限制热量能延年益寿?“清洁橱柜”假说了解一下

2020
10/13

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饶翀 / 代谢网
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现代生活的种种便利也给多种疾病埋下隐患。多吃导致疾病,那么少吃能延年益寿吗?

遥记得上大学的时候,有个老师说过这样一句话,让我每每暴饮暴食之后心怀愧疚,心疼胖胖的自己。他说:人的一生中能吃下的食物总量是固定的,谁先吃完谁先走。虽然听着挺瘆人,不过这句话与父母常说的“吃饭吃到7、8分饱,不要吃太饱”有着异曲同工之妙。

纵观这个社会,糖尿病、高脂血症、高尿酸血症、肥胖等发病率越来越高,与长期摄入高糖高油高盐食物和饱食密切相关。最亲切的人不是亲朋好友而是外卖小哥,随处可见的火锅、烤肉、自助餐,每天必点的奶茶……现代生活的种种便利也给多种疾病埋下隐患。

多吃导致疾病,那么少吃能延年益寿吗?

1、传统的DSH假设

早在100多年前,科学家们就发现了限制热量似乎对延长寿命有益。关于限制热量对寿命的影响还要从一个经典假说聊起。一次性体细胞假说(disposable soma hypothesis,DSH)是一个经典的权衡模型,能量主要有两种用途:维持身体机能运作和繁殖。DSH假设能量资源是有限的,在有限的资源之下,动物们必须就如何使用分配能量做出决定,如何使用能量也决定了动物们在进化之路上能走多远。如果一种动物选择将大部分能量用于身体机能的运作,那么这类动物的存活概率将大大提高,但这样的寿命延长是以牺牲繁殖为代价的。反之,主要把能量用于繁殖的动物,寿命都相对较短。DSH模型解释了在动物中,生殖和寿命之间的负相关关系,即生殖越旺盛,寿命越短

那么,这一理论和热量限制有什么关系呢?

在大自然这个恶劣的环境中,物竞天择,物资紧缺,野生动物们难免会经历一次又一次短暂的热量限制现象。在这样的环境中,繁殖后代的难度和幼崽成长的成本也极高。因此,野生动物们为了更好地生存下去,会将有限的能量用作维持身体运作,而适当放弃生殖后代。如图1所示,这种模式将最大限度地增加野生动物们在资源紧缺时期幸存下来的机会。科学家们为了更好地观察热量限制和寿命的关系,在实验室中模拟了这种模式,结果和野生动物们在野外的行为和结果一致,热量限制的动物繁殖后代减少,寿命明显延长

图1 DSH解释限制热量对机体造成的影响。深灰色代表体细胞维持,也就是维持机体必需的运作,浅灰色代表繁殖。当摄入能量较之前降低40%时,机体会停止繁殖的能量供给,同时会增加维持身体运作的能量,这样会造成身体健康和寿命的延长。

2、“清洁橱柜”假说,有听说过吗?

DSH并不能很好的解释问题的全貌。对人类而言,生殖在总能量中所占比重本来就相对较小,如图2所示,通常小于10%,当摄入能量较之前降低时,机体即使完全停止繁殖的能量供给,也不会增加维持身体运作的能量。这就出现了一个悖论:依据DSH假说,随着限制程度的增加,限制所带来的好处会逐渐变小,而事实却是,限制越多,动物的寿命越长

图2 在实验中进行限制热量的动物中的情况。深灰色代表体细胞维持,也就是维持机体必需的运作,浅灰色代表繁殖。因为本身繁殖所需要的能量消耗只占了很小一部分,通常小于机体所需总能量的10%。当摄入能量较之前降低40%时,机体即使完全停止繁殖的能量供给,也不会增加维持身体运作的能量。

基于这个情况,John R. Speakman教授提出了一种新的假设:清洁橱柜假说(the clean cupboards hypothesis),如图3所示。想象一下你被关在家里,不能出门觅食,但是每天都会有人来给你送当天的食物(有点像在家等外卖小哥的我)。配送的食物只能正好满足你当天的能量需求。突然有一天,配送员不愿意带来这么多食物了,食物的总量比原来稍微减少。现在问题来了,因为配送的食物不能满足身体每日所需总能量。食物减少的头1、2天,你吃的少了,会首先开始动员自身的脂肪储备,勉强忍几天。但如果连续几天发生食物减少的情况,你就忍不了了。一般情况下,大多数人都会在家中的橱柜里储存一些零食,主餐没吃饱很自然就会通过吃零食来填补能量不足的缺口。如果食物短缺持续几个月,每天我们都会消灭掉橱柜中的一些食物,但又没有新的补给,橱柜储存的食物就会越来越少。饿的时候,只要能吃的东西都是来者不拒。当橱柜中的食物被吃完之后,你看着橱柜边上的几盆植物看起来挺可口的,于是,这些植物也没能幸免。如图3所示,在这样长期地限制热量之后,你变瘦了,同时橱柜变得十分干净,室内植物也被吃掉了。

吃光橱柜中的食物和宝贝盆栽并不是目的,只是因为吃的不够,为了不挨饿而选择进行的行为。应该也没有一个人会在食物充足的时候选择一直吃零食和吃盆栽。一旦食物供应恢复,你重新储存食物,并购买一些新的植物。最终,橱柜还是会像以前一样满满当当,乱七八糟。在这个假设中,干净的橱柜是限制热量所带来的积极结果,失去了宝贝盆栽是限制热量所带来的消极结果

图3 热量限制的“清洁橱柜”假说

3、“清洁橱柜”假说有什么独特之处呢?

当动物们处于限制热量时,身体做出判断是立刻解决能量平衡问题。能量的来源除了体内的正常储备,还可以通过利用体内堆积的废物,如错误折叠的蛋白质、受损的细胞器、衰老的细胞来获取能量,这会导致身体被修复,寿命延长。这也解释了为什么在限制热量时自噬和修复衰老细胞增加。

DSH认为,机体的自噬和移除衰老细胞的行为是为了延长寿命故意而为之。而“清洁橱柜”假说认为,限制热量只是暂时的,是为了立即恢复能量平衡,清除体内堆积的垃圾而延长寿命只是一个巧合,就好比食物短缺会让人吃光橱柜中储存的食物,还会吃掉室内的植物。另一方面,“清洁橱柜”假说也考虑到了限制热量的一些负面影响,比如伤口愈合延迟、免疫力和抵抗力下降等。这与现实中观察到的现象更加契合。

人类关于衰老和长寿的研究永无止境。目前观察到的结果是,适当节食可以延年益寿,这可能与节食时,机体自动修复受损细胞和清除体内废物有关。无论DSH假说或者“清洁橱柜”假说,都是为了解释节食对长寿的影响。最后想说的是:长胖的时候,没有一块肉是无辜的。朋友,在保证营养的前提下,吃少点。

参考文献:John R. Speakman. Why does caloric restriction increase life and healthspan? The ‘clean cupboards’ hypothesis. Natl Sci Rev, 2020, 7: 1153–1156.

文/饶翀

责编/陈年老刘

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关键词:
饮食,疾病,DSH假设,清洁橱柜假说

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