生物老化における食事炭水化物の役割

炭水化物は、主要なエネルギー源として使用される不可欠な栄養素です。炭水化物の代謝の異常な調節は、糖尿病、心血管疾患、脳卒中などの疾患に関連しているため、炭水化物の利用を適切に制御する必要があります。これらのメタボリックシンドロームは、先進国で深刻な問題となっており、動物生理学に対する炭水化物の影響を調べる研究の必要性が高まっています。主要な炭水化物であるグルコースを豊かにした食事は、酵母やカエノルハビ炎エレガンス（C. elegans）を含むいくつかのモデル生物の加速老化にも関連しています。老化に対する高グルコース食の影響を媒介する遺伝的要因は、主にC. elegansの使用を通じて、過去10年間に特定されてきました。このレビューでは、進化的に保存された経路がC. elegansのグルコースの寿命を変える効果を媒介するメカニズムに焦点を当てることにより、老化に対する炭水化物濃縮食の効果を決定する研究について説明します。これらには、インスリン/インスリン様成長因子-1、ステロール調節元素結合タンパク質、およびAMP活性化プロテインキナーゼシグナル伝達経路が含まれます。また、モデル生物および培養哺乳類細胞の老化に対するさまざまな炭水化物と炭水化物由来の代謝物の効果についても説明します。最後に、栄養炭水化物が人間の健康と老化にどのように影響するかについて説明します。

Carbohydrates are essential nutrients that are used as a primary source of energy. Carbohydrate utilization should be properly controlled, as abnormal regulation of carbohydrate metabolism is associated with diseases, such as diabetes, cardiovascular diseases, and stroke. These metabolic syndromes have become a serious problem in developed countries, and there is an increased need for research examining the influence of carbohydrates on animal physiology. Diets enriched in glucose, a major carbohydrate, are also associated with accelerated aging in several model organisms, including yeast and Caenorhabditis elegans (C. elegans). Genetic factors that mediate the effects of high glucose diets on aging have been identified during the last decade, mostly through the use of C. elegans. In this review, we describe studies that determine the effects of carbohydrate-enriched diets on aging by focusing on the mechanisms through which evolutionarily conserved pathways mediate the lifespan-altering effects of glucose in C. elegans. These include the insulin/insulin-like growth factor-1, sterol-regulatory element-binding protein, and AMP-activated protein kinase signaling pathways. We also discuss the effects of various carbohydrates and carbohydrate-derived metabolites on aging in model organisms and cultured mammalian cells. Finally, we discuss how dietary carbohydrates influence health and aging in humans.