间歇性禁食对健康的影响

对动物和人类的研究表明，间歇性禁食对健康的好处不仅仅是自由基产生减少或体重减轻。间歇性禁食可引起进化上保守的、适应性的细胞反应，比如改善葡萄糖调节，增强抗压能力，抑制炎症，并且是在器官之间和器官内部整合调节。

在禁食期间，细胞可以激活增强抗氧化和代谢应激的内在防御途径，从而去除或修复受损分子（图1）。在进食期间，细胞参与组织生长和可塑性的特定过程。不过，大多数人往往一日三餐再加上零食，因此不会出现间歇性禁食。

美国国立卫生研究院的Rafael de Cabo博士和Mark P. Mattson博士回顾了在动物和人类身上的研究，这些研究表明了间歇性禁食如何影响总体健康指标。

●间歇性禁食和代谢转换●

葡萄糖和脂肪酸是细胞的主要能量来源。饭后，葡萄糖被用作能量，脂肪以甘油三酯的形式储存在脂肪组织中。在禁食期间，甘油三酯被分解成脂肪酸和甘油以提供能量。肝脏将脂肪酸转化为酮体，酮体是许多组织的主要能量来源，特别是禁食期间的大脑（图2）。

在进食状态下，血液中的酮体水平较低，人类在禁食开始后8~12小时内升高，24小时内达到2～5 mM（毫摩尔）的水平。啮齿动物在禁食开始后4~8小时内血浆酮体水平升高，24小时内达到毫摩尔水平，这一反应为间歇性禁食提供了时间上的依据。

在人类中，研究最广泛的三种间歇性禁食方案是交替日禁食、5:2间歇性禁食（每周禁食2天）和每日限时进食。每周1天或更多时间显著减少热量摄入（例如减少到每天500~700卡路里）会导致禁食期间酮体水平升高。新陈代谢从使用葡萄糖作为燃料源到使用脂肪酸和酮体的切换导致呼吸交换比率降低（产生的二氧化碳与消耗氧的比率），这表明脂肪酸和酮体的能量代谢有更大的灵活性和更高的效率。

酮体不仅仅是禁食期间使用的燃料，同时它们也是有效的信号分子，对细胞和器官功能有重大影响。酮体调节许多影响健康和衰老的蛋白质和分子的表达和活性。包括过氧化物酶增殖物激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）、成纤维细胞生长因子21、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）、去乙酰化酶、多聚二磷酸腺苷（ADP）核糖聚合酶1（PARP1）和ADP-核糖基环化酶（CD38）。通过影响这些主要的细胞途径，禁食期间产生的酮体对系统代谢有着深远的影响。此外，酮体还刺激脑源性神经营养因子基因的表达（图2），对大脑健康、精神及神经退行性疾病有影响。

间歇性禁食的好处有多少是由于代谢转换，多少是由于体重减轻？许多研究表明，间歇性禁食带来的一些好处与体重减轻无关，比如改善血糖调节、血压和心率。

●间歇性禁食和抗应激●

与今天的人们不同，我们的祖先并没有每天固定三餐，大量饮食且加上零食，也没有过久坐的生活。相反，他们忙于在食物来源稀少的大自然中获取食物。随着时间的推移，智人为了适应这种环境发生了进化，包括大脑变化，这些变化使创造力、想象力、语言和身体变化发生，从而使物种成员能够依靠自己的肌肉力量来远距离跟踪猎物。

研究表明，大多数器官系统对间歇性禁食的反应方式能够使机体耐受或克服挑战，然后恢复体内平衡。反复暴露于禁食会导致持续的适应性反应，从而对随后的挑战产生抵抗。细胞通过间歇性禁食，参与适应性应激反应，导致抗氧化防御、DNA修复、蛋白质质量控制、线粒体生物合成和自噬的增加，以及炎症的下调（图3）。

这些对禁食和进食的适应性反应在整个种群中是保守的。维持间歇性禁食方案的动物身体和大脑中的细胞均表现出更好的功能，并且对各种潜在的破坏性损伤具有强大的抵抗力，包括涉及代谢、氧化、离子、创伤和蛋白毒性应激的损伤。

间歇性禁食刺激自噬和有丝分裂，同时抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白合成途径。这些反应使细胞能够清除氧化损伤的蛋白质和线粒体，并回收未受损的分子成分，同时暂时减少整体蛋白质合成以节约能量和分子资源（图3）。这些途径在暴饮暴食和久坐的人中未被开发，或被抑制了。

虽然还不完全了解其具体机制，但间歇性禁食的有益作用涉及代谢转换和细胞应激抵抗。然而，有些人不能或不愿意坚持间歇性禁食方案。通过进一步了解间歇性禁食与广泛健康益处之间的联系，我们或许能开发出目标明确的药理学疗法，模拟间歇性禁食的效果，而无需大幅改变饮食习惯。