每天饿一下,寿命加一下?Nature研究友情提示:别饿过头,小命要紧!
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近年来,“轻断食”正席卷社交媒体,话题热度持续高涨。从“10天轻断食减肥食谱,掉称快不反弹不暴食”到“健身私教定制给我的减肥期健身详细食谱”,标题令人疯狂心动。轻断食和轻食成为了一种时尚的饮食方式,年轻人们跟风效仿,大家似乎对这种简单、无需计算卡路里的饮食方式着迷。然而,公众的盲目跟风背后,却缺乏对这些饮食方式长期效果的科学认知。最近,Nature发表了一项研究,揭示了限制饮食(DR)对健康和寿命的复杂影响!
结果显示:
● DR有助于延长动物寿命,且限制程度越高,延寿效果越好;
● 遗传因素对寿命的影响远大于饮食因素;
● 限制程度过高会导致体重下降和免疫系统发生变化,这些变化可能会增加感染风险。
研究方法
该研究为一项大规模、纵向动物实验,采用随机对照设计,以探讨不同DR策略(热量限制和间歇性禁食)对健康和寿命的影响。研究选用了960只雌性DO小鼠,这些小鼠因其丰富的遗传变异,能够更好地模拟不同遗传背景对DR干预的反应。小鼠随机分配至以下五个实验组:自由进食组(AL组)、每周禁食一天组(1D)、每周禁食两天组(2D组)、减少20%热量组(20%组)、减少40%热量组(40%组)。各组小鼠均从6月龄开始实施饮食干预,持续至其自然寿命结束。
研究结果
1. DR延长寿命,但各组差异较大
实验显示,无论是热量限制(CR)还是间歇性禁食(IF)均显著延长了小鼠寿命,且寿命延长幅度与限制程度成正比(40%>20%>2D>1D>AL)。具体而言,40%组中位寿命较AL组延长了36.3%(约9个月),并显著降低了老化速率。IF组(1D组和2D组)虽未显著减少热量摄入,但也实现了寿命延长。结果发现,限制热量和间歇性禁食都延长了小鼠寿命,且限制程度越强,延寿效果越好。
尽管DR总体延长了寿命,但各组寿命差异较大。研究还记录了200多项生理特征,尝试解析寿命变异的影响因素,发现体重、代谢和免疫特征等与寿命密切相关。这项研究确认了DR对延缓衰老的显著效果,同时揭示了个体间的差异性。
DR对寿命的影响
2. DR对体重和身体组成的影响
研究发现,DR显著影响小鼠的体重和身体组成。40%CR组的小鼠体重在干预初期迅速下降,并且长期维持低体重,表明其难以维持能量平衡。相比之下,IF组的小鼠尽管热量摄入接近AL,体重依然显著降低,说明IF对体重有额外影响。研究还发现,早期体重较高的小鼠寿命较短,但这种负相关关系随年龄增大而减弱,最终反转。此外,体重维持能力与寿命密切相关,能够较好维持体重的小鼠寿命显著延长。
身体组成分析显示,CR组小鼠瘦体重减少,而脂肪质量在所有组中随着年龄减少。尽管40%CR组脂肪比例最低,但脂肪保存能力与寿命延长正相关,尤其在老年阶段更为显著。
总之,研究揭示了一个悖论:尽管DR 延长了寿命,同时减少了体重和脂肪量,但保持体重和脂肪量与更长的寿命有关。
体重和身体组成对寿命的影响
3. DR对健康和代谢的影响
DR对多种生理特征产生了显著影响,但与寿命相关的特征较少。28月龄的衰弱指数(FI,评估健康衰退的指标)与寿命显著相关,且DR可减少健康缺陷(如肿瘤和腹部膨胀),尤其对早期体重较轻的小鼠有益。
DR常见的生理适应包括改善葡萄糖稳态、降低能量消耗和体温、增强代谢灵活性。研究发现,DR显著降低了小鼠的空腹血糖水平和体温,特别是体温随年龄和DR而下降。然而,与预期不同的是,体温较高的小鼠寿命更长,但这种关联程度较弱。此外,尽管DR显著改善了代谢特征,这些指标与寿命的关联较弱或不存在显著关联。
尽管DR改善了代谢和健康特征,但这些改善并不直接导致寿命延长。这一结果挑战了将代谢指标作为长寿标志物的传统观念,提示需要寻找更精准的健康与寿命关联的生物标志物。
DR对健康和代谢的影响
4. DR对血液细胞群体的影响
DR显著影响免疫系统和血液特征,进而可能影响寿命。研究发现,40%CR改变了免疫细胞的比例,特别是对自然杀伤(NK)细胞和嗜酸性粒细胞产生了显著影响,这些变化与寿命延长相关。总体而言,免疫细胞处于休眠状态时与寿命延长相关,而激活状态的免疫细胞则与寿命缩短相关。此外,血液特征方面,红细胞分布宽度(RDW)和血红蛋白分布宽度(HDW)随年龄增加,并与寿命密切相关。CR组改善了血红蛋白水平和RDW,可能有助于延长寿命,而IF对血液特征的影响则较为复杂。总的来说,DR通过调节免疫细胞和血液特征,尤其是CR的改善作用,可能有助于延长寿命。
DR对免疫和血液学的影响
5. 寿命的遗传决定因素
研究发现,遗传背景对寿命的影响显著,解释了寿命变异的23.6%,而DR仅解释了7.4%的变异。随着小鼠年龄的增加,遗传贡献逐渐下降,而饮食对寿命的影响逐步增加。通过基因映射分析,研究发现一个位于18号染色体的寿命相关数量性状基因位点(QTL),解释了约4.34%的寿命变异。特别地,携带CAST/EiJ品系等位基因的小鼠寿命显著缩短。该研究还发现,RDW这一红细胞特征与寿命相关,且与寿命QTL重叠。总体而言,遗传因素在寿命的决定中起着重要作用,而DR对寿命的影响与遗传背景密切相关。
遗传对寿命的影响
讨论
该研究通过对基因多样性小鼠的长期观察,系统评估了CR和IF对寿命和健康的影响,揭示了两种DR模式的独特作用及其复杂关系。研究发现有几个重要意义。
第一,研究发现DR在代谢健康和寿命延长方面的作用并不完全一致。尽管DR显著改善了空腹血糖等代谢指标,但DR产生的代谢反应,包括减少肥胖和降低空腹血糖,与延长寿命无关。
第二,但是追求过高的DR会导致易受感染,对身体健康不利。DR在延长寿命的同时可能对部分健康指标产生不利影响。例如,尽管40%CR组的寿命显著延长,但小鼠表现出瘦体重显著减少、体温偏低以及免疫系统变化,这可能增加感染等风险。这一结果提示需要在追求长寿目标的同时全面评估其对整体健康的潜在影响。
第三,关于人类是否能从DR中获益仍需深入研究。由于代谢率差异,当前动物实验的干预措施无法直接等效于人类。然而研究提示,个体的遗传背景可能显著影响对DR的反应。
综上所述,在饮食限制期间,延长寿命的关键在于:维持健康的体重和体脂百分比,保持免疫细胞功能正常,并在晚年避免过度流失体脂。因此,适度减少热量摄入并结合规律的进食与禁食模式可能是未来优化健康和寿命的潜在策略。
参考文献
Andrea Di Francesco et al. Dietary restriction impacts health and lifespan of genetically diverse mice. Nature. 2024;634:684-692. DOI: 10.1038/s41586-024-08026-3.
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