16+8不行,饿够20小时才能获益?一天只吃一顿血糖最稳定!
热量限制作为抗衰干预领域的扛把子,几乎已经没有太多人质疑其效果,但其发挥效果的机制却仍有争论。
比如,人们认为热量限制(CR)可以改善胰岛素敏感性,稳定血糖,但是在人类的研究中却发现,部分人在CR后血糖反而居高不下[1];又比如,大多数人认为CR通过抑制mTOR来改善健康,但又有研究表示,CR与mTOR的关系不大[2–4]。
这些看似彼此矛盾的研究结果,使得很多抗衰爱好者在进行CR前举棋不定。这不,专注CR研究多年的Dudley Lamming教授团队就提出,CR的效果与检测时空腹的持续时间大有关系[5],这可能就是帮助我们将那些看似矛盾的研究结果统一起来的关键。
热量限制对于哺乳动物而言,一个广为人知的益处就是改善胰岛素抵抗。高血糖对于健康寿命的威胁想必已经不需要派派多言,而胰岛素作为人体内唯一能够降低血糖的激素,若是不起作用了,那么可能离高血糖也就不远了。
我们可以用一个简单粗暴的说法来理解胰岛素抵抗:对于正常人而言,1单位胰岛素可以带10单位葡萄糖进入细胞(胰岛素敏感);但如果你1单位胰岛素只能带三五个单位的葡萄糖进入细胞,就意味着胰岛素抵抗(胰岛素不敏感)。
这时候,身体通常需要分泌更多单位的胰岛素,才能发挥出原本1单位胰岛素的效果。而这样一来胰岛素抵抗又容易进一步加剧,形成恶性循环,最终导致大量葡萄糖无法进入细胞而滞留在血液中,这便是高血糖。
而这时候,科学家告诉你:热量限制(CR)可以改善胰岛素抵抗!受到高血糖困扰,或者有高血糖风险的人们喜不自胜,心想自己的胰岛素敏感性终于有救啦!只要少吃饭就能改善,这不“有手就行”?
但事情并没有那么简单,学者发现,相比于自由进食(AL)的小鼠,CR小鼠的胰岛素敏感性只有在禁食20小时后才显著提高,而在此之前,CR鼠的血糖水平几乎不受胰岛素影响,甚至禁食4小时左右时反而呈现出令人生畏的胰岛素抵抗:
图注:在这部分研究中,9周大的小鼠开始进入实验喂养阶段,并被分为两个大组,分别是自由进食(AL)和热量限制(CR)组,CR组小鼠每日的热量摄入只有AL组的70%,且进食的窗口期只有每天早上的两个小时内。实验喂养阶段持续了8周。8周后进入实验测试阶段,在测试阶段中,两组小鼠的进食窗口期都只有早上3小时之内,之后24小时都无法进食;这两组小鼠又进一步分别被分为6个小组(每组8只左右),分别为距离上一次进食4小时、8小时、12小时、16小时、20小时和24小时,或者说将它们饿了4、6、12……小时;这总共12个小组分别在这6个时间点被注射胰岛素后,被持续观察了90分钟(图中的横坐标)的血糖水平的相对变化(图中的纵坐标)
放到人类身上可以这么理解:如果你是正常一日三餐的饮食模式,那么当你突然有一天开始啥也不吃,那么24小时内你的胰岛素敏感性都没啥变化。
但如果你是持续了一段时间的CR践行者,体质可能已经发生变化,当你有一天唯一一次进餐后,12小时以内,你甚至会产生一定的胰岛素抵抗,而只有在你饿了20小时之后,你的胰岛素敏感性才会显著优于普通人。
长久以来,胰岛素抵抗的改善是人们默认的热量限制(CR)带来的益处之一,但现在发现,这种改善或许仅限于一天中的某些时段,而在其他时段中反而还胰岛素抵抗了……
考虑到胰岛素的敏感性会受到mTOR信号通路的抑制,那有没有可能是因为mTOR被激活导致了胰岛素敏感性降低?
学者在自由饮食(AL)和CR两组小鼠进餐并开始禁食后的6个时间点(4、8、、12、16、20、24h)分别检测了肝脏mTOR的活性发现,在禁食后的4小时这一时间点,CR小鼠的mTOR活性确实显著高于AL小鼠。
我滴龟龟……这不对吧,mTOR作为鼎鼎有名的长寿途径,咱都知道抑制mTOR能够有效延寿,而CR正是抑制mTOR的重要手段,怎么到你这里反倒激活mTOR起来了?
其实最开始在酵母中,科学家们确实发现,TOR基因是饮食限制(CR)达成延寿的主要机制,比如当酵母缺失TOR基因时,再怎么CR也不会延寿了。但是在更高等的生物中,情况就发生了变化。
比如在某些小鼠模型中,即便mTOR水平本就持续被抑制了,也仍旧可以通过热量限制(CR)来进一步延寿[6],说明从小鼠开始,CR便不再完全依赖mTOR途径来达到延寿效果。更多的研究同样表明,CR的延寿机制有很多独立于mTOR来发挥作用[2–4]。
另一方面,mTOR水平的提升,也仅发生在禁食后4小时以内,其他时间点则与AL小鼠无异,因此在这项研究中,CR并未拔高mTOR的基础表达水平,而是改变了mTOR水平在禁食后短时间内的动态变化模式。
在进一步的研究中,学者发现,mTOR在CR影响下的变化,仍旧比预期的更为复杂。比如,当他们人为敲除雄鼠的Tsc1基因(mTOR的抑制因子,敲除后相当于mTOR被强行维持在高水平)后,发现无用论是否CR,胰岛素敏感性都不变。
而不敲除Tsc1基因(允许mTOR水平发生变化),同时又施行热量限制(CR)的话,胰岛素敏感性才会提高(注射胰岛素后血糖下降程度),说明改善胰岛素抵抗必须要同时满足“CR”+“mTOR水平允许改变”这两个条件:
然而令人头大的是,以上结论仅在雄鼠身上成立,在雌鼠中,只有CR本身会改善胰岛素抵抗,mTOR的活性并无影响……
看到这里,读者们可能会产生疑虑,难道这项研究是要推翻CR?非也,这项研究探讨的只是CR发挥作用的细节问题,而“CR能发挥作用”本身,还是一以贯之的。
比如相比于自由进食小鼠,热量限制小鼠的体重、脂肪量都显著降低,且相比于脂肪的持续减少,瘦体重(以肌肉为主)则得到了很好的保持:
而且在对肌肉组织的检测中发现,热量限制(CR)小鼠mTOR活性整体上都要高于自由饮食小鼠,这或许一定程度上解释了为啥CR小鼠的肌肉维持得不错(肌肉中的mTOR促进肌细胞的生成)。
另一方面,自由饮食组(AL)和热量限制组(CR)在禁食后分6个时间点分别再次进食,通过饭前饭后的血糖检测发现,AL组摄入热量后的血糖水平快速蹿升50-100%。
反观CR组,进食前后的血糖即便不能说毫无变化,也足以称得上是稳如老狗了:
这说明即便CR鼠的胰岛素敏感性会随着禁食的持续时长反复横跳,也并不影响CR无比优越的控糖能力,也就是说,改善胰岛素抵抗、mTOR水平变化远不足以概括或解释CR带来的影响(所以别看到胰岛素抵抗需要饿20小时才能得到改善,就急忙否定CR的好处哦)。
令派派感到可惜的是,检测组织中mTOR活性的实验需要将鼠鼠们“献祭”后才能进行,因此无法评估这次试验的延寿效果……
但总的来说,这项研究进一步揭示了热量限制(CR)后小鼠代谢模式的变化细节。在以前,我们或许想当然的以为,实施CR后,我们整体的胰岛素敏感性、mTOR水平会得到持续且稳定的改善。
但实际上,施行CR后,胰岛素敏感性和mTOR水平的变化,可能更加取决于每天饿肚子的时长,而若从更大的时间尺度去观察,会发现施行CR后代谢的变化模式可能会呈现出鬼畜的模样:
最后,论文作者表示:这项研究更大的意义在于,今后对于热量限制(CR)的研究,需要研究者们准确记录进食与禁食的持续时间。
因为正如开头所说,CR在代谢层面的效果会随着挨饿的时间呈现出迥异的结果,你禁食16小时测发现“嘿!胰岛素抵抗改善了!”,禁食4小时测则发现“天啊!胰岛素抵抗恶化了!”,这也就不难理解为何一些CR研究的结论彼此矛盾了。
本篇研究其实并不是推翻了热量限制长期以来的结论,而是在此基础上进一步细化了许多以前不为人知的细节,况且,小鼠的情况显然也不能套用到人类身上,人类在CR之后会发生的变化,只会更加复杂。
只不过通过这一实验,Dudley Lamming教授也不得不感慨:人类已经研究CR上百年了,但我们仍不了解它。
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