Dijete kod životinja djeluju u laboratoriju, ali neće djelovati u divljini
Gladne laboratorijske životinje imaju tendenciju živjeti dulje. Uvijek iznova, u organizmima od vinskih mušica do miševa (a ponekad čak i kod primata), znanstvenici su spoznali da smanjenje količine hrane produljuje životni vijek promatrane vrste. No imaju li i divlje životinje koristi od toga što manje jedu? I ako je tako, zašto? Neki znanstvenici pokušavaju pomaknuti svoje eksperimente izvan tipičnih laboratorijskih uvjeta kako bi odgovorili na ta pitanja.
Prije nekoliko desetljeća znanstvenici su sugerirali da gladne životinje preusmjere svoju energiju s reprodukcije na održavanje tijela kako bi povećale šanse za preživljavanje razdoblja gladi, dok se reprodukciji vraćaju kada životni uvjeti postanu bolji. Teorija je postala poznata kao hipoteza adaptivne preraspodjele resursa.
Nekim se znanstvenicima činilo da ovo objašnjenje nikada nije bilo ispravno. Divlje se životinje bore sa stalnim prijetnjama, uključujući patogene, vremenske prilike i druge divlje životinje. Odgađanje reprodukcije nema smisla kada je život tako napet. Štoviše, gladna životinja više će riskirati kako bi pronašla hranu, što će vjerojatno rezultirati njezinom ranijom smrću. “Gotovo je smiješno pomisliti da su životinje u divljini, kojima je prehrana ograničena, zdravije ili da žive dulje”, kaže evolucijski biolog Steven Austad sa Sveučilišta Alabama u Birminghamu.
U nedavnoj studiji, evolucijski biolozi Felix Zajitschek i Russell Bonduriansky, obojica sa Sveučilišta New South Wales u Australiji, i njihovi kolege, krenuli su istraživati ova pitanja pokušavajući replicirati što se događa životinji izvan laboratorija kada unos kalorija padne. Držali su vinske mušice nekoliko stupnjeva ispod njihove optimalne temperature kako bi simulirali umjereni stres s kojim bi se te životinje mogle susresti u divljini. Hladne ženke koje su držane na ograničenoj prehrani počele su umirati nakon samo 20 dana, dok su mnoge muhe koje su hranjene normalnom količinom živjele 100 dana ili duže. Čak je i Zajitschek bio iznenađen koliko brzo su mušice pale kad je odstupio od normalnih laboratorijskih uvjeta. "Iskreno govoreći, nisam očekivao tako snažan učinak", kaže.
Rad znanstvenika tek treba recenzirati, dok neki znanstvenici misle da je preuranjeno reći kako je dugovječnost povezana s ograničenjem prehrane laboratorijski artefakt, kao što sugerira prethodno spomenuta studija. “Započeti s izjavom da je sve umjetno, što su ljudi prije radili, veliki je korak”, kaže stručnjakinja za starenje Maria Ermolaeva s Leibniz instituta za starenje – Fritz Lipmann Instituta u Njemačkoj. Biologinja Mirre Simons sa Sveučilišta Sheffield u Engleskoj slaže se. "Ne treba ga pretjerano tumačiti", dodaje.
Međutim, postoji razlog za razmišljanje kako su Zajitschek i njegovi kolege na tragu nečega. Drugi su znanstvenici dopunili prehranu divljih životinja kako bi odgovorili na tangencijalna pitanja, kaže Austad, i "one nikada nisu živjele kraće." Na primjer, znanstvenici su divljim pticama dali dodatnu hranu kako bi vidjeli na koji način to oblikuje njihove zajednice i predatorske navike. Kada se njihova prehrana nadopuni, životinje imaju tendenciju ili živjeti jednako dugo i više se razmnožavati ili živjeti dulje, dodaje.
Godine 2006. Austad i njegovi kolege objavili su rezultate vlastitog pokušaja rješavanja ove zagonetke: uhvatili su divlje miševe, zatim u laboratoriju hranili njihove unuke ograničenom dijetom kako bi vidjeli hoće li reagirati isto kao sojevi uzgojeni u laboratoriju kroz mnoge generacije. Bez obzira na to jesu li potomci divljih miševa jeli puno ili malo, njihovo preživljavanje u prosjeku je bilo približno isto. Austad nije bio iznenađen: laboratorijski miševi toliko su dugo živjeli u zatočeništvu da je usporedba s njihovim divljim kolegama "kao Yorkshire terijeri u usporedbi s vukovima", kaže on.
Proučavanje ograničenja prehrane u stvarno divljem okruženju vrlo je izazovno jer znanstvenici ne mogu spriječiti divlje životinje da traže hranu kada ogladne. Umjesto toga, Bonduriansky i njegovi kolege pokušali su nadopuniti prehranu divljih rogovljih muha. Ove muhe — s tijelom dugačkim oko desetinku inča — provode cijeli život živeći na jednom odbačenom rogovlju životinje poput losa ili jelena. Tim je označio muhe sitnim kapljicama emajlirane boje kako bi bile prepoznatljive, a zatim su povremeno hvatali označene muhe, hranili ih dodatnim šećerom ili proteinima u staklenim bočicama i puštali ih natrag u divljinu ili ih držali u laboratoriju.
Neka su ispitivanja pokazala da su muhe držane na otvorenom živjele jednako dugo kad su pojele dodatnu hranu kao i njihovi gladniji pandani na otvorenom - suprotno onome što se obično događa u laboratoriju. Ali eksperimenti su često prekidani, na primjer, kada bi pauci pojeli njihove subjekte. "Nije bilo moguće dobiti stvarno kvalitetan odgovor", kaže Bonduriansky, ali rezultati su mu dali nadu da će uz malo više finog podešavanja, opsežnije studije u divljini biti moguće.
Godine 2020. Simons i njegovi kolege objavili su rezultate studije koja je izravno testirala hipotezu adaptivne preraspodjele resursa. Istraživači su predvidjeli da ako gladne muhe ulože više energije u brigu o svom tijelu, nego što su to učinili njihovi pandani na bogatoj prehrani, tada će gladne muhe bolje proći kada se vrate na bogatu prehranu od onih koje su kontinuirano hranjene bogatom prehranom. Zapravo, tim je otkrio suprotno: muhe koje su se naizmjenično hranile bogatom pa ograničenom prehranom, imale su višu stopu smrtnosti od muha koje su cijelo vrijeme imale bogatu prehranu. Eksperiment je jedan od razloga zašto Simons kaže da je hipoteza adaptivne preraspodjele resursa, "za mene, prilično van svakog smisla".
Umjesto toga, laboratorijske životinje mogu živjeti dulje kad im je prehrana ograničena jer je ono što jedu - ili ono što njihovo tijelo proizvede nakon što pojedu - intrinzično toksično, tako da jesti manje znači smanjiti toksičnost, kaže Simons. Koja je komponenta prehrane toksična trenutno nije jasno, dodaje on, i može varirati u različitim situacijama. Austad ima drugu teoriju: on smatra da će gladne divlje životinje vjerojatno početi jesti ne idealne izvore hrane, poput žitarica prekrivenih gljivicama, od kojih bi neke mogle biti otrovne. Gladne životinje mogu uključiti stanične puteve koji štite od toksina. Ti isti putevi mogli bi zaštititi životinje od toksina koje tijelo proizvodi kao nusprodukt metabolizma, a koji bi mogli pridonijeti starenju.
Što se tiče razloga zašto bi laboratorijske i divlje životinje mogle različito reagirati na ograničenje prehrane, Simons smatra da bi problem mogao biti u tome što različite količine ograničenja prehrane najbolje djeluju u različitim uvjetima. Na primjer, miš s kotačićem za trčanje možda neće imati koristi od tako ograničene prehrane kao miš koji samo sjedi. Individualni genetski sklop životinje i njezin spol također mogu utjecati na to koliko je ograničenje prehrane optimalno. "Morate dozirati", kaže on.
Neki se ljudi pridržavaju ograničene dijete s nadom da će živjeti dulje ili izvući druge zdravstvene prednosti. Zajitschek i Ermolaeva, na primjer, oboje se pridržavaju režima isprekidanog posta, koji uključuje izmjenu razdoblja neograničene prehrane s razdobljima posta. Nije jasno produljuju li ove prakse životni vijek ljudi, iako mogu donijeti druge dobrobiti kao što je pomoć u održavanju zdrave težine ili snižavanje krvnog tlaka.
Biogerontolog Mark Mc Auley sa Sveučilišta Chester u Engleskoj upozorava da svatko tko razmišlja o restriktivnoj prehrani treba biti oprezan. Ljudi se razlikuju na razne načine. Stupanj restrikcije u prehrani koji je ispravan za jednu osobu možda neće funkcionirati za drugu. I općenito, studije o ograničenju prehrane ostavile su Mc Auleya s "puno više pitanja nego odgovora", kaže on.
Kako bi konkretizirali svoje razumijevanje ove prakse, Mc Auley smatra da znanstvenici moraju pronaći novu ravnotežu između laboratorija i terena. Na primjer, znanstvenici su nedavno proučavali kako su se vinske mušice prilagodile promjenama okoliša kada su držane u mrežastim ograđenim prostorima u voćnjaku breskve u Pennsylvaniji. Mc Auley se pita bi li znanstvenici mogli proučavati ograničenja prehrane kod insekata ili drugih životinja koristeći slične kontrolirane vanjske uvjete. Na ovaj ili onaj način, "definitivno moramo ovo proučiti u divljini", kaže on.
Izvor: Scientificamerican