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O jejum aumenta a capacidade regenerativa das células-tronco

Por: Anne Trafton 

Um tratamento medicamentoso que imita o jejum também possivelmente poderá fornecer o mesmo benefício, segundo o estudo.

À medida que as pessoas envelhecem, suas células-tronco intestinais começam a perder sua capacidade de se regenerar. Estas células estaminais são a fonte de todas as novas células intestinais e o declínio da produção delas pode tornar mais difícil a recuperação de infecções gastrointestinais ou outras condições que afetam o intestino.

Essa perda de função de células-tronco relacionada à idade pode ser revertida por um jejum de 24 horas, de acordo com um novo estudo de biólogos do MIT. Os pesquisadores descobriram que o jejum melhora drasticamente a capacidade das células-tronco de se regenerarem, tanto em camundongos jovens como idosos.

Em camundongos em jejum, as células começam a quebrar gordura em vez de glicose, uma mudança que estimula as células-tronco a se tornarem mais regenerativas. Os pesquisadores descobriram que eles também poderiam impulsionar a regeneração com uma molécula que ativa a mesma troca metabólica. Tal intervenção poderia ajudar os idosos a se recuperar de infecções gastrointestinais ou pacientes com câncer submetidos à quimioterapia, dizem os pesquisadores.

“O jejum tem muitos efeitos no intestino, que incluem a regeneração e melhor proteção a qualquer tipo de doença que colide com o intestino, como infecções ou cânceres”, diz Omer Yilmaz, professor assistente de biologia do MIT, membro de o Instituto Koch para Pesquisa Integrativa sobre o Câncer e um dos principais autores do estudo.

“Entender como o jejum melhora a saúde geral, incluindo o papel das células-tronco adultas na regeneração intestinal, no reparo e na saúde, é um interesse fundamental do meu laboratório”

David Sabatini, professor de biologia do MIT e membro do Instituto Whitehead de Pesquisa Biomédica e do Instituto Koch, também é autor sênior do artigo, que aparece na edição de 3 de maio da Cell Stem Cell.

“Este estudo forneceu evidências de que o jejum induz uma mudança metabólica nas células-tronco intestinais, de uma utilização de carboidratos para a queima de gordura como fonte de energia”, diz Sabatini. “Curiosamente, a mudança dessas células para a oxidação de ácidos graxos melhorou significativamente a função celular. O direcionamento farmacológico desta via pode fornecer uma oportunidade terapêutica para melhorar a homeostase do tecido em patologias associadas à idade.”

Os principais autores do artigo são Maria Mihaylova do Instituto Whitehead, e o Chia-Wei Cheng do Instituto Koch.

Impulsionando a regeneração

 

Por muitas décadas, os cientistas sabem que a baixa ingestão calórica está ligada à maior longevidade em humanos e outros organismos. Yilmaz e seus colegas estavam interessados ​​em explorar como o jejum exerce seus efeitos à nível molecular, especificamente no intestino.

As células-tronco intestinais são responsáveis ​​por manter o revestimento do intestino, que tipicamente se renova a cada cinco dias. Quando ocorre uma lesão ou infecção, as células-tronco são fundamentais para reparar qualquer dano. À medida que as pessoas envelhecem, as habilidades regenerativas dessas células-tronco intestinais diminuem, de modo que leva mais tempo para o intestino se recuperar.

“As células-tronco intestinais são os cavalos de batalha do intestino que dão origem a mais células-tronco e a todos os vários tipos de células diferenciadas do intestino. Notavelmente, durante o envelhecimento, a função intestinal diminui, o que prejudica a capacidade do intestino de se reparar após os danos ”, diz Yilmaz. “Nessa linha de investigação, nos concentramos em entender como um jejum de 24 horas aumenta a função de células-tronco intestinais jovens e velhas.”

Depois de camundongos ficarem em jejum por 24 horas, os pesquisadores removeram as células-tronco intestinais e cultivaram-nas em um prato de cultura, permitindo-lhes determinar se as células podem dar origem a “mini-intestinos” conhecidos como organoides.

Os pesquisadores descobriram que as células-tronco dos ratos em jejum dobraram sua capacidade regenerativa.

“Era muito óbvio que o jejum teve um efeito realmente imenso sobre a capacidade das criptas intestinais de formar mais organoides, o que é impulsionado pelas células-tronco”, diz Mihaylova. “Isso foi algo que vimos nos ratos jovens e nos ratos idosos, e realmente queríamos entender os mecanismos moleculares que impulsionam isso”.

Interruptor metabólico

 

Outros estudos, incluindo o sequenciamento do RNA mensageiro de células-tronco dos camundongos que jejuaram, revelaram que o jejum induz as células a mudarem de seu metabolismo usual, que queima carboidratos, como os açúcares, para metabolizar os ácidos graxos (gorduras). Essa troca ocorre por meio da ativação de fatores de transcrição chamados PPARs, que ativam muitos genes envolvidos na metabolização de ácidos graxos, ou seja o uso de gordura.

Os pesquisadores descobriram que, se eles desligassem esta via, o jejum não poderia mais impulsionar a regeneração. Eles agora planejam estudar como essa troca metabólica induz as células-tronco a melhorarem suas habilidades regenerativas.

Eles também descobriram que poderiam reproduzir os efeitos benéficos do jejum tratando os ratos com uma molécula que imita os efeitos dos PPARs. “Isso também foi muito surpreendente”, diz Cheng. “Apenas ativar uma via metabólica é suficiente para reverter certos fenótipos de idade”.

Jared Rutter, professor de bioquímica da Escola de Medicina da Universidade de Utah, descreveu as descobertas como “interessantes e importantes”.

“Este artigo mostra que o jejum causa uma alteração metabólica nas células-tronco que residem nesse órgão e, assim, altera seu comportamento para promover mais divisão celular. Em um belo conjunto de experimentos, os autores desorganizaram este sistema causando essas alterações metabólicas sem jejum e observam efeitos semelhantes ”, diz Rutter, que não esteve envolvido na pesquisa. “Este trabalho se encaixa em um campo de rápido crescimento que está demonstrando que a nutrição e o metabolismo tem efeitos profundos sobre o comportamento das células e isso pode predispor doenças humanas.”

Os resultados sugerem que o tratamento medicamentoso pode estimular a regeneração sem exigir que os pacientes façam jejum, embora o jejum seja fácil e garantido. Um grupo que poderia se beneficiar desse tratamento são os pacientes com câncer que estão recebendo quimioterapia, o que muitas vezes prejudica as células intestinais. Também podem se beneficiar pessoas idosas que sofrem infecções intestinais ou outros distúrbios gastrointestinais que podem danificar o revestimento do intestino, sem contar qualquer pessoa que se importa com a saúde.

Os pesquisadores planejam explorar a eficácia potencial de tais tratamentos, e também esperam estudar as habilidades regenerativas do jejum em células-tronco em outros tipos de tecido.

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