Effect of caloric restriction on aging and neurodegenerative diseases

Abstract

Исследования на моделях млекопитающих демонстрируют, что ограничение калорийности питания замедляет процессы старения, увеличивает продолжительность жизни и отодвигает начало ряда возрастных заболеваний, в том числе нейродегенеративных. При ограничении калорийности питания организм переходит в режим поддержания жизнеспособности, что реализуется за счет включения программ стрессоустойчивости и замедления процессов роста и репродукции. К реализации данных программ приводят выраженные изменения внутриклеточных процессов: активация репарации макромолекул и восстановление длины теломер хромосом, что способствует поддержанию стабильности генома и протеома, выживаемости стволовых клеток. Кроме того, происходит перепрограммирование метаболических процессов и изменение их скорости, в том числе через влияние рестрикции питания на эпигенетические механизмы контроля. Ограничение калорий - это диетическая стратегия, которая может оказать влияние на скорость развития нейродегенерации. Таким образом, диета и питание являются одними из наиболее значимых модифицируемых внешних факторов, регулирующих метаболизм клеток, что определяет перспективные траектории изучения их влияния на механизмы развития нейровоспалительных и нейродегенеративных процессов. В обзоре обсуждаются механизмы, посредством которых клетки переходят на иные программы жизнеобеспечения при рестрикции питания, что проявляется изменениями процессов нейровоспаления, нейрогенеза в ответ на реализацию эпигенетических программ, запуска ответа сиртуинов, изменений в митохондриальном биогенезе. Research using mammalian models has shown that calorie restriction slows the aging process, increases life expectancy, and delays the onset of a number of age-related diseases, including neurodegenerative diseases. During caloric restriction, the organism goes into a viability maintenance mode, which is realized by the activation of stress resistance programs and the slowing of growth and reproduction processes. Very pronounced changes in intracellular processes lead to the realization of these programs, which include activation of mechanisms for repair of macromolecules and for restoration of the length of chromosome telomeres. This contributes to maintaining the stability of the genome and proteome, and the survival of stem cells. In addition, metabolic processes are reprogrammed, and their rate changes due to the influence of nutritional restriction on epigenetic control mechanisms. Caloric restriction is a dietary strategy that may have an impact on the rate of neurodegeneration. Therefore, diet and nutrition are among the most significant modifiable external factors that regulate cell metabolism. This approach offers promising ways for studying the influence of diet and nutrition on the mechanisms of neuroinflammatory and neurodegenerative processes. This article discusses mechanisms that change cellular function such that cells switch to life support programs during nutritional restriction. This is manifested by changes in the processes of neuroinflammation and neurogenesis in response to epigenetic programs that trigger the sirtuin response and change mitochondrial biogenesis.