Science:减缓衰老:少吃,在正确的时间吃
2022-09-24 转化医学网 转化医学网
日益加重的社会和医疗负担不仅要求对慢性疾病采取新的疗法,且要求采取早期干预措施,减缓衰老进程,延长生命和健康期限。
导读:当我们在拥抱更长的预期寿命的时,也面临着人类进化过程中一个全新的挑战——衰老。与衰老相关的疾病已逐渐取代传染病,成为全球第一大死亡原因。日益加重的社会和医疗负担不仅要求对慢性疾病采取新的疗法,且要求采取早期干预措施,减缓衰老进程,延长生命和健康期限。
近期,德州大学西南医学中心Acosta-Rodriguez等人在Science上发表了一篇题为“Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice”的研究论文。该研究定义了一个喂养范式,能够将热量限制(caloric restriction,简称CR)对寿命的影响发挥到最大。研究表示,将喂养与昼夜节律结合,并对低热量摄入的动物实行禁食的时间超过12小时,可以最佳地延长寿命。
https://www.nature.com/articles/s41392-022-01163-z
研究背景
当我们在拥抱更长的预期寿命的时,也面临着人类进化过程中一个全新的挑战——衰老。与衰老相关的疾病已逐渐取代传染病,成为全球第一大死亡原因。日益加重的社会和医疗负担不仅要求对慢性疾病采取新的疗法,且要求采取早期干预措施,减缓衰老进程,延长生命和健康期限。
大量物种的研究表明,CR是促进动物寿命的可行策略之一。进行CR能够改善动物衰老相关特征和新陈代谢、提高免疫功能。虽然限制每日能量摄入是主要目标,但经典的CR方案还限制了食物的获取时间,增加了禁食时间,这些显著影响了体重和动物健康。因此,研究CR延长寿命的机制以进一步探索不同喂养方案的综合效应,将指导设计延长寿命的最佳喂养方案模式。
研究概述
为了分析热量摄入、禁食时间和进食时间对寿命的影响,Acosta-Rodriguez等人对雄性C57BL/6J小鼠采用了五种CR进食方案,并以自由进食(AL)动物作为对照。虽然每个CR组的总热量摄入是相同的,但禁食时间和进食时间是不同的。
对照组全天每160分钟进食一次,以消除食物摄入的节奏,防止禁食。两个CR组分别在白天和夜间每90 min喂食一次,使小鼠禁食12小时。还有最后两个CR组只在清晨喂食一次或在夜间喂食一次。由于最后两组小鼠在喂食后2小时内将所有食物消耗殆尽,因此相当于每天被强制禁食22小时以上。
研究人员对小鼠进行了近4年的随访,发现CR组小鼠的寿命大范围延长了。与之前的研究一致,仅仅限制卡路里的摄入就足以延长寿命。然而,当CR与禁食和夜间喂养相结合时,寿命变化更大。
研究发现,AL组平均寿命为792天,而热量限制在30%-40%的小鼠平均寿命为875天,表明仅低热量饮食就可以延长小鼠10.5%的寿命。此外,仅在夜间进食的小鼠,低热量饮食加上进食时间限制之后,小鼠的寿命延长了35%。
为了从机制上分析CR如何拯救动物衰老,研究人员评估了年轻和年老小鼠血浆中的代谢标志物。正如预期的那样,长寿CR小鼠对胰岛素和胰高血糖素样肽-1保持高敏感性,以介导葡萄糖稳态。对年轻和年老小鼠的肝脏转录组的分析显示,在AL组中发现的50%的衰老相关基因在每个CR组中都恢复了表达。
进一步监测肝脏中每4小时的转录组变化,持续48小时,作者发现了数百个循环基因。随着年龄的增长,这些基因的昼夜节律性振幅显著下降。更有趣的是,白天喂养模式诱导了一些循环基因的相反或不同的昼夜节律表达,而夜间喂养则大大提高了老年小鼠的昼夜节律振幅。尽管研究人员没有明确解释进食模式如何改变小鼠在衰老过程中的行为和整体健康状况,但确实证明了将低能量禁食与昼夜节律同步有效地维持了小鼠年轻至老年的分子特征。
研究总结
这项研究对限制饮食如何从机制上延长动物寿命提供了有限的线索。进食模式可以改变周围器官的昼夜振荡,如老鼠的肝脏和果蝇的眼睛。然而,尚不清楚喂养如何与周围器官的昼夜节律相互作用,以及昼夜节律升高如何有利于长寿。
参考资料:
https://www.nature.com/articles/s41392-022-01163-z
注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。
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