禁食 16 小时就可以唤醒身体「时钟」！Cell 子刊揭示间歇性禁食有益健康的关键节点

燃烧多余卡路里，保持健康身材的生活理念正在被现代人广泛接受并付诸实践。对于爱美人士而言，「有效」和「安全」是其特别关注的点，既要有效地甩掉脂肪，也要保障减肥时身体机能维持平衡的状态。

 

间歇性禁食是一种进食和禁食交替进行的饮食方式，越来越多的证据表明，间歇性禁食可以有效预防多种疾病，包括糖尿病、癌症和神经退行性疾病。此外，间歇性禁食也是减少热量摄取、减轻体重、改善代谢的可行策略，因此成为不少爱美人士的减肥首选。

 

间歇性禁食有着多种不同方案，常见的有 16：8 断食法（16 小时禁食，8 小时进食）、12:12 断食法，甚至还有更极端的 23：1 断食法。虽然间歇性禁食有益于健康，但每次禁食的最佳持续时间仍然是一个悬而未决的问题。

 

近日，湖南师范大学李国林团队在 Cell Reports 杂志发表研究论文 Circadian transcriptional pathway atlas highlights a proteasome switch in intermittent fasting，该研究发现禁食 16 小时是一个关键节点，能够启动肝脏中 43 条经典通路的节律性共振和激活蛋白酶体。并确定肝脏蛋白酶体可能是禁食的「计时器」，为探索间歇性禁食促进健康的潜在机制提供了一个重要靶点。

图片来源：Cell Reports

 

揭开间歇性禁食背后的秘密

 

当前，尽管间歇性禁食已被证明从许多方面对健康有益，但不同实验室的禁食计划各不相同，主要原因是还没有找到生物体在体内对禁食表现出明显反应的确切时间点，即究竟禁食多久才更利于健康。

 

为揭开间歇性禁食背后的秘密，研究团队绘制了 5 种喂养方案下、多达 600 个小鼠代谢组织样品的昼夜转录通路图谱，其中囊括了小鼠的重要部位——肝脏、肌肉、白色脂肪、棕色脂肪，为间歇性禁食的研究领域提供了全面而关键的数据。

 

该研究锚定小鼠代谢组织 24 小时内的时空转录通路谱图，结果显示 95.6% 被检测到的典型通路具有组织特异性和喂养方案特异性的节律变化，然而只有不到 25% 的通路诱导全天转录功能的改变。同时，他们发现禁食 16 小时触发了肝脏中许多典型通路的明显切换效应，而其他代谢组织内并没有观察到相应现象。一旦该效应启动，波谷和峰值将会在接下来的再进食和禁食中准时出现。

图片来源：Cell Reports

 

肝脏蛋白酶体——间歇性禁食的靶点

 

大自然是如此神奇，精准地控制生命体的正常运转。那么，控制间歇性禁食中的多条经典通路的靶点是什么呢？

 

研究团队展开了深入的探索，有趣的是，他们发现所有这些通路共有的基因全部是肝脏编码蛋白酶体亚基的基因，表明蛋白酶体协调了通路开关。此外，几乎所有这些基因都表现出了与上述通路相似的、在禁食或再进食 16 小时后的禁食依赖转录开关。即禁食 16 小时可以唤醒肝脏特异性细胞质量控制器（蛋白酶体），表明肝脏蛋白酶体很有可能是一个禁食时钟，它协调了这些经典通路的开关。

 

虽然这些数据不能直接表明禁食诱导的经典通路开关效应来自于蛋白酶体中的经典通路开关效应，但这些通路和基因的转录切换的高度同步表明它们之间有着密切的联系。

 

由于蛋白酶体是细胞质量控制系统的关键组成部分，且已有证据显示禁食可以增强蛋白酶体功能并激活细胞内的蛋白质优化机制。通过禁食和再进食调节蛋白酶体协调途径意味着，间歇性禁食可能会从改善细胞质量控制系统的功能中获益。

图片来源：Cell Reports

 

综上所述，该研究建立了五种喂养方式下典型通路的时间转录图谱，并发现肝脏蛋白酶体作为禁食计时器，在禁食 16 小时可以触发肝脏蛋白酶体相关经典通路的开关效应，可能有助于间歇性禁食的健康益处。

 

拓展阅读

 

然而，间歇性禁食不同方案中，除了禁食的持续时间需要加以控制，进食的时间也有讲究。

 

2021 年 9 月 28 日，美国哥伦比亚大学 Mimi Shirasu-Hiza 团队在 Nature 杂志发表研究论文 Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity，该研究开发了一种间歇性限时饮食（iTRF）饮食方案，可显著延长果蝇的寿命并延迟肌肉和肠道中衰老标志物的出现，并且能够延长寿命。但是 iTRF 介导的寿命延长需要依赖一个有功能的昼夜节律钟。

 

这也就是说，禁食的时机非常关键，只有在夜晚禁食的果蝇寿命得到延长；而在白天禁食，晚上吃东西的果蝇寿命并没有发生改变。

图片来源：Nature

 

综上，这些研究陆续揭示了间歇性禁食有益健康的潜在机制，也为建立更安全有限的间歇性禁食方案提供了理论基础。

 

 

题图来源：站酷海洛

参考资料：

1. Fang Wei et al. Circadian transcriptional pathway atlas highlights a proteasome switch in intermittent fasting.Cell(2022). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111547

2. Ulgherait M, Midoun AM, Park SJ, et al. Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity. Nature. 2021;598(7880):353-358. doi:10.1038/s41586-021-03934-0