualsiasi tipo di mangiare limitato è difficile", ha detto Matt Ulgherait, PhD, ricercatore associato nel laboratorio di Shirasu-Hiza e primo autore dello studio. “Richiede molta disciplina, e la maggior parte degli studi sul digiuno a tempo limitato negli esseri umani ha costruito un giorno che imbroglia per renderlo più tollerabile. Sarebbe molto più facile ottenere gli stessi benefici per la salute se potessimo migliorare l'autofagia farmacologicamente, in particolare di notte.

Il potenziale per le applicazioni farmacologiche può essere realizzato se i ricercatori continuano a studiare come la regolazione circadiana e l'autofagia controllano l'invecchiamento e la durata della vita. Nello studio attuale, i ricercatori hanno identificato i componenti dell'orologio circadiano (Tim, Per, Cyc e Clk) ed i componenti essenziali dell'autofagia Atg1 e Atg8a come necessari e sufficienti per i benefici anti-invecchiamento e di estensione della durata della vita di iTRF. "Con una diversità di bersagli di autofagia cellulare (proteine, lipidi, nucleotidi e organelli)", hanno osservato i ricercatori, "l'identificazione dei principali tessuti e dei bersagli specifici coinvolti nei benefici per la salute mediati da iTRF e associati all'autofagia è una sfida per il lavoro futuro".

ENGLISH

Unlike many trendy diets, intermittent fasting appears to deliver real benefits—provided dieters can stick to the schedule, which usually restricts eating to an eight-hour window each day. Dieters, however, may be able to pad their eating schedules while trimming their waistlines—and extending their healthspans—if the results of a new study can be exploited pharmacologically.

This study, from researchers based at Columbia University, demonstrated that in fruit flies, the benefits of intermittent fasting are attributable to circadian autophagy. The researchers suggest that circadian-regulated autophagy could be stimulated not just by intermittent fasting, but by pharmaceutical interventions.

Details of the study (“Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity”) appeared September 29 in the journal Nature. According to the study, the Columbia researchers used a convenient model, the fruit fly Drosophila melanogaster, to develop an intermittent time-restricted feeding (iTRF) dietary regimen that robustly extended fly lifespan and delayed the onset of aging markers in the muscles and gut.

“We found that iTRF enhanced circadian-regulated transcription and that iTRF-mediated lifespan extension required both circadian regulation and autophagy, a conserved longevity pathway,” the article’s authors reported. “Night-specific induction of autophagy was both necessary and sufficient to extend lifespan on an ad libitum diet and also prevented further iTRF-mediated lifespan extension.”

The study’s senior author, Mimi Shirasu-Hiza, PhD, associate professor of genetics and development at Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons, noted that fruit flies have similar biological clocks to humans, staying active during daylight and sleeping at night, while also sharing roughly 70% of human disease-related genes. She added that fruit flies are an excellent model for aging because fruit flies and humans age in similar ways. Fruit flies live only two months, so aging experiments are more technically feasible in fruit flies than in humans.

“Because intermittent fasting restricts the timing of eating, it’s been hypothesized that natural biological clocks play a role,” Shirasu-Hiza pointed out. To explore this possibility, Shirasu-Hiza and colleagues put their flies on one of four different schedules: 24-hour unrestricted access to food; 12-hour daytime access to food; 24-hour fasting following by 24-hour unrestricted feeding; or iTRF (20 hours of fasting followed by a recovery day of unlimited feeding).

Among the four eating schedules, only iTRF significantly extended the lifespan—18% for females and 13% for males.

And the timing of the 20-hour fast was critical: Lifespan increased only for flies that fasted at night and broke their fast around lunchtime. The lifespans of flies that instead fasted all day, eating only at night, did not change.

For the researchers, the role of time was a big clue to how fasting is linked to longevity. They found that autophagy, a cell-cleaning process, kicks in after fasting, but only when fasting occurs during the night. Autophagy (Greek for self-eating) is known to slow aging by cleaning up and recycling damaged components of the cell.

“We found that the life-extending benefits of iTRF require a functional circadian rhythm and autophagy components,” Shirasu-Hiza declared. “When either of those processes were disrupted, the diet had no effect on the animals’ longevity.”

Besides increasing the flies’ lifespan, iTRF improved the flies’ “healthspan,” increasing muscle and neuron function, reducing age-related protein aggregation, and delaying the onset of aging markers in muscles and intestinal tissues.

Human cells use the same cell-cleaning processes, so the findings raise the possibility that behavioral changes or drugs that stimulate the cleaning process could provide people with similar health benefits, delaying age-related diseases and extending the lifespan.

Unlike dietary restriction, which reduces caloric intake, intermittent fasting does not. It merely limits feeding to specific hours of the day. Nonetheless, intermittent fasting is far from effortless.

“Any type of restricted eating is difficult,” said Matt Ulgherait, PhD, an associate research scientist in Shirasu-Hiza’s laboratory and the study’s first author. “It requires a lot of discipline, and most studies of time-restricted fasting in humans have built in a cheat day to make it more tolerable. It would be much easier to get the same health benefits if we could enhance autophagy pharmacologically, specifically at night.”

The potential for pharmacological applications may be realized if researchers continue to study how circadian regulation and autophagy control aging and lifespan. In the current study, the researchers identified circadian clock components (Tim, Per, Cyc, and Clk) and essential autophagy components Atg1 and Atg8a as both necessary and sufficient for the anti-aging, lifespan-extending benefits of iTRF. “With a diversity of cellular autophagy targets (proteins, lipids, nucleotides, and organelles),” the researchers noted, “identifying the major tissues and specific targets involved in iTRF-mediated, autophagy-associated health benefits are challenges for future work.”

Da:

https://www.genengnews.com/news/intermittent-fasting-extends-healthspan-through-circadian-autophagy/?fbclid=IwAR3RWeOeWqsrgGOxr3jJHqF7Hl6_6koiw43iWh-tOzVo5SOKMrKFHLoQF8E