En 'metabol metabol switch' kan förklara varför fasta ökar tarmhälsan
Att fasta i 24 timmar kan vända förlusten av stamcellsfunktion i tarmen som följer med åldrande, enligt en studie av möss.
Tarmstamceller är avgörande för vävnadsreparation och regenerering, och deras nedgång när vi åldras innebär att det blir svårare att återhämta sig från gastrointestinala tillstånd och infektioner.
Forskarna, som leddes av ett team från Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Boston, upptäckte att fasta i 24 timmar ökade regenerering av tarmstamceller hos yngre och äldre möss.
De fann att fasta utövade denna effekt med hjälp av en metabol metabol switch som får celler att bryta ner fettsyror istället för kolhydrater som glukos.
De upptäckte också en molekyl som kan aktivera samma switch - ett resultat som kan leda till läkemedel som ökar äldre människors återhämtning från gastrointestinala infektioner eller kemoterapi.
Du kan läsa en rapport om studien i en uppsats som nu publiceras i tidskriften Cellstamcell.
”Tarmens arbetshästar”
Stamceller är omogna celler som har anmärkningsvärda egenskaper. Till exempel kan de replikera nästan på obestämd tid och utvecklas till praktiskt taget alla typer av celler i kroppen och bildar en viktig källa till nya celler för tillväxt och reparation i många vävnader.
I tarmen underhåller och reparerar de vävnadsfoder som "förnyar sig" ungefär var 5: e dag.
Med hänvisning till detta beskriver studieförfattaren Ömer H. Yilmaz, biträdande professor i biologi vid MIT, tarmstamceller som ”tarmens arbetshästar”.
"[D] uring åldring", konstaterar han, "tarmens stamcell [cell] -funktion avtar, vilket försämrar tarmens förmåga att reparera sig själv efter skada."
I sitt studiearbete förklarar Yilmaz och hans kollegor att diet är känd för att ha en ”djupgående effekt” på vävnadens förmåga att regenerera sig själv.
Kortvarig fasta hade en stark effekt
Det finns också bevis för att intermittent fasta kan gynna hälsa och åldersrelaterad nedgång i vävnadsfunktion.
Detta uppmuntrade forskarna att studera hur kortvarig fasta kan påverka vävnadsregenerering på molekylär nivå, särskilt genom dess inflytande på stamceller.
De tog bort tarmstamceller från unga och åldrade möss som hade fastat i 24 timmar och odlat dem i laboratoriet.
De fann att fasta hade en mycket stark effekt på stamcellernas förmåga till regenerering, vilket uppmuntrade dem att bilda "organoider", snarare som "minitarmar".
De såg detta hända i odlade celler som tagits från både de unga och de äldre fastande mössen.
Metabolisk omkopplare förmedlar effekten av fasta
Ytterligare undersökning på molekylär nivå avslöjade att fastan fick stamcellerna att byta från metaboliserande kolhydrater, såsom glukos, till metaboliserande fettsyror.
Växeln är i en väg som styrs av en grupp av molekyler som reglerar genuttryck, så kallade peroxisomproliferatoraktiverade receptorer (PPAR). PPAR kontrollerar flera vägar som utlöser celler för att bryta ner fettsyror.
När forskarna stängde av den metaboliska omkopplaren fann de att fasta inte längre gynnade tarmstamcellsregenerering.
Ett slutligt experiment visade att det var möjligt att ”efterlikna” effekten av att fasta på omkopplaren med en molekyl som beter sig som en PPAR.
Hjälp för personer med tarmfoderskador
Det sista resultatet tyder på att det kan vara möjligt att aktivera tarmvävnadsregenerering och reparation utan att fasta, vilket många tycker är mycket svårt.
Forskarna föreslår att en sådan behandling kan hjälpa individer som får kemoterapi, vilket i många fall skadar slemhinnan i tarmen.
Det kan också hjälpa äldre att återhämta sig snabbare från tarmförhållanden och infektioner.
Forskarna kommer också att undersöka de molekylära mekanismerna på jobbet när den metaboliska omkopplaren inducerar tarmstamceller för att öka deras regenerativa förmåga.
De vill också upptäcka om fasta har en liknande effekt på stamceller i andra vävnader.
"Fasta har många effekter i tarmen, som inkluderar att öka regenerering samt potentiella användningar i alla typer av sjukdomar som påverkar tarmarna, såsom infektioner eller cancer."
Ömer H. Yilmaz
