Μεσογειακή διατροφή: Μικρές πρωτεΐνες ίσως προστατεύουν την καρδιά και τον εγκέφαλο

Η μεσογειακή διατροφή ενδέχεται να προστατεύει την καρδιά, τον εγκέφαλο και τα κύτταρα που γερνούν μέσω ενός απρόσμενου βιολογικού μηχανισμού, ο οποίος περιλαμβάνει μικρές πρωτεΐνες που παράγονται από τα μιτοχόνδρια — τις κυτταρικές δομές που παράγουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που χρειάζονται τα κύτταρα.

Ερευνητές της Σχολής Γεροντολογίας Leonard Davis του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας (USC) διαπίστωσαν ότι όσοι ακολουθούσαν πιο πιστά τη μεσογειακή διατροφή είχαν υψηλότερα επίπεδα δύο μιτοχονδριακών μικροπρωτεϊνών, της humanin και της SHMOOSE. Και οι δύο έχουν συνδεθεί σε προηγούμενες μελέτες με προστασία από τα καρδιαγγειακά νοσήματα και τη νευροεκφύλιση, τη σταδιακή επιδείνωση των νευρικών κυττάρων που παρατηρείται σε παθήσεις όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.

Η μελέτη, με επικεφαλής τον Roberto Vicinanza, επίκουρο καθηγητή Γεροντολογίας στη Σχολή Leonard Davis του USC, προσφέρει μια πιθανή εξήγηση για το πώς οι καθημερινές διατροφικές επιλογές επηρεάζουν την υγεία των κυττάρων και τη διαδικασία της γήρανσης.

«Αυτές οι μικροπρωτεΐνες μπορεί να λειτουργούν ως μοριακοί αγγελιοφόροι, μεταφράζοντας όσα τρώμε σε πληροφορίες για το πώς λειτουργούν και γερνούν τα κύτταρά μας», δήλωσε ο Vicinanza. «Πρόκειται για μια νέα βιολογική οδό που βοηθά να εξηγηθεί γιατί η μεσογειακή διατροφή έχει τόσο ισχυρά οφέλη».

Πώς μπορεί η μεσογειακή διατροφή να προστατεύει τα κύτταρα που γερνούν

Η μεσογειακή διατροφή δίνει έμφαση σε τρόφιμα όπως το ελαιόλαδο, τα ψάρια, τα φασόλια, οι φακές, τα φρούτα και τα λαχανικά. Έχει συσχετιστεί σταθερά με χαμηλότερο κίνδυνο καρδιοπάθειας, διαβήτη τύπου 2 και γνωστικής έκπτωσης. Οι επιστήμονες, ωστόσο, εξακολουθούν να διερευνούν πώς ακριβώς αυτό το διατροφικό πρότυπο προσφέρει τόσο ευρεία οφέλη για την υγεία.

Για να το εξετάσουν, οι ερευνητές ανέλυσαν δείγματα αίματος από ηλικιωμένους που ακολουθούσαν τη μεσογειακή διατροφή σε διαφορετικό βαθμό. Όσοι είχαν διατροφικές συνήθειες που ταίριαζαν περισσότερο με το συγκεκριμένο πρότυπο εμφάνιζαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις humanin και SHMOOSE.

Παράλληλα, είχαν χαμηλότερους δείκτες οξειδωτικού στρες. Πρόκειται για μια διαδικασία κατά την οποία επιβλαβή μόρια, οι λεγόμενες δραστικές μορφές οξυγόνου, υπερβαίνουν τις προστατευτικές άμυνες του οργανισμού. Με την πάροδο του χρόνου, το οξειδωτικό στρες μπορεί να βλάψει πρωτεΐνες, DNA και άλλα κυτταρικά συστατικά, συμβάλλοντας στη γήρανση και στα χρόνια νοσήματα.

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι ορισμένα τρόφιμα συνδέονταν με διαφορετικές μικροπρωτεΐνες. Η μεγαλύτερη κατανάλωση ελαιολάδου, ψαριών και οσπρίων συσχετίστηκε με αυξημένα επίπεδα humanin. Αντίστοιχα, η κατανάλωση ελαιολάδου και η μικρότερη πρόσληψη επεξεργασμένων υδατανθράκων συσχετίστηκαν με υψηλότερα επίπεδα SHMOOSE.

Στους επεξεργασμένους υδατάνθρακες περιλαμβάνονται τρόφιμα από δημητριακά που έχουν υποστεί εκτεταμένη επεξεργασία και από σάκχαρα, όπως το λευκό ψωμί, τα αρτοσκευάσματα και πολλά γλυκά σνακ. Συνήθως περιέχουν λιγότερες φυτικές ίνες και λιγότερα φυσικά θρεπτικά συστατικά από αντίστοιχα τρόφιμα που έχουν υποστεί μικρότερη επεξεργασία.

«Τα ευρήματα δείχνουν ότι συγκεκριμένα συστατικά της μεσογειακής διατροφής μπορεί να επηρεάζουν άμεσα τη βιολογία των μιτοχονδρίων», δήλωσε ο Pinchas Cohen, κοσμήτορας της Σχολής Leonard Davis του USC και διακεκριμένος καθηγητής του USC, ο οποίος ήταν ο κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Η humanin και η SHMOOSE θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως βιοδείκτες της προσήλωσης στη μεσογειακή διατροφή και να έχουν κλινική σημασία».

Οι βιοδείκτες είναι μετρήσιμες βιολογικές ενδείξεις που παρέχουν πληροφορίες για την υγεία ή τη φυσιολογική κατάσταση ενός ατόμου. Σε αυτή την περίπτωση, οι ερευνητές προτείνουν ότι η humanin και η SHMOOSE θα μπορούσαν μελλοντικά να βοηθήσουν τους επιστήμονες να εκτιμήσουν πόσο κοντά βρίσκεται η διατροφή κάποιου σε υγιεινά πρότυπα και πώς ανταποκρίνονται τα κύτταρά του.

Μικρές μιτοχονδριακές πρωτεΐνες με σημαντική δράση

Τα ευρήματα εντάσσονται σε μια επιστημονική προσπάθεια που διαρκεί πάνω από 20 χρόνια και αφορά τη διερεύνηση μικρών πρωτεϊνών που παράγονται από τα μιτοχόνδρια. Ο Cohen έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ανακάλυψη και τη μελέτη αυτών των μορίων, τα οποία αναγνωρίζονται όλο και περισσότερο ως σημαντικοί παράγοντες για την κυτταρική υγεία.

Τα μιτοχόνδρια περιγράφονται συχνά ως τα «εργοστάσια παραγωγής ενέργειας» των κυττάρων, καθώς παράγουν μεγάλο μέρος της ενέργειας που απαιτείται για βασικές βιολογικές λειτουργίες. Ο ρόλος τους, όμως, δεν περιορίζεται στην παραγωγή ενέργειας. Συμβάλλουν επίσης στη ρύθμιση του μεταβολισμού, των κυτταρικών αποκρίσεων στο στρες και διεργασιών που σχετίζονται με τη γήρανση.

Σε αντίθεση με τις περισσότερες πρωτεΐνες, οι οποίες παράγονται βάσει οδηγιών που είναι αποθηκευμένες στο DNA του πυρήνα του κυττάρου, οι μιτοχονδριακές μικροπρωτεΐνες προέρχονται από γενετικές οδηγίες που βρίσκονται στα ίδια τα μιτοχόνδρια.

Οι οδηγίες αυτές βρίσκονται σε μικρά τμήματα του μιτοχονδριακού DNA, γνωστά ως ανοικτά πλαίσια ανάγνωσης. Κάποιες από αυτές τις περιοχές θεωρούνταν παλαιότερα μη λειτουργικές, όμως οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μπορούν να κωδικοποιούν βιολογικά ενεργά μόρια.

Μία από τις καλύτερα μελετημένες είναι η humanin, την οποία εντόπισαν για πρώτη φορά ο Cohen και οι συνεργάτες του το 2003. Μεταγενέστερες μελέτες έχουν συσχετίσει την humanin με καλύτερη ευαισθησία στην ινσουλίνη, καλύτερη καρδιαγγειακή υγεία, μεγαλύτερη μακροζωία και προστασία των γνωστικών ικανοτήτων.

Η ευαισθησία στην ινσουλίνη περιγράφει πόσο αποτελεσματικά ανταποκρίνονται τα κύτταρα του οργανισμού στην ινσουλίνη, την ορμόνη που συμβάλλει στη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα. Η διατήρησή της σε υγιή επίπεδα είναι σημαντική για τη μεταβολική υγεία και για τη μείωση του κινδύνου διαβήτη τύπου 2.

Μια ακόμη ενδιαφέρουσα μικροπρωτεΐνη είναι η SHMOOSE (Small Human Mitochondrial ORF Over SErine tRNA), την οποία εντόπισε πιο πρόσφατα η ερευνητική ομάδα του Cohen.

Η SHMOOSE έχει προσελκύσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω του πιθανού ρόλου της στην προστασία του εγκεφάλου. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι μια γενετική παραλλαγή της συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο νόσου Αλτσχάιμερ. Η φυσιολογική εκδοχή της, αντίθετα, φαίνεται να συμβάλλει στην προστασία των νευρώνων από βλάβες που σχετίζονται με το αμυλοειδές, μια πρωτεΐνη που μπορεί να συσσωρευτεί ανώμαλα στον εγκέφαλο των ανθρώπων με Αλτσχάιμερ.

«Αυτά τα πεπτίδια αναδεικνύονται σε σημαντικούς ρυθμιστές της βιολογίας της γήρανσης», δήλωσε ο Cohen. «Συνδέουν τη λειτουργία των μιτοχονδρίων με παθήσεις όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και η καρδιοπάθεια και, πλέον, ενδεχομένως και με τη διατροφή».

Ένας πιθανός άγνωστος μηχανισμός προστασίας της καρδιάς

Οι επιστήμονες εντόπισαν επίσης μια πιθανώς σημαντική σύνδεση ανάμεσα στην humanin και ένα ένζυμο που ονομάζεται Nox2 και συμβάλλει στην παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου.

Αν και αυτά τα μόρια επιτελούν χρήσιμες λειτουργίες στη φυσιολογική κυτταρική σηματοδότηση και στην άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος, η υπερβολική παραγωγή τους μπορεί να συμβάλει στο οξειδωτικό στρες και να προκαλέσει βλάβες στα αιμοφόρα αγγεία και σε άλλους ιστούς.

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα άτομα με υψηλότερα επίπεδα humanin είχαν την τάση να εμφανίζουν χαμηλότερη δραστηριότητα του Nox2. Η σχέση αυτή αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο η humanin να συμβάλλει στον περιορισμό επιβλαβών οξειδωτικών διεργασιών, προσφέροντας ενδεχομένως ένα επιπλέον επίπεδο καρδιαγγειακής προστασίας.

Με βάση τα ευρήματα, οι ερευνητές προτείνουν ότι η μεσογειακή διατροφή θα μπορούσε να υποστηρίζει την υγεία της καρδιάς με δύο συμπληρωματικούς τρόπους: να συμβάλλει άμεσα στη μείωση του οξειδωτικού στρες και, παράλληλα, να υποστηρίζει την παραγωγή μιτοχονδριακών μικροπρωτεϊνών που επηρεάζουν οδούς οι οποίες σχετίζονται με την κυτταρική βλάβη.

Ωστόσο, οι παρατηρούμενες συσχετίσεις δεν αποδεικνύουν ότι η διατροφή αυξάνει άμεσα αυτές τις πρωτεΐνες ή ότι οι ίδιες οι πρωτεΐνες προλαμβάνουν τα καρδιαγγειακά νοσήματα.

«Αυτό θα μπορούσε να αποτελεί έναν νέο μηχανισμό καρδιοπροστασίας της μεσογειακής διατροφής», δήλωσε ο Vicinanza.

Η μεσογειακή διατροφή σε όλο τον κόσμο

Το ενδιαφέρον του Vicinanza για τη μεσογειακή διατροφή δεν περιορίζεται στη διερεύνηση των επιδράσεών της στον οργανισμό. Έχει επίσης εργαστεί για τη διεθνή προώθηση αυτού του παραδοσιακού διατροφικού προτύπου ως τρόπου υποστήριξης της ανθρώπινης υγείας, της πολιτιστικής κληρονομιάς και της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας.

Στο πλαίσιο αυτών των προσπαθειών, συνεργάστηκε με τον Δήμο Pollica στην Ιταλία, ο οποίος έχει αναγνωριστεί από την UNESCO ως εμβληματική κοινότητα της μεσογειακής διατροφής.

Η συνεργασία αυτή συνέβαλε στην καθιέρωση της Διεθνούς Ημέρας Μεσογειακής Διατροφής μέσω των Ηνωμένων Εθνών.

Η διεθνής ημέρα τιμάται κάθε χρόνο στις 16 Νοεμβρίου και έχει στόχο να αναδείξει τα οφέλη της μεσογειακής διατροφής για την υγεία, καθώς και τις πολιτιστικές παραδόσεις και την περιβαλλοντική σημασία της.

Για τον Vicinanza, τα νέα ευρήματα ενισχύουν τη σύνδεση ανάμεσα στις παραδοσιακές διατροφικές συνήθειες και τις σύγχρονες ανακαλύψεις για τη λειτουργία του οργανισμού.

«Συνδέουμε διατροφικές παραδόσεις αιώνων με τη σύγχρονη μοριακή βιολογία», δήλωσε ο Vicinanza. «Αυτό υποστηρίζει την ιδέα ότι τα υγιεινά διατροφικά πρότυπα, με ελάχιστα ή καθόλου υπερεπεξεργασμένα τρόφιμα, αντανακλούν τον τρόπο με τον οποίο τρέφονταν οι άνθρωποι επί μακρά χρονικά διαστήματα και ενδέχεται να δημιουργούν συνθήκες στις οποίες είναι πιθανό να έχουν προσαρμοστεί τα μιτοχόνδρια — αρχαία κυτταρικά οργανίδια».

Μπορούν οι μικρές πρωτεΐνες να συμβάλουν στην υγιέστερη γήρανση;

Παρότι τα ευρήματα είναι ενθαρρυντικά, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η μελέτη ήταν σχετικά μικρή και παρατηρητική. Αυτό σημαίνει ότι εντόπισε σχέσεις ανάμεσα στις διατροφικές συνήθειες και σε βιολογικές μετρήσεις, αλλά δεν μπορεί να προσδιορίσει αν η μεσογειακή διατροφή προκάλεσε άμεσα τις διαφορές στα επίπεδα των μικροπρωτεϊνών.

Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν επίσης να επηρεάζονται από άλλους παράγοντες, όπως η γενικότερη υγεία και ο τρόπος ζωής των συμμετεχόντων.

Παρά τους περιορισμούς, η ανακάλυψη ανοίγει ένα ενδιαφέρον ενδεχόμενο για τον αναδυόμενο τομέα της διατροφής ακριβείας, που επιδιώκει να αναπτύξει διατροφικές συστάσεις με βάση τα βιολογικά χαρακτηριστικά και τις ανάγκες κάθε ατόμου.

Αν μελλοντικές έρευνες επιβεβαιώσουν ότι οι διατροφικές αλλαγές μπορούν να επηρεάζουν αξιόπιστα την humanin, την SHMOOSE και συναφείς μικροπρωτεΐνες, τα μόρια αυτά θα μπορούσαν ενδεχομένως να αποτελέσουν χρήσιμα εργαλεία για την αξιολόγηση διατροφικών παρεμβάσεων και την ανάπτυξη πιο εξατομικευμένων στρατηγικών για υγιή γήρανση.

Το επόμενο βήμα είναι να διαπιστωθεί αν η υιοθέτηση μιας διατροφής μεσογειακού τύπου αυξάνει πράγματι αυτές τις πρωτεΐνες και αν οι αλλαγές αυτές οδηγούν σε μετρήσιμες βελτιώσεις στην καρδιαγγειακή υγεία, στη λειτουργία του εγκεφάλου ή στον κίνδυνο ασθενειών.

«Στόχος μας είναι να περάσουμε από την παρατήρηση συσχετίσεων στην κατανόηση της αιτιότητας», δήλωσε ο Vicinanza. «Αν μπορέσουμε να αξιοποιήσουμε αυτές τις οδούς, ίσως σχεδιάσουμε διατροφικές στρατηγικές που προάγουν την υγιή γήρανση σε μοριακό επίπεδο».

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Ταμείο Ερευνών Διατροφής για την Πρόληψη της Νόσου Αλτσχάιμερ Daryl και Irwin Simon του USC (για τον Vicinanza), το Βραβείο Οικογενειακής Έρευνας Hanson-Thorell (για τον Vicinanza), την επιχορήγηση P30AG094848 των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας των ΗΠΑ (για τον Cohen) και την επιχορήγηση PRIN 2022 000031_23_PP_PIGNATELLI_PRIN_2022-B53D23021240006 (για τον Pignatelli).