中國工程院院士:吃不飽穿不暖能啟動長壽基因
日前,中國中國工程院院士張運在接受采訪時提到,工程吃八成飽、院院有饑餓感會啟動長壽基因;穿不暖、士吃稍微有些寒冷感,不飽也會啟動長壽基因。穿不長壽表面上看,啟動這兩句話似乎有些反常識——我們常用“饑寒交迫”來形容一個人身處逆境,基因人人唯恐避之不及的中國饑餓與寒冷反倒能促進長壽?
事實上,盡管有一定簡化,工程但這兩句話背后所傳遞的院院信息卻早已得到了研究結(jié)果的支持,背后的士吃生物學原理也已得到了一定探明。
餓肚子的不飽學問
說到饑餓,大家近些年可能聽說過“輕斷食”的穿不長壽概念。生物學研究中對于“饑餓”的啟動定義則更為精準和復雜。2021 年發(fā)表在《自然·衰老》上的一篇綜述總結(jié):輕斷食在科學上屬于“間歇式飲食”的范疇,大致有分為幾種——
隔天禁食(alternate-day fasting,ADF)指一天正常吃喝,另一天只攝入水分;5/2 飲食(5:2 diet)指一周里有五天正常飲食,剩余兩天只攝入 500 到 700 卡路里;
限時進食(time-restricted feeding,TRF)則將一天分為兩個時段,將進食時間限制在其中較短的時段(一般 6-12 小時),剩余時間則不能吃東西。
另一些更極端的方法則將禁食時間延長到 1-2 天,但通常這樣的做法較為罕見。
總的來說,間歇式飲食的關鍵在于“間歇”,一段時間正常進食,一段時間限制攝入的熱量。“餓肚子”階段是其中的關鍵,因為這能開啟代謝模式的切換。
大部分哺乳動物體內(nèi),多余的葡萄糖會以糖原的形式儲存在肝臟中。經(jīng)過一段時間的禁食,隨著血糖水平下降,肝臟糖原會逐漸消耗,用于維持血糖。而當肝臟糖原儲備不足,人體就會切換代謝模式,轉(zhuǎn)而使用酮體和脂肪作為能量來源,也就是我們俗稱的“燃燒脂肪”。
脂肪原本是我們的祖先用于儲存能量,在難以覓食的冬季抵御嚴寒的利器。然而隨著生活水平的不斷提高,現(xiàn)代人餓肚子的少,吃太飽的多,脂肪不斷堆積,造成肥胖大流行。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù),2022 年,每 8 個人里,就有一名肥胖癥患者。隨著體重增加,罹患各種疾病的風險也會上升。
因此“燃燒脂肪”本身就能減少當代“富貴病”的風險。還有一些研究指出,這種代謝模式能讓人更好地應對應激壓力,延長壽命。
此外,禁食可以通過人體中的相關細胞信號通路,啟動人體中的自噬反應,促使那些損傷的衰老細胞凋亡。重新恢復進食后,涌入的營養(yǎng)則能促進細胞再生。從某種意義上說,禁食——恢復進食的循環(huán),就像是給細胞一個推陳出新,更新?lián)Q代的機會。這樣一來,對應的組織和器官也會變得更年輕,更健康。
寒冷的奧秘
武俠小說《神雕俠侶》中有一張神奇的寒玉床,睡到上面的人會覺得奇寒難熬,必須用上全身功力才能與寒氣相抗,縱使睡夢中也在無意識地練功。時間久了,內(nèi)功自會大成。
雖然這是武俠小說里的神奇設定,但近年來,研究人員們也愈發(fā)認識到寒冷對動物的益處。比如常用的模式生物線蟲,倘若從 20 度的生活環(huán)境挪到更高的溫度下,壽命就會縮短。相反,如果是前往 15 度左右的環(huán)境,則能明顯延長壽命。
在小鼠中,研究人員們也看到了類似的結(jié)果。僅僅是比體溫高出 0.5 度的環(huán)境,就足以縮短它們的壽命。相反,如果環(huán)境比體溫低 0.5 度,小鼠的壽命就能延長。這些研究都清晰地表明,溫度與壽命之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。
科學家們正在試圖找到背后的原因,同樣是在《自然-衰老》上,去年發(fā)表的一篇論文發(fā)現(xiàn),較低的溫度可以激活線蟲體內(nèi)的蛋白酶體,去降解那些聚集在一起的致病蛋白。
當他們從線蟲轉(zhuǎn)到人體細胞,也觀察到了同樣的結(jié)果:在 36 度的環(huán)境下,人體細胞里的這種蛋白酶體開始啟動,破壞細胞內(nèi)那些與疾病有關的蛋白。這或許可以解釋寒冷帶來的某些益處。
另外的一些解釋則更簡單粗暴:低溫環(huán)境下,一切生化反應的速率都會變慢,自然也會放慢衰老的腳步;另外低溫也能促進燃燒脂肪,一瘦解千愁。
這些解釋聽起來都很合理,但需要指出,我們對于寒冷的認識還相當初步,還有很多奧秘有待解決。比如美國密西根大學和華中科技大學合作的一項研究就曾發(fā)現(xiàn),在成年線蟲體內(nèi),低溫能激活位于神經(jīng)細胞和脂肪細胞上的一種叫做 TRPA1 的蛋白,啟動一系列生化反應,最終激活長壽基因 DAF-16/FOXO。
有意思的是,在線蟲幼蟲身上,同樣的環(huán)境,卻會帶來截然相反的效果。事實上,生活在較溫暖環(huán)境下的幼蟲,壽命反倒高出 20%。這些看似矛盾的數(shù)據(jù)也告訴我們,關于溫度對生物的影響,我們要探索的還有很多。
“饑寒交迫”的啟示
現(xiàn)有的科學研究只能解釋生物面對饑餓或寒冷,體內(nèi)能產(chǎn)生哪些反應,能怎樣潛在影響健康,無法回答“為什么是這樣”。為此人們有過不少猜測,一個解釋認為現(xiàn)代社會發(fā)展得太快了,身體沒有跟上這個速度。
如果我們將人體想象成一臺智能手機,那么基因組就是我們的硬件,決定著我們的性能上限;而來自環(huán)境的各種刺激則像是軟件,過去幾千年來經(jīng)歷著快速的升級迭代。
如今我們可以久坐于恒溫的辦公室,一伸手就能夠上各種食物和含糖飲料,也不必像我們的狩獵——采集者祖先那樣四處奔波。我們一手搭建了一個舒適的環(huán)境,卻讓身體感到無所適從。一些當下看來的所謂逆境,反倒更貼近人體所熟知的環(huán)境,讓它能回到更健康的狀態(tài)。
當然,以上這種說法只能算一種假說,有待更多證據(jù)去證實。不過對于想要改善自己健康的現(xiàn)代人,倒也不需要理清背后的來龍去脈。或許只要遵循一些有著人類研究支持的做法(比如間歇式禁食,短時間的高強度鍛煉等,可回顧往期文章),就能看到益處。
另外,我們也可以等待科學界的最新成果。今年的美國化學會春季會議上,圣路易斯華盛頓大學的研究人員找到了一種化合物,可以模擬運動給人體帶來的效果。這無疑提供了一種用藥物模擬逆境的全新健康思路。我們也期待未來能有更多類似的藥物出現(xiàn),讓我們不必經(jīng)歷饑餓和寒冷等令人不適的感覺,就能享受到同樣的健康益處。
參考文獻
[1]Intermittent and periodic fasting, longevity and disease,https://www.nature.com/articles/s43587-020-00013-3
[2]Effects of Intermittent Fasting on Health, Aging, and Disease,https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra1905136
[3]Obesity and overweight,https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight
[4]Cold temperature extends longevity and prevents disease-related protein aggregation through PA28γ-induced proteasomes,https://www.nature.com/articles/s43587-023-00383-4
[5]Cold improves longevity for some, shortens life span for others,https://news.umich.edu/cold-improves-longevity-for-some-shortens-life-span-for-others/
[6]Mimicking exercise with a pill,https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/march/mimicking-exercise-with-a-pill.html
策劃制作
作者丨葉拾 科普創(chuàng)作者
審核丨張宇 中國疾病預防控制中心 研究員/博士 國家健康科普專家
策劃丨徐來
責編丨楊雅萍
審校丨徐來、林林
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