地球与环境 2022-01-25 08:09

麦迪逊-在过去的几十年里,科学家们发现长期的卡路里限制对动物有很多好处:降低体重,更好地控制血糖,甚至延长寿命。

研究人员在很大程度上认为,减少食物摄入量是通过重新编程新陈代谢来实现这些好处的。但是威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员的一项新研究发现,仅仅减少卡路里摄入是不够的;禁食是小鼠获得全面益处的必要条件。

新发现为禁食可以促进人体健康的初步证据提供了支持,因为间歇性禁食等趋势继续占据主导地位。这些对人类和动物的研究进一步说明了健康是如何由我们什么时候吃什么控制的,而不仅仅是吃多少。

这项研究进一步强调了营养和新陈代谢的复杂性,并为研究人员试图解开饮食对动物和人类健康有益的真正原因提供了指导。

研究人员发现,结合少吃,禁食可以减少衰老,延长老鼠的寿命。单独禁食可以改善血糖和肝脏代谢。

令人惊讶的是,摄入较少卡路里但从不禁食的老鼠比那些想吃多少就吃多少的老鼠死得更早,这表明卡路里限制本身可能是有害的。

这项研究是由华盛顿大学医学院和公共卫生学院的新陈代谢研究员达德利·拉姆明、他的研究生海蒂·帕克和他们在华盛顿大学麦迪逊分校和其他机构的同事们领导的。该团队于10月18日在《自然代谢》杂志上发表了他们的发现。

Pak和Lamming之所以进行这项研究,是因为研究人员开始意识到,之前的研究无意中将卡路里限制与长时间禁食结合在一起,每天只给动物提供一次食物。因此,要区分两者的影响是很困难的。

Lamming长期研究限制饮食对新陈代谢的影响,他说:“这种治疗的重叠——既减少卡路里,又实行禁食——是每个人都看到的,但它的生物学意义并不总是很明显。”“直到最近几年,人们才开始对这个问题感兴趣。”

为了理清这些因素,Lamming的研究小组为小鼠设计了四种不同的饮食。一组人想吃多少就吃多少,无论什么时候想吃。另一组人在短时间内吃饱了,这让他们在不减少热量的情况下进行了长时间的禁食。

另外两组每天摄入的热量要少30%左右,或者一整天都分散摄入。这意味着,一些老鼠每天长时间禁食,而另一些老鼠吃同样的低热量食物,但从不禁食,这与之前大多数卡路里限制的研究不同。

结果发现,许多原本只归因于卡路里限制的好处——更好地控制血糖、更健康地利用脂肪作为能量、防止衰老和延长寿命——都需要禁食。不禁食摄入较少热量的老鼠没有看到这些积极的变化。

在不减少食物摄入量的情况下,禁食本身的效果与禁食时限制卡路里摄入的效果一样。仅禁食就足以改善胰岛素敏感性,并重新规划新陈代谢,使其更专注于利用脂肪作为能量来源。禁食小鼠的肝脏也显示出更健康的新陈代谢特征。

研究人员并没有单独研究禁食对小鼠寿命或衰老的影响,但其他研究表明,禁食也可以提供这些好处。

虽然没有禁食而摄入较少热量的老鼠的血糖控制确实有所改善,但它们的寿命也更短。与吃得少且禁食的老鼠相比,这些吃得少的老鼠平均早8个月死亡。

“这是相当令人惊讶的,”Lamming说,尽管其他研究也显示了限制卡路里的一些负面影响。该团队还通过握力和涂层状况等指标来衡量脆性。“除了寿命较短之外,这些老鼠在某些方面更脆弱,但在其他方面更好。所以,总的来说,他们的虚弱没有多大变化,但他们看起来不那么健康。”

初步的研究是在雄性小鼠身上进行的,但拉姆明的实验室也发现了禁食对雌性小鼠的类似代谢影响。

这项研究揭示了饮食研究是多么困难,即使是在实验室环境中。这一困难在人类研究中被放大了,因为人类研究无法达到动物模型的控制水平。这项新研究可以为未来试图回答禁食是否改善人类健康的工作提供方向。

Lamming说:“我们需要知道人们是否需要这种禁食才能看到益处。”“如果禁食是健康的主要驱动力,我们应该研究模仿禁食的药物或饮食干预,而不是那些模仿更少卡路里的药物或饮食干预。”

这项工作得到了美国国立卫生研究院(拨款AG050135, AG051974, AG056771, AG062328, AG061635, DK125859, R37GM059785, P30AG050886, S10OD028739, DK124696, F31 AG066311, T32 AG000213和T32 DK007665)和退伍军人事务部(拨款I01-BX004031)的部分支持。