Cell子刊：臨床試驗(yàn)揭示間歇性禁食可改善老年人的大腦健康

熱門推薦：阿爾茨海默病 , 癡呆 , 胰島素 ,

作者：Cell Press 來源：CellPress細(xì)胞科學(xué)

2024-07-01

在全世界范圍內(nèi)，人們的壽命正在延長，這一現(xiàn)實(shí)給全球帶來了重大社會(huì)挑戰(zhàn)。衰老與多種疾病和認(rèn)知能力下降相關(guān)，從而導(dǎo)致殘疾和喪失獨(dú)立能力。此外，衰老相關(guān)大腦變化與潛在的阿爾茨海默病及相關(guān)癡呆（AD/ADRD）的致病級(jí)聯(lián)反應(yīng)相互作用。在眾多相互關(guān)聯(lián)的因素中，細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性的降低——胰島素抵抗（IR），與機(jī)體和大腦衰老以及AD/ADRD的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。胰島素抵抗的患病率隨年齡和肥胖而增加，因此，超重/肥胖的老年人發(fā)生大腦加速衰老和AD/ADRD的風(fēng)險(xiǎn)較高。

在全世界范圍內(nèi)，人們的壽命正在延長，這一現(xiàn)實(shí)給全球帶來了重大社會(huì)挑戰(zhàn)。衰老與多種疾病和認(rèn)知能力下降相關(guān)，從而導(dǎo)致殘疾和喪失獨(dú)立能力。此外，衰老相關(guān)大腦變化與潛在的阿爾茨海默病及相關(guān)癡呆（AD/ADRD）的致病級(jí)聯(lián)反應(yīng)相互作用。在眾多相互關(guān)聯(lián)的因素中，細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性的降低——胰島素抵抗（IR），與機(jī)體和大腦衰老以及AD/ADRD的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。胰島素抵抗的患病率隨年齡和肥胖而增加，因此，超重/肥胖的老年人發(fā)生大腦加速衰老和AD/ADRD的風(fēng)險(xiǎn)較高。

健康的飲食生活方式可促進(jìn)整體健康，并可能有益于認(rèn)知。在健康成年人（包括有認(rèn)知功能下降風(fēng)險(xiǎn)的老年人）中，各種飲食與神經(jīng)退行性疾病死亡率降低以及認(rèn)知功能和大腦完整性改善相關(guān)。此外，誘導(dǎo)能量負(fù)平衡的飲食方案已顯示出對(duì)心血管危險(xiǎn)因素和認(rèn)知功能的益處。這些有益作用可能部分通過優(yōu)化體重、糖脂穩(wěn)態(tài)和胰島素敏感性來介導(dǎo)的。

然而，除了整體健康改善外，飲食是否能促進(jìn)大腦健康的具體機(jī)制，以及其如何被各種飲食所激活，這些問題目前仍知之甚少。識(shí)別與大腦健康相關(guān)的機(jī)制及其如何被各種飲食所激活，對(duì)于制定促進(jìn)大腦健康的策略至關(guān)重要。

2024年6月19日，Cell Press 旗下期刊 Cell Metabolism 發(fā)表了一篇題為：Brain responses to intermittent fasting and the healthy living diet in older adults 的研究論文。

該研究通過為期8周的隨機(jī)臨床試驗(yàn)，研究了5:2間歇性禁食和健康生活飲食對(duì)老年人大腦健康的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，8周的5:2間歇性禁食比健康生活飲食更能減輕體重；兩種飲食模式均能降低神經(jīng)元的胰島素抵抗和大腦衰老速度；都改善了大腦記憶力和執(zhí)行功能，其中5:2間歇性禁食效果更佳；而阿爾茨海默病的生物標(biāo)志物不會(huì)因這兩種飲食模式而改變。

為了探究飲食與大腦健康的關(guān)聯(lián)，研究團(tuán)隊(duì)從兩方面進(jìn)行，首先是為研究健康飲食對(duì)大腦的影響提供方法學(xué)藍(lán)圖；其次是在隨機(jī)臨床試驗(yàn)中分別研究兩種流行飲食對(duì)大腦的影響，并比較兩者之間的差異。

首先，研究團(tuán)隊(duì)采用了多模態(tài)方法，利用外周采集的神經(jīng)元來源的細(xì)胞外囊泡（NDEV）探究神經(jīng)胰島素信號(hào)；利用磁共振成像（MRI）探究個(gè)性化的大腦衰老速度（BrainAGE）；利用磁共振光譜（MRS）測量大腦葡萄糖、代謝物和神經(jīng)遞質(zhì)；利用NDEV和腦脊液（CSF）來源的阿爾茨海默病及相關(guān)癡呆（AD/ADRD）的生物標(biāo)志物。這些標(biāo)志物被選中，是因?yàn)樗鼈兣c大腦衰老和阿爾茨海默病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。特別是，NDEV中的貨物反映了神經(jīng)元細(xì)胞的生理和病理過程，從而可以推斷干預(yù)對(duì)大腦神經(jīng)元的影響。

在臨床試驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)評(píng)估了5:2間歇性禁食（Intermittent Fasting，IF）和USDA健康生活飲食（HL），這些飲食方式已被證明可改善外周胰島素抵抗、脂質(zhì)代謝和認(rèn)知。

5:2 IF飲食模式，每周中有2天將熱量攝入限制在每日推薦攝入量的1/4，其余5天正常飲食。HL飲食模式，強(qiáng)調(diào)健康的飲食選擇（水果、蔬菜、全谷物、瘦肉蛋白和低脂乳制品），限制添加糖、飽和脂肪和鈉。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)認(rèn)知功能完整、超重和外周胰島素抵抗的中老年人群進(jìn)行了這兩種飲食模式的臨床研究，這一人群有認(rèn)知和大腦加速衰老的風(fēng)險(xiǎn)。該臨床研究的主要結(jié)局是NDEV生物標(biāo)志物評(píng)估的神經(jīng)元胰島素抵抗，次要結(jié)局包括BrainAGE、MRS代謝物、NDEV和CSF來源的AD/ADRD生物標(biāo)志物、認(rèn)知表現(xiàn)以及全身和外周代謝指標(biāo)。

符合條件的參與者被以1:1的比例隨機(jī)分配到IF組或HL組，并按照分配的飲食進(jìn)行8周治療。考慮到IF組參與者可能在非限制日調(diào)整飲食，研究團(tuán)隊(duì)向所有參與者提供了關(guān)于HL的飲食指導(dǎo)。隨機(jī)分配到HL組的參與者被告知每天實(shí)施HL飲食，被隨機(jī)分配到IF組的參與者接受5天的HL隨訪，但每周有2天只攝入2次奶昔（這兩天的熱量攝入限制在480千卡）。為了監(jiān)測和加強(qiáng)依從性，研究團(tuán)隊(duì)在第2、4和6周與參與者進(jìn)行了面對(duì)面訪視（包括身體檢測和抽血檢測），并在第1、3、5和7周通過電話或電子郵件聯(lián)系了參與者。參與者在第8周時(shí)返回試驗(yàn)中心接受最后一次訪視，除身體檢測和NDEV生物標(biāo)志物是在第0、4和8周進(jìn)行評(píng)估之外，所有其他結(jié)局均在第0周和第8周進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估包括三個(gè)方面：1）大腦健康指標(biāo)；2）認(rèn)知和身體活動(dòng)；3）全身和外周代謝指標(biāo)。

研究結(jié)果表明，5:2間歇性禁食帶來了更顯著的體重減輕，但5:2間歇性禁食和健康生活飲食在改善神經(jīng)元來源的細(xì)胞外囊泡（NDEV）中的胰島素信號(hào)通路生物標(biāo)志物、在磁共振成像上降低大腦衰老速度、在磁共振光譜上降低大腦葡萄糖含量、改善碳水化合物和脂質(zhì)代謝的血液生物標(biāo)志物方面效果相當(dāng)，對(duì)阿爾茨海默病的腦脊液生物標(biāo)志物方面幾乎沒有影響。

此外，5:2間歇性禁食和健康生活飲食改善了執(zhí)行功能和記憶力，其中前者對(duì)某些特定的認(rèn)知指標(biāo)更有益。在探索性分析中，性別、體重指數(shù)（BMI）、載脂蛋白E（APOE）和SLC16A7基因型調(diào)節(jié)了飲食的效果。