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有关间歇性断食的一些研究

 寻杏 2023-05-11 发布于美国

        现代社会中的人类的饮食习惯是一日三餐,再加上夜宵和下午茶,人们现在已经摄入了过多的热量,这与贪图享乐式的饮食习惯有极大关系。以这种饮食方式进食的食物过多通常会导致代谢病(胰岛素抵抗,内脏脂肪过多积累等),特别是在久坐的生活方式中。间歇性断食(intermittent fasting,以下简称 IF)也叫“轻断食”,与低卡饮食(Calorie Restrict,限制每天摄入的热量,相当于节食)不同,IF是停止进食,也就是定期的不吃东西。有三种主要的断食模式:隔日断食、168 轻断食和 5:2 断食是两种比较流行的断食方法。隔日断食顾名思义就是1天正常吃,第2天完全不吃;168 轻断食是 8 小时内将一天要吃的都吃完;5:2断食是每周固定 2 天不吃东西。目前,国外营养师比较推荐的是5:2断食法即每周选定两天不进食或少吃(每天热量控制在 500卡),可以喝水、咖啡、茶等不含热量的饮料。已有大量研究发现,IF有减肥功效,并改善了多种健康指标,降低胰岛素抵抗和心血管疾病的发生等。以下将从IF与寿命、记忆、肥胖及肿瘤四个方面来综述近年来的一些研究。

       间歇性断食主要通过两方面来影响细胞功能。一方面IF 使机体营养物质的降低,使 mTOR 信号通路更倾向于抑制蛋白质的合成,加快清除非正常功能细胞,蛋白合成的过程主要通过调节一些核转录因子(FOXOs,NRF2等)活性来完成;能量的降低使线粒体中AMP/ATP比例增高,ATP 含量相对降低,细胞启动自我修复过程来适应低营养物质的条件;另一方面, IF 可刺激神经内分泌信号通路,导致一些蛋白激酶的合成,以适应低胰岛素状态。

IF 与肥胖

       冲绳岛上保持了间歇性断食的传统,岛上的肥胖率和糖尿病患病率很低,且岛民平均寿命。已有许多研究显示了 IF 可减轻肥胖、胰岛素抵抗、高血压、血脂异常。22 天隔日断食可减轻 2.5%的体重和4%脂肪;6 个月的5:2断食不仅可以减重,而且可以提高胰岛素的敏感度,而每天控制热量摄取只能减重而达不到胰岛素敏感度提高的效果。胰岛素敏感性的提高意味着机体对血糖水平的调节更加及时。肥胖患者往往胰岛素的敏感性很低,导致摄入的能量远远多于机体真正需要的能量,2型糖尿病患者的胰岛素敏感性也是远远低于正常人。这说明 IF的减重作用不仅仅是因为热量摄入被控制了,另一方面也提高了胰岛素的敏感性。确实也有人体研究表明,5:2断食可以提高2 型糖尿病患者胰岛素的敏感性。

IF与寿命

       早在 1946 年,Carlson等就在大鼠实验上发现,每 3 天饿 1 天的断食方式可以延长大鼠 20%的寿命。胰岛素/IGF-1信号传导(IIS)是一种进化上保守的通路,可调控寿命。一项2008 年发表在《Nature》杂志上的研究在线虫上发现,IF可使线虫寿命延长 50% 左右,其原因在于IF可降低细胞内一种小分子GTP 酶RHEB-1 的表达,同时降低胰岛素样肽INS-7表达,导致胰岛素/胰岛素生长因子信号通路的效应分子 DAF-16(人FOXO家族蛋白在线虫中的同源基因,FOXO 家族蛋白在细胞凋亡、代谢、氧化应激过程中有着重要作用) 表达升高,使寿命延长。简单来说,就是IF可通过调节胰岛素/胰岛素样生长因子的信号通路来延长寿命。我们知道,线粒体是细胞的“发电厂”。在细胞周期过程中,线粒体不停的融合、裂变,以协调细胞对能量的需求和对资源的利用。线粒体融合是维持线粒体膜电位、防止细胞凋亡所必需;裂变确保了有丝分裂过程中线粒体向两个子细胞的平等分配。线粒体融合和裂变被严格调控维持稳态,其功能障碍可加速衰老。另一项同在线虫上的研究发现,线粒体融合是IF延长线虫寿命所必须的,仅促进线粒体融合不能延长寿命,需要过氧化氢酶体的协助,促进脂肪酸的氧化,来保持线粒体融合和裂变的内稳态。

       要问为什么没有在人类上的寿命相关实验结论?出结果的时间还早着呢..只有一项经注册的临床试验结果,于2015年发表。该招募了24 名19-30 岁,BMI在 20-30 之间无基础疾病的健康人进行21 天的IF,发现志愿者血液中的胰岛素降低,与转录调控基因SIRT3 表达有所降低,SIRT3 基因可以促进氧化应激分子、凋亡蛋白的表达。综上,IF 或可影响线粒体氧化应激、细胞凋亡进程来延长寿命。

IF与认知记忆

       中枢神经系统中,海马在认知记忆功能中起着重要作用。海马齿状回的神经元细胞再生是区分相似输入的细小差异、识别记忆以及再次识别先前遇到过的刺激的能力的基本。2016 年的一项人体试验比较了持续性的能量限制(continuous energy restriction, CER )和间歇性断食对认知能力的影响。此次研究共招募到了 43 个志愿者,年龄分布在 35-75 岁,进行了为期 4 周的饮食干预(CER 组 22 名,IF 组 23 名)。4 周后,两组进行助记相似任务(Mnemonic Similarity Task),发现两组实验组模式识别(pattern separation)能力有所提高,IF组识别记忆力略微下降。这是迄今为止第一项在人体上进行的限食与神经元再生相关认知能力的关系的临床试验,样本量不大,但还是说明了持续性的热量限制,而非间歇性断食能改善神经元再生相关的认知能力。

       大部分机理研究是在模式生物上进行的。研究人员在小鼠上的研究发现,3 个月的轻断食后,海马中Notch 信号通路、脑源性营养因子、突触后标记物、神经干细胞的标记物均有所增加,提示轻断食有或可促进海马神经元再生。我们知道,系统性细菌感染通常会导致持久的认知障碍,是痴呆症的危险因素。这是由于感染后血清中NF-kB 介导的促炎因子的IL-1β,IFN-γ,RANTES,TNF-α和IL-6表达增加,中枢神经系统海马中促炎因子IL-1α,IL-1β和TNF-α表达升高,脑源性营养因子 BDNF 降低。在大鼠中的研究表明,细菌感染情况下,为期3 个月的IF 可通过阻止血清和海马中促炎因子的增加,BDNF 的降低来改善细菌感染所导致的认知障碍。另一项研究同样也表明,为期12周IF的大鼠运动协调能力和学习记忆能力得到改善,主要原因可能是由于IF降低了NF-kB和细胞色素c的水平,这两个因子的下调意味着氧化损伤的减少和能量调节神经肽表达的恢复。

IF与肿瘤

       IF 被认为能修复肿瘤细胞中的代谢异常,抑制肿瘤细胞生长,并使其对临床治疗手段,如化疗和放疗更加敏感,其中原因包括 IF 能调节胰岛素激素轴以及一些转录因子如 FOXO,NRF2 等表达。如果 FOXO1 基因缺失,那么 IF 就不能发挥其抗胶质瘤生长的作用。但也有研究显示在前列腺癌中,IF 抗肿瘤的效果不尽如人意。研究者将100小鼠随机分为随意的西式饮食(44%碳水化合物,40%的脂肪和16%的蛋白质)或随意的西式饮食,每周两次禁食24小时(IF)。每周两次测量肿瘤体积和小鼠体重,收集血清和肿瘤以分析胰岛素/胰岛素样生长因子1(IGF-1)激素轴。对比发现,两组小鼠存活率和肿瘤体积没有差异。

       目前大部分有关 IF与肿瘤的人体的临床试验还在进行阶段,包括 IF 与乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、子宫内膜癌、大肠癌和脑胶质细胞瘤等,尚未得到明确结论;大部分的临床试验旨在研究 志愿者进行IF的遵从性、IF 的副作用及肿瘤标志物。已有的一项与胶质细胞瘤相关的研究表明,IF 能抑制肿瘤生长,提高生存率,但作用机制尚未明确。

关于IF的未知

       在模式生物(大鼠、小鼠、线虫、斑马鱼等)上的大部分研究结果支持了间歇性断食在减重、治疗糖尿病、改善机体代谢、延长寿命、改善记忆力等方面有正向作用,但仍有部分研究表明没有作用,其中的原因很多。科学研究就是存在诸多的不确定性,这也正是其美妙之处。虽然间歇性禁食作为减肥和控制慢性病的一种手段正日益普及,现有证据中缺乏高水平的临床证据表明间歇性断食的作用,许多 meta 分析的文章也并没有得出间歇性断食以上功效。尽管很少有随机对照试验和观察性临床结果研究支持间歇性断食有益健康,但在建议使用间歇性断食作为健康干预措施之前,需要对人体进行大量深入研究(这种话好像很管用,因为人体试验的报告怎么多都不算多,好像也适用于中医)。

      从进化的角度看,人类确实已经被沉浸于过多的热量和食物中,这与愈加发达的食品工业、商业利益也存在一定关系。食品工业为我们生活带来方便的同时,也对身体健康造成一定的威胁。间歇性断食倡导了一种新的饮食方式,其益处具有一定的研究支持,作用机制方面有科学理论,对于有理有据的新事物,还是值得一试的。当然要根据自身的身体条件和生活环境,也可以预想到,刚开始的时候肯定是非常考验毅力。如果体重偏轻或者是有进食障碍史,是不建议进行间歇性断食的。

        虽然适时的进行断食模式尤其是间歇性断食不仅能显著减轻体重,还可以有效减少高脂肪和高糖饮食对人体的影响,但在日常生活中实施时也要注意IF的禁忌。

IF禁忌证: 1. 体重指数(BMI)<18.5。2. 孕期妇女。3. 心脏病急性发作期。4. 传染病急性发作期。5. 严重的肝肾疾病如急/慢性肝炎、肝硬化、肾病综合征。6. 神经性贪食、厌食症。7. 痛风急性发作期。8. 精神性疾病存在认知障碍者。9. 胃溃疡或长期肠胃功能不佳者。

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