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禁食后身体如何高效地调整新陈代谢可能是改善健康的关键,UTSW牵头的这项研究……
UTSW 牵头的研究表明,身体在禁食后如何有效地调整新陈代谢可能是改善健康的关键。
减少卡路里摄入与延长寿命一直存在关联,而间歇性禁食似乎比保持规律的饮食更有效。即便如此,科学家们仍然难以解释其中的确切原因。
德克萨斯大学西南医学中心发表在
《自然通讯》上的一项新研究表明,关键因素并非禁食期本身,而是身体在重新进食后如何调节新陈代谢。该实验以秀丽隐杆线虫(一种常用于实验室研究的线虫)为对象,其发现最终可能为改善人类健康提供新的思路。
“我们的发现将研究重点转移到了代谢过程中一个被忽视的方面——再进食阶段。我们的数据表明,间歇性禁食的健康促进作用并非仅仅是禁食本身的结果,而是取决于代谢机制在随后恢复到饱腹状态的过程中如何重新调整,”该研究的负责人、德克萨斯大学西南医学中心分子生物学副教授、哈蒙再生科学与医学中心成员彼得·道格拉斯博士说道。道格拉斯博士与道格拉斯实验室的前成员莱克西斯·塔特格博士共同领导了这项研究。
代谢转换驱动禁食益处
禁食期间,细胞会迅速消耗有限的葡萄糖储备,然后转而分解储存的脂质来获取能量。这种转变被称为分解代谢,由一种名为NHR-49的蛋白质控制。当葡萄糖水平下降时,NHR-49被激活并启动脂质分解。一旦食物供应恢复,NHR-49就会关闭,细胞停止分解脂肪并开始恢复能量储备。Douglas博士及其同事
于2022年发表的早期研究表明,NHR-49还能监测细胞内的脂质水平,并在脂质储备不足时帮助防止细胞饥饿。
为了探究NHR-49是否是禁食延长寿命的关键因素,道格拉斯博士及其同事敲除了秀丽隐杆线虫(C. elegans)中编码该蛋白的基因,然后让线虫禁食24小时。结果出乎意料。NHR-49的缺失并未降低禁食延长寿命的效果。禁食后的线虫平均寿命仍延长了约41%,并且表现出更年轻的行为,包括活动量增加,与NHR-49功能正常的线虫相似。
再喂养反应决定寿命
研究人员随后将注意力转向禁食结束后发生的事情,此时 NHR-49 通常会被关闭。
为了理解这一过程,他们研究了NHR-49的自然失活机制。由UTSW分子生物学副教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Vincent Tagliabracci博士及其实验室博士后研究员Victor Lopez博士领导的实验表明,一种名为蛋白激酶CK1α1 (KIN-19)的酶通过磷酸化修饰NHR-49。当Douglas博士及其同事改变这一系统,使NHR-49在恢复进食后仍保持活性时,脂质分解持续进行,禁食延长寿命的效果也随之消失。
靶向代谢可能延长寿命
综上所述,研究结果表明,禁食后能否正确关闭NHR-49对于通过限制卡路里摄入来延长寿命至关重要。调整这一过程或许能够让我们在无需严格遵循饮食方案的情况下获得禁食带来的益处。
道格拉斯博士说:“我们的研究成果弥合了脂质代谢和衰老研究之间的鸿沟。通过针对衰老这一人类疾病的最大风险因素,我们超越了治疗孤立疾病的范畴,转向了一种能够提高所有人生活质量的预防医学模式。”
本研究由克莱顿研究基金会、韦尔奇基金会(I-2061-20210327)、美国老龄化研究联合会(AFAR 2023)和美国国立卫生研究院(R01AG076529、R01GM15385)资助。
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