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禁食(fasting),是指一段时间内不吃或者减少部分/全部食物。例如,距离上一次吃东西已过去8-12小时,即可称为进入禁食状态。而禁食引发的代谢变化通常开始于上一次摄取食物的3-5小时后。
2019年1月29日,Nature子刊《Scientific Reports》新发了一篇围绕“禁食”的文章,揭示这一常用于减肥的策略,会让机体处于“饥饿模式”,促进人体新陈代谢(好的方向)、产生抗氧化剂,并有助于逆转一些衰老。
总体而言,禁食会导致代谢更加活跃,且有利于健康。
44种代谢物水平上调
来自于..冲绳科学技术大学院大学(OIST)和京都大学的科学家们以禁食34-58小时的志愿者(因为需要禁食3天,所以只招募了4名参与者,他们可以喝不含卡路里的饮料)为研究对象,采集了他们的血液样本(包括血浆、红细胞),详细分析了其中的代谢物变化。
结果发现,约130种代谢物中有44种代谢物(占血液可检测到的代谢物的1/3),包括30种此前从未报道过的物质,在禁食期间水平都普遍上调了,增加了1.5-60倍。
一些伴随着年龄增长而下降的代谢物(例如亮氨酸、异亮氨酸和视晶酸),在禁食期间,同样会水平增加。
“这些化合物都是维持肌肉和抗氧化活性的重要代谢产物。” 文章第一作者、OIST 技术人员Takayuki Teruya博士表示,“这一结果表明,禁食可以恢复这些活力,或有助于延长寿命。”
禁食对健康有益吗?
我们的身体倾向于利用碳水化合物来快速获取能量。当碳水化合物缺乏时,机体会转向其他替代的存储能量。这一过程会产生丁酸盐、肉毒碱和支链氨基酸代谢物。之前针对“禁食”的研究也已经表明,这些化合物确实会在禁食期间累积。
但是,禁食对于健康的影响远远不止“能量替代”。通过对血液样本的综合分析,研究人员发现了更多的“禁食标志物”,例如由柠檬酸循环(机体释放存储在糖类、脂类和蛋白中能量的最后通路)产生的化合物水平增加。
这些化合物的增加意味着,在禁食期间,每个细胞的能量代谢都在超速运转。
同时,禁食似乎也增强了嘌呤和嘧啶的代谢,这两个物质在基因表达、蛋白合成中发挥着关键作用。该结果表明,禁食可能会“重新调控”蛋白质的合成,从而改变它们的功能。这些变化有益于细胞内的平衡。
而且,新陈代谢过程中,嘌呤和嘧啶也会促进抗氧化剂的产生。禁食期间,多种抗氧化剂(例如麦角硫因和肌肽)表达量增加。它们负责保护细胞免受新陈代谢过程中产生的自由基的伤害。研究人员认为,这些抗氧化作用可能是身体对于禁食的主要反应。
此外,禁食可能还会促进几种年龄相关的代谢产物的产生,这些代谢物在年轻人中很多,但在老年人体内几乎已经消耗殆尽。
“最近的衰老研究表明,热量限制和禁食对于动物的寿命有延长作用,但是背后的作用机制仍然是个谜。” Takayuki Teruya认为,通过开发能够引起与禁食相似的代谢反应的运动项目或者药物,或许能够验证其抗衰老的效果。
参考文献
Reference:
Diverse metabolic reactions activated during 58-hr fasting are revealed by non-targeted metabolomic analysis of human blood.
Scientific Reportsvolume 9, Article number: 854 (2019)
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