محدود بودن کالري بدون سوء تغذيه که معمولا به اختصار CR خوانده مي شود، از روش هاي آزمايشي دقيقي است که طي آن يک گروه از حيوانات (گروه کنترل) آزادانه دارند و به هر اندازه اي که مايل اند غذا مي خورند، در حالي که گروه يا گروه هاي آزمايش يک رژيم غذايي مشابه، حاوي تمامي مواد مغذي لازم با حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد کالري کمتر، دريافت مي کنند. سپس حيوانات داراي رژيم غذايي با کالري محدود با حيوانات گروه کنترل مورد مقايسه قرار مي گيرند.
يافته هاي اين قييل مطالعات به نحو آشکاري يکدست بوده اند. مطالعات مربوط به دهه ۱۹۳۰ آشکار ساخته اند که محدودسازي کالري مي تواند طول عمر موش خانگي يا صحرايي را، بسته به سن آغاز محدودسازي و شدت آن، بين ۱۵ تا ۴۵ درصد افزايش دهد. به علاوه، به نظر مي آيد حيواناتي که کمتر غذا دريافت مي کنند نسبت به سن خود سالم تر هستند و در قياس با موش هاي داراي تغذيه معمولي، به تومورهاي سرطاني کمتري مبتلا مي شوند. به نظر مي رسد رژيم CR علاوه بر بازه عمري اين حيوانات، بازه سلامتي آنان را نيز افزايش مي دهد. شايد تصور کنيد گرسنگي دادن به خود اقدام ناسالمي به حساب مي آيد، ولي دانشمندان دريافته اند هرچه کمتر به حيوانات غذا بدهيد، آنها بيشتر عمر مي کنند. ظاهرا اثرات گرسنگي تا حدي به دوز آن گرسنگي باز مي گردد، تقريبا شبيه به يک دارو.
به نظر مي رسد تاثير افزايش دهنده عمر ناشي از رژيم CR ماهيتي همگاني داشته باشد. بسياري از آزمايشگاه ها دريافته اند که محدودسازي کالري دريافتي نه فقط در موش هاي خانگي و صحرايي، بلکه در مخمرها، کرم ها، مگس ها، ماهي ها، همسترها، سگ ها و حتي عجيب تر از اين ها، عنکبوت ها هم افزايش طول عمر را به دنبال مي آورد. مشخص شده است که تقريبا هر جاندار آزمايشگاهي که تحت رژيم CR قرار گرفته از طول عمر بلندتر برخوردار شده است. ظاهرا در تمامي جهان حيوانات گرسنه، دست کم در محيط کاملا کنترل شده و عاري از ميکروب آزمايشگاه، تاب آورتر و پرعمرتر مي شوند.
با اين همه اوصاف،اين بدان معنا نيست که چنين نوعي از محدودسازي کالري را به عنوان يک تدبير به بيمارانم توصيه کرد. نخست بدين سبب که سودمندي رژيم CR در بيرون از آزمايشگاه مورد سوال است. حيوانات بسيار لاغر مي توانند بيشتر در معرض خطر مرگ ناشي از عفونت يا خطرات دماي پايين قرار داشته باشند. مسئله دوم اين است که هرچند کم خوري براي برخي از بيماران کارساز يوده است، حفظ رژيم با محدودسازي شديد کالري در بلندمدت براي اغلب دشوار است. به علاوه، هيچ گونه شواهدي وجود ندارد که نشان دهد رژيم شديد CR طول عمر را در موجودي پيچيده نظير انسان که در محيطي متغيرتر از محل زندگي حيوانات آزمايشگاهي زندگي مي کند، به راستي به حداکثر خواهد رسانيد. هرچند چنين رژيمي مي تواند احتمال تسليم شدن در برابر حداقل برخي از بيماري ها را کاهش دهد، همين قدر هم احتمال دارد که با افزايش مرگ ناشي از عفونت، جراحت و ضعف، اين دستاورد را خنثي کند.
ارزش راستين پژوهش هاي انجام شده در باب محدودسازي کالري در بينشي نهفته است که درک ما را از خود فرايد پيري افزايش داده است. مطالعات در مورد CR به کشف سازو کارهاي حياتي سلولي مرتبط با مواد مغذي و طول عمر ياري رسانده است. ظاهرا کاهش يافتن مقادير مواد مغذي در سلول، گروهي از گذرگاه هاي از پيش موجود را فعال مي کند که مقاومت سلول در برابر فشار و نيز کارايي سوخت و سازي اش را افزايش مي دهند.
نخستين گذرگاه آنزيمي با عنوان پروتئين کيناز فعال شده با AMP است که به اختصار AMPK خوانده مي شود.AMPK همچون چراغ نشانگر کمبود بنزين خودروي شماست: با شناسايي سطوح پايين مواد مغذي (سوخت) فعال مي شود و به مجموعه اقداماتي دست مي زند. هرچند اين وضعيت معمولا واکنشي به کمبود مواد مغذي است،AMPK حين ورزش کردن نيز فعال مي شود و به کاهش گذراي سطوح مواد غذايي واکنش نشان مي دهد. همان طور که اگر چراغ بنزين خودريتان روشن شود، شما برنامه سفرتان را تغيير مي دهيد و به جاي پيشروي به سوي منزل مادربزرگ، به طرف پمپ بنزين دور مي زنيد، AMPK هم سلول را وامي دارد تا منابع انرژي خود را حفظ کند و به دنبال منابع انرژي جايگزين بگردد.
در وهله اول،AMPK اين کار را با تحريک رويش ميتوکندري هاي جديد يا همان اندامک هاي زير توليد کننده انرژي در سلول و از طريق فرايندي تحت عنوان زيست زايي ميتوکندري انجام مي دهد. محدودسازي مواد مغذي موجود از طريق تن دادن به محدوديت هاي غذايي يا ورزش کردن، به رويش ميتوکندري هاي تازه تر و کارآمدتر به جاي ميتوکندري هاي کهن و آسيب ديده منجر مي شود. اين ميتوکندري هاي تازه نفس به سلول کمک مي کنند با سوخت دردسترس خود، به توليد ATP ( واحد انرژي سلولي) بيشتري دست بزند. در اين حالت سلول به جاي ساختن پروتئين هاي تاز و تقسيم سلولي، وارد حالت کارآمدتر صرفه جويي سوخت و مقاومت در برابر فشار مي شود و فرايند سلولي مهمي تحت عنوان اتوفاژي را فعال مي کند که به معناي خود- خواري ( يا بهتر بگوييم خود-بلعي )است.
اتوفاژي نمايانگر سوخت و ساز کاتابوليک سلولي است؛ در اين حالت سلول توليد پروتئين هاي جديد را متوقف مي کند و در عوض، پروتئين هاي کهنه و ديگر ساختارهاي سلولي را به آمينواسيدها تجزيه مي کند و بدين ترتيب، بقاياي اين مواد کهنه را براي ساختن مواد تازه مورد استفاده قرار مي دهد. اين فرايند، نوعي بازيافت سلولي است که طي آن زباله هاي انباشته شده در سلول تحت نظافت قرار مي گيرند، برخي از اين زباله ها براي کاربردهاي ديگر استفاده مي شوند و برخي شان نيز امحا خواهند شد. در اين حالت پيمانکار سلول به جاي رفتن به فروشگاه مصالح ساختماني و خريداري الوار، پيچ و مهره و آجر، از ميان زباله هاي خانگي مواد يدکي مورد نياز براي ساخت تعمير سلول را مي يابد يا با سوزاندن اين زباله ها انرژي توليد مي کند.
اتوفاژي نقشي ضروري در تداوم حيات ايفا مي کند. اگر به طور کامل حذف شود، موجود زنده جان خواهد باخت. تصور کنيد اگر بيرون ريختن زباله هاي منزل (با بازيافت) آنها را متوقف کنيد، خانه تان به زودي غيرقابل سکونت خواهد شد. باور اين است که اختلال در اتوفاژي عامل سبب ساز مهمي براي بسياري از فنوتيپ ها و بيماري هاي مرتبط با پيري، نظير تحليل رفتگي بافت عصبي و آرتروز، باشد با اين اوصاف، بسيار جالب است که مي توان اين سازوکار سلولي بسيار مهم را با انواع خاصي از مداخلات، مثل کاهش موقت موادغذايي ( مثلا با ورزش کردن يا روزه داري) و به کارگيري داروي راپامايسين، تقويت کرد.
