Vasten ook tegen veroudering*
Diverse studies hebben de voordelen, zoals afvallen van vasten al laten zien. Een nieuwe studie laat zien dat vasten ook de stofwisseling kan stimuleren,
antioxidanten doet activeren en bepaalde gevolgen van veroudering kan tegengaan. Al na twee en een halve dag vasten werden wel dertig stoffen, allen met een verscheidenheid aan gezondheidsvoordelen, gevonden waarvan de hoeveelheid tijdens het vasten flink toenam, zoals metabolieten die bij jonge mensen volop aanwezig zijn doch bij ouderen nauwelijks meer.
De studie. (April 2019)
Fasting ramps up human metabolism, study shows
Fasting may help people lose weight, but new research suggests going without food may also boost human metabolic activity, generate antioxidants, and help reverse some effects of aging. Scientists at the Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) and Kyoto University identified 30 previously-unreported substances whose quantity increases during fasting and indicate a variety of health benefits.
"We have been researching aging and metabolism for many years and decided to search for unknown health effects in human fasting," said Dr. Takayuki Teruya, first author of the paper and a technician in the OIST G0 Cell Unit, led by Prof. Mitsuhiro Yanagida. "Contrary to the original expectation, it turned out that fasting induced metabolic activation rather actively."
The study, published in Scientific Reports, presents an analysis of whole human blood, plasma, and red blood cells drawn from four fasting individuals. The researchers monitored changing levels of metabolites -- substances formed during the chemical processes that grant organisms energy and allow them to grow. The results revealed 44 metabolites, including 30 that were previously unrecognized, that increased universally among subjects between 1.5- to 60-fold within just 58 hours of fasting.
In previous research, the G0 Cell Unit identified various metabolites whose quantities decline with age, including three known as leucine, isoleucine, and ophthalmic acid. In fasting individuals, these metabolites increase in level, suggesting a mechanism by which fasting could help increase longevity.
"These are very important metabolites for maintenance of muscle and antioxidant activity, respectively," said Teruya. "This result suggests the possibility of a rejuvenating effect by fasting, which was not known until now."
Metabolites Give Clues to Mechanism and Health Effects
The human body tends to utilize carbohydrates for quick energy -- when they're available. When starved of carbs, the body begins looting its alternate energy stores. The act of "energy substitution" leaves a trail of evidence, namely metabolites known as butyrates, carnitines, and branched-chain amino acids. These well-known markers of energy substitution have been shown to accumulate during fasting.
But fasting appears to elicit effects far beyond energy substitution. In their comprehensive analysis of human blood, the researchers noted both established fasting markers and many more. For example, they found a global increase in substances produced by the citric acid cycle, a process by which organisms release energy stored in the chemical bonds of carbohydrates, proteins and lipids. The marked increase suggests that, during fasting, the tiny powerhouses running every cell are thrown into overdrive.
Fasting also appeared to enhance the metabolism of purine and pyrimidine, chemical substances which play key roles in gene expression and protein synthesis. The finding suggests fasting may reprogram which proteins cells build at what time, thus altering their function. The change may promote homeostasis in cells, or serve to edit their gene expression in response to environmental influences.
When metabolized, purine and pyrimidine also boost the body's production of antioxidants. Several antioxidants, such as ergothioneine and carnosine, were found to increase significantly over the 58-hour study period. Antioxidants serve to protect cells from free radicals produced during metabolism. Products of a metabolic pathway called the "pentose phosphate pathway" also stay the harmful effects of oxidation, and were similarly seen to increase during fasting, but only in plasma.
Newfound Health Benefits of Fasting?
The authors suggest that these antioxidative effects may stand as the body's principal response to fasting, as starvation can foster a dangerously oxidative internal environment. Their exploratory study provides the first evidence of antioxidants as a fasting marker. In addition, the study introduces the novel notion that fasting might boost production of several age-related metabolites, abundant in young people, but depleted in old.
"Recent aging studies have shown that caloric restriction and fasting have a prolonging effect on lifespan in model animals...but the detailed mechanism has remained a mystery," said Teruya. "It might be possible to verify the anti-aging effect from various viewpoints by developing exercise programs or drugs capable of causing the metabolic reaction similar to fasting."
The findings expand on established ideas of what fasting could do for human health. The next step would be to replicate these results in a larger study, or investigate how the metabolic changes might be triggered by other means.
"People are interested in whether human beings can enjoy the effects of prevention of metabolic diseases and prolonging life span by fasting or caloric restriction, as with model animals," said Teruya. "Understanding the metabolic changes caused by fasting is expected to give us wisdom for maintaining health."
Takayuki Teruya, Romanas Chaleckis, Junko Takada, Mitsuhiro Yanagida, Hiroshi Kondoh. Diverse metabolic reactions activated during 58-hr fasting are revealed by non-targeted metabolomic analysis of human blood. Scientific Reports, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-36674-9
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Vasten kan mensen helpen af te vallen, maar nieuw onderzoek suggereert dat gaan zonder voedsel ook de metabole activiteit van de mens kan stimuleren, antioxidanten kan genereren en sommige gevolgen van veroudering kan helpen tegengaan. Wetenschappers van het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) en de Universiteit van Kyoto hebben 30 eerder niet-gerapporteerde stoffen geïdentificeerd waarvan de hoeveelheid tijdens het vasten toeneemt en een verscheidenheid aan gezondheidsvoordelen aangeeft.
"We onderzoeken al vele jaren veroudering en metabolisme en besloten te zoeken naar onbekende gezondheidseffecten bij het vasten door mensen", zegt Dr. Takayuki Teruya, eerste auteur van het papier en een technicus in de OIST G0 Cell Unit, geleid door prof. Mitsuhiro Yanagida. "In tegenstelling tot de oorspronkelijke verwachting, bleek vasten metabole activatie eerder actief te activeren."
De studie, gepubliceerd in Scientific Reports, presenteert een analyse van volledig humaan bloed, plasma en rode bloedcellen afkomstig van vier nuchtere individuen. De onderzoekers volgden veranderende niveaus van metabolieten - stoffen gevormd tijdens de chemische processen die organismen energie geven en laten groeien. De resultaten onthulden 44 metabolieten, waaronder 30 die voorheen niet werden herkend, die universeel toenamen tussen personen van 1,5- tot 60-voud binnen slechts 58 uur vasten.
In eerder onderzoek identificeerde de celcel G0 verschillende metabolieten waarvan de hoeveelheden met de leeftijd afnemen, waaronder drie die bekend staan als leucine, isoleucine en oftalmisch zuur. Bij mensen die nuchter zijn, nemen deze metabolieten toe in niveau, wat duidt op een mechanisme waarmee vasten de levensduur zou kunnen helpen verlengen.
"Dit zijn zeer belangrijke metabolieten voor het onderhouden van spier- en antioxidantactiviteit, respectievelijk," zei Teruya. "Dit resultaat suggereert de mogelijkheid van een verjongend effect door vasten, wat tot nu toe niet bekend was."
Metabolieten geven aanwijzingen voor het mechanisme en de gezondheidseffecten
Het menselijk lichaam heeft de neiging koolhydraten te gebruiken voor snelle energie - als ze beschikbaar zijn. Bij uitgehongerde koolhydraten begint het lichaam zijn alternatieve energieopslag te plunderen. De handeling van "energievervanging" laat een spoor van bewijs achter, namelijk metabolieten bekend als butyraten, carnitines en aminozuren met vertakte keten. Deze bekende markers van energievervanging blijken tijdens het vasten te accumuleren.
Vasten lijkt echter effecten op te leveren die veel verder gaan dan energievervanging. In hun uitgebreide analyse van menselijk bloed, merkten de onderzoekers zowel gevestigde vastenmarkers als nog veel meer op. Ze vonden bijvoorbeeld een wereldwijde toename van stoffen geproduceerd door de citroenzuurcyclus, een proces waarbij organismen energie afgeven die is opgeslagen in de chemische bindingen van koolhydraten, eiwitten en lipiden. De opvallende stijging suggereert dat tijdens het vasten de kleine krachtpatsers die elke cel besturen overdrive worden gegooid.
Vasten bleek ook het metabolisme van purine en pyrimidine, chemische stoffen die een sleutelrol spelen in genexpressie en eiwitsynthese, te verbeteren. De bevinding suggereert dat vasten mogelijk opnieuw programmeert welke proteïnen cellen op welk tijdstip bouwen, waardoor hun functie verandert. De verandering kan homeostase in cellen bevorderen, of dienen om hun genexpressie te bewerken als reactie op omgevingsinvloeden.
Wanneer gemetaboliseerd, stimuleren purine en pyrimidine ook de productie van antioxidanten door het lichaam. Verschillende antioxidanten, zoals ergothioneïne en carnosine, bleken significant te stijgen gedurende de 58-urige onderzoeksperiode. Antioxidanten dienen om cellen te beschermen tegen vrije radicalen geproduceerd tijdens het metabolisme. Producten met een metabolisch pad, de "pentosefosfaatroute" genoemd, blijven ook de schadelijke effecten van oxidatie en werden ook waargenomen bij het vasten, maar alleen in plasma.
Nieuw gevonden gezondheidsvoordelen van vasten?
De auteurs suggereren dat deze antioxidatieve effecten de belangrijkste reactie van het lichaam op vasten kunnen zijn, omdat uithongering een gevaarlijk oxiderende interne omgeving kan bevorderen. Hun verkennend onderzoek levert het eerste bewijs van antioxidanten als vastenmerker. Bovendien introduceert het onderzoek het nieuwe idee dat vasten de productie van verschillende leeftijdgerelateerde metabolieten, overvloedig bij jonge mensen, maar uitgeput in oud, zou kunnen stimuleren.
"Recente verouderingsstudies hebben aangetoond dat calorierestrictie en vasten een verlengend effect hebben op de levensduur van modeldieren ... maar het gedetailleerde mechanisme is een raadsel gebleven," zei Teruya. "Het kan mogelijk zijn om het anti-aging effect vanuit verschillende gezichtspunten te verifiëren door trainingsprogramma's te ontwikkelen of medicijnen die de metabole reactie vergelijkbaar met vasten kunnen veroorzaken."
De bevindingen breiden gevestigde ideeën uit over wat vasten zou kunnen doen voor de menselijke gezondheid. De volgende stap zou zijn om deze resultaten te repliceren in een grotere studie, of te onderzoeken hoe de metabolische veranderingen op een andere manier zouden kunnen worden getriggerd.
"Mensen zijn geïnteresseerd in de vraag of mensen kunnen genieten van de effecten van preventie van stofwisselingsziekten en verlenging van de levensduur door vasten of calorierestrictie, zoals bij modeldieren," zei Teruya.
"Het begrijpen van de metabolische veranderingen veroorzaakt door vasten zal ons naar verwachting wijsheid geven voor het behoud van de gezondheid."
Takayuki Teruya, Romanas Chaleckis, Junko Takada, Mitsuhiro Yanagida, Hiroshi Kondoh. Diverse metabole reacties geactiveerd tijdens vasten van 58 uur worden onthuld door niet-gerichte metabolomische analyse van menselijk bloed. Wetenschappelijke rapporten, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038 / s41598-018-36674-9