文摘
自由基和氧化应激反应被认为是重要的因素在生物衰老和许多与年龄有关的退化性疾病。在衰老抗氧化系统的恶化。因此,认为一种减少的速度衰老和慢性疾病的风险是避免自由基的形成,减少氧化应激通过加强抗氧化防御系统。植物化学物质存在于水果、蔬菜、谷物和其他食品与减少氧化应激主要疾病的风险。一些膳食成分的食物具有生物活性影响昼夜节律。Chrononutrition研究表明,不仅食物的内容,而且摄入的时候导致的自然功能的生理系统。膳食干预antioxidant-enriched食物考虑chrononutrition的原则是特别感兴趣的老年人,因为他们可能有助于扩大已经强大的植物化学物质的好处自然工具来预防或延迟常见的老年性疾病的发生。
1。介绍
了解衰老过程获得了与人民日益增长的预期寿命的重要性。实足年龄是最强的预测慢性疾病,和科学界正在寻找保护剂,可以有助于预防或推迟许多与年龄相关的疾病的发病。
整体系统的复杂性的活细胞形成一个部分很难区分衰老的原因和后果。实际上,这个过程仍然是未知的,不管是来自一个或多个原因(1]。衰老理论主要分为那些假设老化的基因编码,假设它是由于维护机制和指数下降分子损伤的积累导致退化和功能障碍在细胞水平上2]。后者的理论中,老化的自由基理论(也称为氧化应激理论)提出的哈曼(1956年3获得了广泛的支持。它假设生物体的恶化导致增加长寿最重要的是持续的积累的结果基本分子自由基介导的损伤。这种积累逐渐妥协细胞和组织功能,最终整个生物体本身的功能4]。在这个理论中,一些作者认为老化的自由基造成的损害结果核DNA,而另一些人认为这是一个改变的结果,和进步的丧失,导致线粒体DNA的切割,从而减少他们的生物有效性1]。事实上,线粒体DNA缺乏多胺或防护组蛋白和,因此,比核DNA氧化损伤更加敏感。突变,因此,更有可能发生在分化细胞的线粒体基因组5]。奇怪的是,健康的老年人可以氧化应激水平,类似于年轻人6),或者至少可比的抗氧化防御系统(7]。这表明,氧化衰老并非不可避免。
人们普遍认为衰老是基因控制的过程,而是一种环境和基因之间的相互作用(8]。心理压力和生活方式因素似乎影响氧化的程度(9,10]。压力一直是最广泛研究了大脑的负面因素容易衰老。相反,积极的环境因素如健康的饮食会导致改善老化(11]。事实上,据估计,在美国,三分之一的癌症死亡可以避免通过适当的饮食修改(12]。饮食行为的变化,如增加消费的水果,蔬菜和谷物,是一个实际的策略大大减少慢性疾病的发病率。
植物化学物质是生物活性nonnutrient化合物存在于水果、蔬菜、谷物和其他植物性食物。他们一直与减少氧化应激主要疾病的风险(13]。许多调查显示强烈的植物化学物质,减少饮食摄入量之间的联系全球癌症和心血管疾病的风险。因此,在芬兰前瞻性研究涉及9959名男性和女性(15 - 99岁)发现了一个逆类黄酮的摄入之间的联系和癌症的发病率14]。24年随访后,患肺癌的风险降低了50%的最高四分位数的黄酮醇的摄入量。类黄酮,其他糖类、类异戊二烯和吲哚胺,特别是吲哚褪黑素,值得特别注意由于其生物活性(15]。
褪黑素由脊椎动物晚上主要的神经激素分泌松果体。它是身体的内部计时系统的一个重要组成部分(16]。特别是,它是一个信号编码时间和长度的黑暗天对大脑的信息(17]。褪黑激素研究的概念上的困难是,虽然这是一个信号的黑暗,它有不同的功能后果取决于给定的物种的高峰时间活动。在夜间的物种,它与觉醒和身体活动有关。在周日的物种,与睡眠和休息时间(16]。
在白天活动的动物,褪黑激素分泌的发病与睡眠倾向的时间密切相关。它也伴随着核心体温降低,警觉性和性能(18]。出于这个原因,它被认为参与睡眠起始的触发打开昼夜“睡眠门”,因此作为睡眠调节器(19]。在这方面,补充褪黑激素对抗睡眠障碍的疗效是众所周知的,特别是在老年人和他们的显著减少褪黑激素的生产(16]。这种激素有一个广泛的生理效应(20.]。这包括,但不限于,生物钟,免疫调节、神经内分泌和抗氧化活动(图1)。所有这些可能导致观察到的这种自然的抗衰老能力代理(21]。
与其抗氧化相关活动,褪黑素可作为一种强有力的抗氧化剂和自由基清除剂22- - - - - -25]。它不仅生长尤其是有毒的羟基自由基,但还执行间接抗氧化行为通过刺激酶抗氧化的能力(26]。褪黑素减少自由基形成在线粒体水平通过减少泄漏的电子从电子传递链27]。增加循环褪黑激素的水平,由外生政府直接或间接地通过饮食包括蔬菜富含这种化合物,提高个人的抗氧化状态(28- - - - - -31日]。它还会刺激一些抗氧化的酶代谢活性产品无害的代理。以及疾病中有一个高架自由基的生产,这可能影响衰老自生产的松果体吲哚随着年龄的增长而减弱。事实上,一些作者推测,其损失导致的衰老过程4]。
一些组件的食物具有生物活性影响昼夜节律。但也“当”食品消费影响生物节律的正常运作。当前生物钟研究的一个中心目标是营养如何减轻甚至避免疾病。在目前的审查,我们应当关注的潜在使用chrononutrition作为小说的饮食策略来对抗自由基的有害的行动和反应性物种的生理系统在衰老。
2。生物钟:健康科学的前沿
我们人类是沉浸在一个环境特点是重复的节奏周期(32]。条件下不同的时间周期包括有机改性的效率、疾病和药物动力学药效学和药物的功效。这些周期还乘火车各种过程、生理(体温、激素和神经递质分泌和免疫、心血管疾病,和消化功能)和行为(睡眠/唤醒周期、活动/休息时间,消化和排泄,感官知觉,学习,和内存),定义良好的节奏(33]。这一现象的韵律性延伸到所有类的生物,无论是动物还是植物,和各级组织(分子、细胞、组织和器官)。
生物钟学是研究的学科性质和生物节律的函数,定义为任何事件在一个生物系统的递归约为定期(34]。人体的生物钟,例如,由同步控制信号从外部环境(35]。
全方位的生物节律占地非常宽的频率范围(36]。然而,所有生物昼夜节律。这些生物过程有一个内生,entrainable振荡约24小时。他们大部分生物体的生理功能影响睡眠/唤醒周期,免疫功能,褪黑激素的分泌,和大量的生产和分泌神经递质(37,38]。内部同步提供的生物钟可能由许多因素改变,其中之一就是衰老。衰老导致的生物钟失调,导致缩短周期和降低振荡器的振幅,昼夜节律本身的损失,出现一次昼夜的模式,和内部失调(39,40]。在老化,任何干扰或不平衡昼夜之间的关系和自我平衡的系统可能会导致许多生理过程的障碍。
在衰老抗氧化系统也会恶化。因此,老年人更容易病理条件下与氧化应激和可能需要额外的供应膳食抗氧化剂对抗自由基(41]。先前的研究,我们的研究小组和其他工人已经表明,神经内分泌系统和免疫系统疾病由于衰老过程可能改善通过补充褪黑素,血清素,和/或其前体,氨基酸色氨酸(42- - - - - -46]。这些都是化合物与强大的抗氧化性能(23,29日,47]。管理的色氨酸会增加大脑中的血清素的可用性(46,48]。褪黑激素水平也因此升高(49]。除了作为一种抗氧化剂,褪黑激素也有oncostatic,免疫调节,抗炎和chronobiotic属性(50- - - - - -52]。鉴于这种情况下,管理的色氨酸和褪黑激素符合老年人的需求可能导致调整他们的昼夜节律的任何干扰。
知识的性质和功能的生物节律是实用的理论兴趣。这反映在越来越多的应用程序的时间生物学发表在最近的健康科学文献。chronopharmacology就是这样一个新颖的研究领域。这是集中在药物输送系统的设计和评价释放生物活性代理在一个节奏匹配的生物需求的治疗特定疾病(53]。生理功能和监管的知识应用到疾病的相关性使得chronobiology-based方法在常规药物管理的时机以同步疾病活动的节奏和特定药物的功效,从而使患者的最佳功效。时间疗法,最近其他时间生物学的应用包括chronopathology chrononutrition,所有旨在减少侵入性方法治疗干预的必要性,因此毫无疑问的重要(图2)。
3所示。基础Chrononutrition:健康的好处
我们的饮食安排是由食物供给,不仅决定饥饿和饱腹感,还通过便利和社会习惯和压力。喂养行为是第一个元素在生物体中要考虑的营养的过程。绝大多数的研究都集中在检查的数量和质量的稳态调节食物的摄入。下丘脑是主要的神经结构。它与释放等激素密切相关缩胆囊素(CCK),瘦素,饥饿激素和胰岛素。时间方面的规定甚少研究[54]。吃饭时间会影响许多生理过程。睡眠/唤醒周期,核心体温,性能,警觉性,荷尔蒙的分泌很多这样的例子。因为这些功能与昼夜节律性,他们衰老期间恶化与明显的弱化昼夜模式(20.]。餐时间主要影响人体导致坚信,在选择食物时,不仅仅是方便考虑其营养价值,而且其能力促进或阻碍昼夜周期的正常功能的控制系统(表1)。在人类中,改变已发现在整个表达式的日常节奏当食物摄入量仅限于一般的时期(即休息。在斋月期间,在晚上),如发生(54]。
营养和植物化学物质中扮演一个重要组成部分的规定睡眠等生理功能。而控制高碳水化合物和低脂肪的饮食,低碳水化合物,发现了来自饮食减少的比例快速眼动(REM)睡眠多导睡眠图记录。但它也增加了深慢波百分比(NREM) (55]。而碳水化合物的总量可能会影响睡眠的架构,它不影响时间。然而,碳水化合物是否积极影响睡眠质量的证据是不完全一致的,因为消费与高或低碳水化合物膳食血糖负荷似乎不影响任何polysomnographically决定睡眠指数(55]。相反,一些组件的典型的人类饮食,如维生素B12,提高警觉性和浓度,减少白天嗜睡阶段(56]。因为一些营养素可以乘火车的昼夜节律,饮食设计必须考虑到吃饭时间以及食物的数量和质量。特别是,食物消耗的时间直接影响某些代谢和荷尔蒙factors-glucose,游离脂肪酸、糖皮质激素、甲状腺激素等,(57]。这些想法可以归入chrononutrition的概念。这一概念反映的内容,它不仅是食物,还有的时候摄入和营养的交互组件这自然导致生理系统的正常运行。
3.1。临床应用的Chrononutrition氧化应激
哈曼的老化的自由基理论假定,氧化大分子积累随着年龄的增长,导致减少函数和缩短寿命3]。事实上,减少氧化应激已经发现与预期寿命延长在许多生物体(58- - - - - -60]。避免自由基的形成,减少氧化应激,从而加强机体的抗氧化防御系统,可以减少的速度衰老和与年龄有关的疾病的风险61年]。从这个意义上说,慢性疾病的初级预防饮食修改可能是一样有效的辅助治疗方法,通常采用和低成本62年]。
哺乳动物寿命的可能性可以显著延长第一次证明了饮食修改麦科伊和同事在1935年发表的一种啮齿动物研究。这个开创性的实验表明,寿命可以延长饮食限制没有营养不良,而不是限制饮食与营养不良可以产生相反的效果63年]。不仅饮食限制,而且对健康饮食模式可以有重要的长期利益。丰富的化合物生物活性的植物化学成分提供的水果,蔬菜,葡萄酒和橄榄油,典型的地中海饮食模式已经被证明是有效地改善老化条件与氧化应激(64年]。生育酚、类胡萝卜素和维生素C在色素和柑橘类水果、胡萝卜等蔬菜,西红柿,花椰菜,和红辣椒,是呈正相关的冠心病发生率较低(65年]。橄榄油含有泛醌和tocotrienols抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化和减少癌症的风险66年]。其他膳食成分,如维生素E或特定形式的脂肪酸,尤其是多不饱和脂肪酸(欧米伽),导致免疫和炎症的调制系统,帮助老年人预防感染和炎症疾病(67年]。最后,在1997年最重要的酚红酒,trans-resveratrol,可以防止老鼠体内的致癌作用(68年]。从那时起,这种植物化学的各种药理性质,即抗氧化(69年,抗炎70年,抗糖尿病71年,抗哮喘72年),和止痛的73年),观察到两个在体外和在活的有机体内(74年]。剂应用于人体试验检查特定的健康益处的白藜芦醇范围从5毫克到5克,和一些已经考虑附加化合物与假定的协同效应(75年]。主要的关键限制上的大多数临床研究白藜芦醇一直缺乏试验研究这种化合物的长期健康影响。上面的例子中,我们已经简要地讨论了只是一些超过数千的生物活性的化合物,已确定在食品来自世界各地76年]。
绝大多数植物素的生物学功能的研究主要集中在分析其抗氧化和/或消炎作用。一些人考虑chrononutritional属性对这些化合物的有效性负责。在人类中,食物的类型(常量营养元素)是一个暂时的控制变量。一旦营养物质进入血管,也许像毒品的行为。因此chronopharmacology的原则,最重要的是,一天的时间影响有益和副作用。所涉及的所有过程营养显示生理和次昼夜的模式包括食物摄入量的节奏,肠道蠕动,消化液的分泌,消化吸收食物,生产关键代谢酶,和能量消耗。因此,不同的营养往往专注于不同比例,根据一天中不同的时间(54]。
由于其强大的抗氧化活性,色氨酸,血清素,和/或褪黑素含量的食品和foodstuff-type饮料如杏仁,坚果,甜樱桃,苹果,玉米、啤酒,和橄榄油(77年- - - - - -82年)可能对动物和人类健康产生重大的影响。这种情况尤其在打击各种障碍和疾病有一个高架自由基的生产(83年- - - - - -85年]。这些化合物的抗氧化作用已被证明在动物模型和人类。在动物中,Jerte谷cherry-based饮料、富含色氨酸、5 -羟色胺,褪黑激素,已经被证明是一种有效的antioxidant-enriched产品。Delgado等。(86年)表明,食用本产品增强循环的褪黑激素和血清素水平。这增加的增加呈正相关,血清抗氧化能力在大鼠(鼠形和斑鸠的夜间动物,Streptopelia risoria白天活动的动物)、年轻和年老组。其消费也调制pro和抗炎细胞因子的平衡,尤其是在古老的动物,通过下调水平的促炎细胞因子和抗炎细胞因子的上调87年]。明确的重要性,这种类型的发现是,营养干预可能延缓或者防止伴随衰老的免疫系统的功能恶化(88年]。治疗属性所cherry-based饮料可能归因于Jerte山谷樱桃的褪黑素含量高,虽然其他抗氧化剂的参与,如茶多酚,也不能排除。
鉴于这些结果与动物模型,与人类进行了测试。发现一个饮食的摄入富含Jerte谷樱桃和Jerte谷cherry-based营养产品改善抗氧化状态的年轻,中年,老年人(31日,89年]。特别值得注意的是,不仅大量的褪黑素,5 -羟色胺(78年)和色氨酸80年包含在这些Jerte谷樱桃,但这顿饭的时间,也是极为关键的实现这些膳食干预的有利影响。血清素和褪黑激素以来相反的昼夜节律,为例,5 -羟色胺水平白天高峰而晚上褪黑激素峰(图3),樱桃和cherry-based产品一天吃两次,一次吃午饭的时候,一次晚餐的甜点。樱桃的午餐消费或cherry-based产品设计都直接增加昼夜循环5 -羟色胺浓度,间接增加夜间循环褪黑激素浓度提高血清素的数量可以转化为夜间褪黑激素(31日,90年]。因此,一起摄入樱桃(或cherry-based产品)在晚饭时间,这提高了总夜间循环褪黑激素水平(31日,91年]。这些干预措施成功地提高受试者的抗氧化状态。的可能性,这确实是由于增加褪黑激素和血清素的浓度,确定间接证实了尿液6-sulfatoxymelatonin (aMT6-s)和5-hydroxyindoleacetic酸(5-HIAA)水平。最重要的是,这两种营养干预显示,年轻的促进睡眠和情绪的行动,中年人,老年人,这与褪黑激素和血清素水平的增加,分别为(31日,90年,91年]。
3.2。临床意义的Chrononutrition老化
老化是一个复杂的过程。它与昼夜节律紊乱导致的睡眠障碍(92年和其他生理和心理障碍93年]。这些包括受损的营养吸收94年,95年),免疫衰老(96年- - - - - -98年),降低激素水平(99年],和神经元死亡[One hundred.,101年]。的与年龄有关的中断睡眠/唤醒节奏与传统的褪黑激素水平下降在年龄(图3)。可能是纠正补充褪黑激素或食品富含褪黑激素(或褪黑激素的前体)。在这方面,布拉沃et al。(102年)表明,tryptophan-enriched谷物的消费增加aMT6-s 5-HIAA水平,与随之而来的情绪和睡眠质量改善老年人。考虑到情绪的和wakefulness-promoting属性5 -羟色胺在白天,和色氨酸的相功能,5 -羟色胺,晚上和褪黑激素,这些谷物消费一天两次(在早餐和晚餐)。
有明显的证据表明,衰老与基底清晨的循环糖皮质激素水平升高,如皮质醇(103年]。一般认为,改变下丘脑-垂体-肾上腺轴的活动,例如,糖皮质激素活动增加或减少大脑5 -羟色胺浓度,与几位与年龄相关的疾病104年]。从这个意义上说,上述Jerte谷樱桃的消费产品是有效地减少皮质醇水平在年轻,中年,老年人,尤其是随着年龄的增长明显下降。增加等离子体色氨酸可用性已被证明提高积极情绪和抑制急性暴露在实验后的皮质醇反应压力。大脑的机制是通过增强5 -羟色胺参与适应压力的函数(105年,106年]。因此,色氨酸和血清中Jerte樱桃谷产品可能有助于减少皮质醇水平,尤其是老年人更容易受到压力。
值得注意的是许多研究的促进健康的影响富含抗氧化剂的水果和foodstuff-type饮料出现在地中海饮食报告更好的结果在先进的年龄。因此,Gonzalez-Flores et al。(107年,108年发现两个李子的消费(李属salicina采用。简历。深红色全球)和葡萄汁aMT6-s水平升高和抗氧化能力决定从尿液中年轻,中年,老年人,随着年龄的增长的影响更大。同样,加里多et al。(109年)报道,番茄红素(最有力在体外抗氧化类胡萝卜素)的初榨橄榄油增强摄入的抗氧化效果。同样,增加抗氧化能力随着年龄的增长呈正相关。对此的解释可能是,随着年龄的增长而能源需求减少,营养需求增加,因为更大的生理系统维护的功能需求(110年]。
4所示。结束语
就像为整个研究提供了一个坚实的基础食物和健康之间的关系,特定食物组件之间的联系和特定的健康风险也被证实。这直接影响食品加工行业已开始将注意力转向营养食品产品的开发。营销的第一个婴儿配方奶粉的昼夜变化,考虑不同的组件存在于母乳显然导致了一起把科学和工业。这个人造婴儿牛奶(Blemil加上®)是一种分离公式组成的不同的营养成分,促进觉醒,如维生素a、C、E和B12 (Blemil 1 +天;N°WO2006/034955;PCT / EP2005/054516),和其他有助于改善睡眠的效果和质量,如色氨酸,碳链甘油三酯,核苷酸尿苷和腺苷等成分(Blemil 1 +;N°WO2006/034955;PCT / EP2005/054516)。突破性的临床研究领域的营养是演示的实现这些生物钟调整公式的饮食确实有助于巩固新生的睡眠/唤醒周期(111年]。
一般来说,饮食干预antioxidant-enriched食物基于chrononutrition尤其与老年人相关的原则,因为这人口一般经验逐步恶化的生理功能和代谢过程。上述tryptophan-enriched谷物和Jerte山谷樱桃产品已被证明有特别有益对睡眠质量的影响和抗氧化状态的老年人。这些营养策略可能有助于充分利用植物化学物质的潜在好处自然工具来预防或延迟常见的老年性疾病的发生。
大多数临床研究领域的chrononutrition迄今为止,他们的注意力集中在小群体的人口没有明显的健康问题。因此,显然需要更大规模的研究优先群体的人口,例如,癌症或肥胖患者,检查的临床意义的饮食补充chronobiotically丰富的食品。这样的研究也将有助于适应饮食和食品的细化的需要特定的人口按年龄,性别,健康目标,生活方式,和某些疾病遗传易感性。
承认
本研究支持的“德埃斯特雷马杜拉(Re: GRU10003)。