少吃一点,活得更久?大规模研究揭示能量摄入如何影响代谢

2018-04-02 来源 : 环球科学

  史上规模最大的有关限制卡路里摄入的研究有了新的发现。

  十多年前,位于巴吞鲁日Pennington生物医学研究中心的研究人员开始招募年轻、健康、且愿意节食两年的路易斯安那州志愿者。参加这项试验的几十个志愿者每天的卡路里摄入量要削减25%,并每周进行一次测试:包括血液检测、骨骼扫描、检测体温。

  

  撰文 | MEGAN MOLTENI

  翻译 | 周盈宵

  审校 | 王妍琳

  为了综合衡量能量或卡路里摄取减少对人体的长期影响,他们要忍受饥饿、坚持接受测量,这是此研究领域史上最大规模的人体临床试验。参与Pennington研究中心试验的志愿者必须在封闭的房间里呆上24小时,在这个空间里他们每一次呼吸都会被记录下来。

  科学家们以及研究参与者尝试去理解节食如何影响衰老过程。在新兴的长寿科学领域,限制热量摄入是相对而言没有那么不靠谱的方法。20世纪30年代中期的研究一次次证明:限制25-50%热量摄入可以使酵母、蠕虫、小鼠、大鼠、猴子存活更久,过上更健康的生活,并降低了因衰老而患病的风险。但人们对这背后的原理并未达成一致意见。

  这也是为什么尝试模仿禁食过程的药物迄今都未通过FDA的批准。这种背景下,卡路里就成了随机对照试验的重要参数。研究人员选择了25%的限制(500至800卡路里),基于以往的动物研究,这种比例对人而言应该是可行的,并且可以显示出效果。随着每天有10,000名美国人迈向65岁,这是科学研究能使人类延年益寿的最好时代。然而,最新的研究结果并没有彻底解决这些难题。

  在一篇发表在《细胞-新陈代谢》的论文里,来自Pennington的研究人员发表了一项研究。他们在一个房间里布满了热量计,参与者则在这个密闭的代谢房间里待了整整24个小时。Pennington可以提供具有酒店房间大小的微环境,这一点少有研究机构可以做到,这能以最准确的方法测量一个人燃烧了多少卡路里,以及脂肪、蛋白质和碳水化合物这些物质的来源。

  在禁食一晚后,参加者在上午八点立即进入热量记录室,直到第二天早上8点才允许离开。研究人员通过一个小型的气密柜送餐。空气在记录室内流通,而流出的气体都会通过一系列分析仪以测量二氧化碳与氧气的比例。对尿液样本的氮含量测量,有助于计算每位参与者静息代谢的总体情况。

  实验结果是,减少卡路里摄入会使人们的新陈代谢降低10%。这一方面可能是由于体重减轻(人们在两年内平均减重了约9公斤)。但研究人员通过其他生物标志物如胰岛素和甲状腺激素观察到,新陈代谢的降低的主要原因是节食改变了生理学过程。论文的第一作者,内分泌专家Leanne Redman说:“限制卡路里会降低你的基础代谢率,也就是维持所有日常活动所需的能量。当人体使用较少的氧气来产生所需的全部能量时,会产生更少的新陈代谢副产物,譬如可能损害DNA和其他细胞器的自由基。“两年后,低代谢率和限制卡路里摄入的程度就会与细胞、器官的氧化损伤减少相关联。”

  目前,这项研究时间并不长,不足以证明限制卡路里摄取真的能够延长寿命。而长期实验需要进行数十年。但Redman认为,实验结果是对两种陈旧而富有争论的人类衰老理论的支持:缓慢的新陈代谢“存活率”理论和氧化损伤理论。前者指生物体的新陈代谢越慢,其生存的时间就越长。后者指生物体之所以衰老,是因为随着时间的推移自由基损伤会累计。

  其他研究卡路里的研究员则不认同这个结论。主导华盛顿大学试验的内科医生Luigi Fontana说:“如果你饿死了,你的代谢率会也会很低,这意味着长寿吗?答案当然是否定的。每天吃半个汉堡和少量薯条,你是降低了卡路里摄入,但你会活得更久吗?不,你会死于营养不良。”

  Fontana的卡路里试验数据表明,改变特定胰岛素通路比降低整体新陈代谢率更重要。他还指出,让老鼠每天在冷水中游泳数小时可以降低他们的新陈代谢率,但相比于那些在室温下游泳的老鼠,它们活得更久。在其他研究中,科学家使特定酶过度表达,使小鼠免受自由基损害,但小鼠也没有活得更久。他认为Redman的数据很有趣,但略为片面。他说:“二十年前人们认为,卡路里摄入量越少越好。现在我们发现,卡路里摄入量不是关键。遗传、饮食结构、肠道微生物,都会影响节食的结果。”

  但即使我们无法解释节食时细胞是如何衰老的,减少卡路里对健康而言还是有潜在且巨大的益处的。“限制卡路里摄入是唯一能够延缓癌症发病和恶化的干预手段”,美国国家老龄化转化老人科学研究所主任Rafaelde Cabo说。他的研究小组最近完成了针对猕猴进行的25年的节食研究。尽管他们没有像其它研究那样观察到寿命的极大延长,Rafaelde Cabo的团队确实观察到实验组具有较低的癌症和代谢疾病的发生率。“如果能让那些在高度污染环境中工作的人们减少卡路里摄入,将对他们起到保护作用”,他说,“但是,没人能够忍受一生都吃得这么少。”

  也许没有人比Jeffrey Peipert更了解这一点。这位58岁的妇产科医生九年前参加了华盛顿大学的试验,希望能够达成减重的夙愿。试验开始前,他的血压是132/84; 经过几个月的节食治疗后,他的血压降至115/65。他一年减掉了30磅(16.7公斤)。但六个月后他退出了试验。这太痛苦了。“节食后我没有精神、没有力气,甚至没有性欲”,Peipert说,“而且每天记录卡路里对我来说都是折磨。”

  现在,他的体重回升了,不得不服用高血压药。但即使可能活不了多久,他也觉得自己过得很好。

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