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这样禁食,能让你少生病、活更久?

科技资讯  2018年10月24日 10:17  来源:新浪科技
摘要:减肥爱好者为了追求身材完美,会选择禁食策略。许多营养学家都把这种行为称作自杀式减肥。然而许多科学家对一描述并不赞同,反而极力推崇有计划的禁食行为,研究结果也显示禁食行为益处良多,那事实是否如此呢?

  来源:环球科学ScientificAmerican

  减肥爱好者为了追求身材完美,会选择禁食策略。许多营养学家都把这种行为称作自杀式减肥。然而许多科学家对一描述并不赞同,反而极力推崇有计划的禁食行为,研究结果也显示禁食行为益处良多,那事实是否如此呢?

  一年前,亚历克斯·艾伦(Alex Allen)搬到旧金山居住。他找到了一份软件工程师的工作,实现了在高新产业中心城市工作的梦想。这位24岁的青年热爱旧金山开放的文化和温和的气候,他希望能够在这座城市定居。但是,社交活动不可避免地存在一些问题。有时候,与新朋友共进晚餐意味着看着朋友们大快朵颐,他却只能喝水。

  在过去的几年中,他一直在坚持节制饮食。这是指在一天的16个小时中禁食,然后在另外8个小时内进食。这种被称作“16:8”的禁食方式仿佛唤醒了他的身体。此外他还尝试了另一种很受欢迎的“20:4”养生法,即仅在一天24小时中的4个小时内进食。艾伦最后在日常生活中也会进行全天禁食。在四个月内,他的体重从超过200磅降到了166磅。

  艾伦是这几年来兴起的潮流中的一份子。作为一种减肥策略,禁食法引起了公众的关注。此外,研究表明,这是一种有效的减肥策略,也有可能改善体重正常的人的健康状况。规律性禁食可能会延迟年龄相关疾病的发作,如癌症、II型糖尿病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病。禁食还可以提高学习和记忆能力,并延长寿命。

  此外,禁食可以作为对脑损伤、多种癌症和代谢综合征的补充疗法。这些大多是初步结论,其中很多来源于动物研究。

Lucas ZarebinskiLucas Zarebinski

  南加州大学进行禁食研究的细胞生物学家瓦尔特·隆戈(Valter Longo)认为,禁食是人体内在的修复工具,拥有治愈的力量。“但现在,我们总是在摄入食物,这种自我修复的力量已经不存在了,”他说,“我们再也不能从这种能力中获益。”

  禁食并不是第一种让研究人员兴奋的饮食方式。在禁食之前,卡路里限制(caloric restriction,CR)这种方法与其有很多共同之处。总体来说,它们都大大减少了能量摄入,带来了相似的健康收益。尽管CR从未像禁食一样吸引公众视线,但对于研究衰老的生物学家来说,这种方法仍是一项重要的饮食试验。为了更好地理解当前禁食的热潮,我们首先需要了解一下CR。

  长寿还是不健康

  科学家已经研究CR已经有100年。在那时,他们就已经意识到,如果将实验动物每日的能量摄入降低20-40%,它们的寿命会更长,患慢性疾病的概率也更低。这个发现令人困惑:能量摄入低于身体需求竟然是健康的策略。

  直到上世纪80年代,研究人员大多仅在酵母菌、苍蝇、小鼠和大鼠中进行过CR实验。一个重要的问题仍悬而未决:这些结论适用于人类吗?

 1991年,八位科学家试图依靠半球型设备中生长的食物,在生物圈2号中生存两年。图片来源:UA Science 1991年,八位科学家试图依靠半球型设备中生长的食物,在生物圈2号中生存两年。图片来源:UA Science

  1991年,这个机会出现了。八位科学家进入了生物圈2号。在这个位于亚利桑那州图森市的封闭人工生态系统中,他们的任务是利用生长在圆顶栖息地中的食物生存两年,并为未来的生态圈空间殖民地收集信息。

  罗伊·沃尔福德(Roy Walford)医生是其中的一位,他恰巧也是CR的忠实信徒。科学家们进入生物圈2号后不久,他们就意识到其中生长的食物供给并不充足。所以沃尔福德做了一个即兴的CR试验。生物圈中的四名男性和四名女性都减少了接近30%的能量摄入,这也是首次在人类身上研究CR及其影响。

  在2002年发表的论文中,沃尔福德及其同事对这个伪实验进行了报告。他们认为,进入生物圈的工作人员都非常健康。几乎所有人的血压、血糖、胆固醇和其他指标都变得更健康。然而,他们骨瘦如柴的外表却非常令人震惊。路易斯安纳州巴吞鲁日市潘宁顿生物医学中心的代谢研究员埃里克·拉武森(Eric Ravussin)说:“他们看上去营养不良,并不健康。”

 罗伊·沃尔福德是生物圈2号实验中的一员,他的体重从150磅(右)下降到了119磅(左)。Walford et al。/The Journals of Gerontology Series A, 1 June 2002 罗伊·沃尔福德是生物圈2号实验中的一员,他的体重从150磅(右)下降到了119磅(左)。Walford et al。/The Journals of Gerontology Series A, 1 June 2002

  2008年,拉武森与合作者首次进行了严格的CR临床实验,这次实验被称为Calerie。这次实验目的是研究食物匮乏如何影响衰老进程。CR组受试者只能摄入日常卡路里的75%,并且需要维持CR饮食两年。

  CR组中的大多数人都完成了实验,尽管他们每日摄入的能量平均只减少了12%,但这些人的血压、血胆固醇、血糖、血液中的胰岛素以及其他生物标志物的含量都有所降低,这表示他们患心脏病、癌症和糖尿病的风险会更小。并且与对照组相比,遵循CR的人衰老更慢。

  像生命一样古老

  在这些研究数据之外,科学家依然不确定CR生效的机制。这可能是数十亿年来微生物生命体在食物匮乏时一种适应生存方式。对大肠杆菌的研究表明,当将富含营养的液体培养基更换为零营养培养基时,大肠杆菌的寿命可以延长四倍。

  处于饥饿状态的细胞实际上处于停滞状态,而没有生长和分裂。在这种状态下,细胞应对外界疾病和压力的能力达到最高,并可以开始自噬。这个过程有助于清除死亡细胞或有毒物质,修复再利用受损的成分。

  此外,几项研究表明,在哺乳动物中,遵循CR饮食后,对细胞生长至关重要的激素IGF-1的产生减少了。这种激素可以帮助青少年个体长得又高又壮,但对于成年个体来说,该激素分泌过多会加速衰老,增加患癌风险。

Alison Mackey/DiscoverAlison Mackey/Discover

  并非灵药

  尽管CR可能给新陈代谢带来神奇的影响,但它也不是灵丹妙药。一些在实验室研究中携带特殊基因的小鼠并不能从中获益,CR事实上反而会缩短其他一些转基因小鼠的寿命。能量摄入减少会削弱年幼和年老生物的免疫系统,使它们更容易患病。这几年来,科学家们发现,基因、食物构成、锻炼的习惯和其他因素都会影响CR的有效性。

  佩珀特在Calerie实验期间尽管健康指标得到提升,他却遭受着睡眠困难、性欲减退、精神不振和难以摆脱的饥饿感等问题的困扰。“我曾很喜欢园艺,”现年57岁的佩珀特说,“但坚持CR时,我推着一辆装满泥土的手推车也感到很虚弱。我感觉自己不像是自己。”

  CR也能引发心理问题。拉武森认为心理问题是可能存在的,因为一些人被筛查出有一些倾向,包括对食物的幻想、易怒和社交孤立。一些曾在生物圈2号中生活的科学家说,他们在21个月缺乏食物的生活中,也变得易怒并对食物着迷。

  而禁食则是CR的延续:在一段时间内什么也不吃似乎比在所有时间都少吃更好。

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  禁食的复兴

  禁食在人类文明中有很久远的历史。千年来,很多宗教中都有斋戒的传统,古希腊人也惊讶于禁食对身体和心理的影响。几个世纪以来,医生注意到禁食能够减少癫痫发作的次数。16世纪的德裔瑞士医生帕拉塞尔斯将其称为“身体中的医生”。

  直到20世纪40年代,在CR实验基础上开展了首个禁食实验。英国曼彻斯特的营养学者米歇尔·哈维(Michelle Harvie)说,研究人员会隔天扣除实验室动物的食物。1946年,《营养学杂志》刊登了首项关于禁食的研究。研究表明,与对照组相比,每三天被撤除食物的大鼠生存时间更长,患癌的可能性也更低。后期研究表明,禁食可以刺激新陈代谢,引起与CR相似的改变。

  21世纪前十年中,一些禁食研究都得出了比CR更好的结果。在2003年的一项试验中,约翰斯·霍普金斯大学和美国国家衰老研究所的神经科学家马克·马特松(Mark Mattson)发现,隔日喂养的小鼠比限制40%热量的小鼠更健康。

  随着禁食的受欢迎程度进一步增加,科学家和营养学家总结了实践禁食的不同方法。一些方法,正如艾伦所做,限制每天进食的时间,例如20:4法。一些狂热者甚至全天禁食。马特松说,尽管人们一般认为,禁食是只喝水,但是最流行的禁食方案中是允许在“禁食”期间摄入能量的。

  在一项为期一年的研究中,100名18~64岁的肥胖者被分为三组。一组实行隔天禁食,在禁食日只摄入非禁食日摄入能量的25%;另一组遵循CR,每天在日常摄入能量的基础上减少25%;剩余的人被划入对照组。2017年,这项研究的论文发表于《美国医学会杂志·内科学》。论文指出,与对照组相比,禁食者的体重平均降低了6%,而遵循CR的受试者平均减轻了5%。

  尽管有这些结果的支撑,人们对禁食的担忧之一是禁食者可能会在非禁食日大吃大喝。但在2018年发表于《食品科学与营养》的一项为期两个月的研究结果显示,禁食者,尤其是坚持5:2法的禁食者,并没有放纵饮食。

Alison Mackey/DiscoverAlison Mackey/Discover

  禁食与酮体的关系

  多年前,研究人员就已经发现,小鼠和大鼠在饥饿状态下在认知测试中表现更好。如果实行隔日禁食的措施,实验动物的耐力、感觉、记忆和学习能力都会得到提升。

  所以,是什么导致精神状态的提升呢?在马特松及其同事在今年2月发表于《美国实验生物学联合会杂志》的一篇论文中称,禁食似乎可以引发体内新陈代谢的激烈变化。在人类中,禁食12小时或更久会降低糖原的水平。就像更换一个备用油箱一样,身体的能量来源从葡萄糖变成了转换效率更高的脂肪酸。这个转换会产生酮类物质,一种在肝脏里合成的能量分子。马特松说:“当脂肪被用来生成酮类,我们认为促进健康的关键因素就起效了。”

  大脑血供中常见的一种酮类是β-羟基丁酸(BHB)。根据今年二月发表于《自然评论·神经科学》的一篇论文,BHB可以增强小鼠的记忆、学习能力并促进细胞自噬。BHB还会激活神经元,甚至包括记忆中枢海马体中的神经元,释放脑源性神经营养因子(BDNF),这种蛋白质对学习、记忆和情绪的改善非常重要。由于储存的葡萄糖从不会耗竭,CR饮食法产生的酮类浓度不足以启动这些机制。

  马特松指出,从进化的角度来看,禁食对大脑能力的提高是有意义的。哺乳动物经常面临几天没有食物的情况,常常空腹捕猎。智力和体力更强的半饥饿状态的动物更容易获得食物,继续生存下去。他说:“如果你是那只狼或者狮子,现在已经一周没有进食了,那么你最好集中精力去做能获得食物的事。”

 代谢状态的转换:身体有三种能量来源:碳水化合物、蛋白质和脂肪。Alison Mackey/Discover 代谢状态的转换:身体有三种能量来源:碳水化合物、蛋白质和脂肪。Alison Mackey/Discover

  昙花一现?

  但禁食也可能带来副作用。禁食者暴饮暴食、低血压、易怒和头痛的风险更高。CR的研究者拉武森并不认为禁食比CR有更多益处。他也不认为酮类的作用像马特松和隆戈所说的一样明显。“酮类确实有助于限制食欲,但是对细胞健康也有好处吗?”他问道,“我尚未看到过令人信服的肯定数据。”

  哈维相信,禁食可能不只是一时的热潮,部分原因也在于禁食的灵活性。人们可以选择适合自己生活方式的禁食方案和营养计划。“我们在推特上讨论更好的饮食方式,但最后人们只会继续尝试对自己有益的,”哈维说,“对一些人来说,5:2法无可挑剔,但是对另外一些人来说,这个方法糟透了。”

  心理学家凯莉·维陶谢克(Kelly Vitousek)之前也见过这种热潮,但是当时引发热潮的是CR,尽管CR从未达到禁食的流行程度。最初,成员们很兴奋,也很有动力。接着,像大多数节食者一样,大部分人都开始放弃了。 “你几乎可以相信,”维陶谢克这样评论节食者减退的热情,“这就是这些周期性热潮产生的原因。”