宾州州立大学的研究人员发现，人类细胞衰老的速度可以受到多种相互关联的因素的影响。在最近的一项研究中，他们探讨了限制卡路里的摄入如何影响端粒长度和生物学衰老。这项研究由宾州州立大学健康与人类发展学院的研究人员主导，重点研究了卡路里限制如何影响一个人的端粒，端粒是位于染色体末端的保护性帽子。研究小组的发现已发表在期刊上。研究人员发现，在对人类进行为期两年的卡路里限制研究中，那些限制卡路里摄入的人与对照组相比，端粒的流失速度有所不同，尽管两个组的端粒长度在研究结束时相似。之前的研究表明，限制卡路里摄入20%至60%可以促进许多动物的长寿。当人体细胞在其一生中复制时，端粒在染色体复制到新细胞时会被丢失，导致细胞的端粒整体长度缩短。细胞进行一定次数的分裂和复制，直到端粒的保护帽完全耗尽。在这一点上，染色体中的遗传物质可能会受到损害，导致细胞繁殖和功能可能出现问题。有趣的是，拥有更长端粒的细胞被认为在生物上比拥有较短端粒的细胞更年轻，这意味着两个年龄相同的个体可能在生物年龄上存在差异，具体取决于端粒的长度。衰老、压力、疾病、遗传和饮食等多种因素都会影响细胞复制的速度和端粒的长度，正如生物行为学副教授伊丹·沙莱夫所解释的那样。沙莱夫是宾州州立大学的研究人员，他领导了对CALERIE研究的基因样本分析。这项研究是首个通过随机临床试验探讨卡路里限制对人类影响的研究。沙莱夫研究的重点是调查卡路里限制如何影响个体的端粒长度。端粒长度反映了一个人细胞衰老的快慢，是科学家研究卡路里限制对人类衰老潜在影响的关键指标。
“通过卡路里限制可能有助于延长人类寿命的因素有很多，这仍是一个活跃的研究领域，”研究团队成员韦伦·海斯廷斯说道。“史密斯博士于2020年在宾州州立大学获得生物行为健康博士学位，并且是这项研究的主要作者。生存时间延长的主要原因与细胞内的代谢过程有关。当细胞使用能量时，该过程的副产品可能导致氧化压力，这可能损害DNA并导致细胞退化。然而，当一个人的细胞由于卡路里限制而消耗较少的能量时，副产品较少，细胞不会那么快地分解。”
科学家们在CALERIE研究开始时、一年后和24个月的卡路里限制结束时，检查了175名参与者的端粒长度。大约三分之二的参与者参与了卡路里限制，而剩余的三分之一作为对照组。研究结果显示，在研究期间端粒流失的轨迹发生了变化。在第一年，限制卡路里摄入的参与者体重减轻，并且相较于对照组，端粒流失的速度较快。然而，一年后，限制卡路里摄入的参与者的体重稳定，继续限制一年。在第二年，限制卡路里摄入的参与者的端粒流失速度比之前慢。
在两年后，对照组和限制卡路里摄入组的端粒长度相似，表明两个组之间没有统计学上显著的差异。
“这项研究强调了卡路里限制如何影响端粒流失的复杂性，”沙莱夫解释说。“我们最初的假设是，限制卡路里摄入的个体端粒流失会较慢。然而，我们的发现揭示，限制卡路里摄入的个体最初经历了更快速的端粒流失，随后在体重稳定后流失速度放缓。”
沙莱夫强调，这些结果引发了重要问题，例如如果数据在额外一年内收集，端粒长度可能会受到什么影响？研究参与者将在十年后进行数据收集，沙莱夫表达了他期待一旦数据可用能够分析这些数据的愿望。
尽管结果尚不明确，沙莱夫提到卡路里限制可能对人类产生积极的健康影响。对CALERIE数据的前期研究表明，卡路里限制可能有助于降低有害胆固醇水平和减少血压。端粒的两年时间框架不足以展示益处，但沙莱夫和海斯廷斯相信它们可能仍会显现。
沙莱夫的三名学员海斯廷斯、目前的研究生叶乔凤和前博士后学者莎拉·沃尔夫在沙莱夫的指导下领导了这项研究。
海斯廷斯表示，能够领导这项研究对他的职业生涯至关重要。
“我最近被德克萨斯农工大学营养系聘为助理教授，计划在秋季学期开始工作，”海斯廷斯说。“在这个项目之前，我在营养方面的经验有限。这个项目真正塑造了我的职业方向，我很感激沙莱夫博士对我委托如此重任。”
哥伦比亚大学的卡伦·瑞安和丹尼尔·贝尔斯基参与了研究。该研究是多个机构合作的结果，包括哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院、塔夫茨大学、杜克大学医学院、不列颠哥伦比亚大学、佩宁顿生物医学研究中心和亚利桑那州立大学健康解决方案学院。该研究获得国立衰老研究所的资助。
