隔夜吃饭,更能抗衰?中国农大院士团队:坚持8周盘活线粒体,告别肠道衰老!

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五月,夏意渐浓,阳光正好,你是不是也开始盘算着夏日的轻装上阵了?

露肉的季节就在眼前!但减肥大计却还遥遥无期……实不相瞒,派派就属于那种“思想上的巨人,行动上的矮子”,能躺着绝不站着,运动?对派派属实有难度!所以,像 16+8、5+2 这种轻断食法,简直是为我等懒人量身定制,即甩肉还延寿,一举两得!

当然,今天并不是要继续科普16+8、5+2的好好好。咱们换个新口味:最近,中国农业大学团队在《Aging Cell》上的一项研究,发现了一种节奏更为分明的断食方式——隔日断食(ADF)而且在延缓肠道衰老方面,ADF可能有更值得关注的地方

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拉胯的肠道

OK,那 ADF 到底是怎么给肠道续命的?想搞懂这个,要不先从肠道干细胞(ISCs)说起?

肠道干细胞是维持肠道健康和功能的关键细胞,它位于肠隐窝底部,能分化成不同的肠道功能细胞,向上面表皮输送,比如负责消化吸收的吸收性肠细胞,分泌黏液用作物理屏障的杯状细胞等等[2]。

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图注:绿色为增殖区,蓝色为分化区

但是,现实往往很残酷:肠道干细胞也不是“永生不死”的神仙细胞。虽然科学界普遍认为ISC功能会随年龄下降,但这具体有多严重?又直接导致了哪些后果?通过对自然衰老(28个月大)小鼠的深入分析,科学家们给出了一个更清晰的答案。

结果发现在这些衰老小鼠的肠道里,代表干细胞身份的标记基因(Sox9、Olfm4)表达量开始降低,干细胞数量开始减少。不仅如此,小鼠的十二指肠、空肠和回肠中的Ki67+细胞(增殖标记物)数量也跟着缩水,干细胞增殖活力、分化功能大打折扣

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图注:衰老小鼠肠道干细胞分化增殖能力减弱

雪上加霜的是,分化一旦跟不上,就会引发连锁反应。肠道里各种上皮细胞的组成开始发生变化——分泌粘液的杯状细胞数量减少、十二指肠中肠内分泌细胞数量增加,肠道微环境开始出现失衡。

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图注:左图:每个绒毛中杯状细胞的数量;右图纵坐标表示:每个隐窝-绒毛单元中的肠内分泌细胞的数量

微环境失衡,其后果不言而喻,研究人员在衰老小鼠身上清晰地看到了功能受损的证据:

首当其冲的便是肠道屏障,其紧密结构发生紊乱,通透性增加(分泌黏液用作物理屏障的杯状细胞减少)其次,肠道的消化吸收能力也开始降低(绒毛排列稀疏,出现萎缩脱落情况,乳糖酶活性降低);最后甚至带偏肠道的绒毛高度、隐窝深度,肠道的形态开始发生异变

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图注:选用2-3个月的小鼠(年轻组)和28个月的小鼠(衰老组),发现衰老组的肠道结构功能出现变化

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刨根问底——为何会老?

当然……光说“年龄大了,细胞失去活力”,这话没错,但是不是有点太笼统了?总得知道内部核心原因吧。深入探究了细胞内部的变化后,科学家们最终锁定了一个目标——线粒体。在衰老小鼠的肠道干细胞中,线粒体出现了严重衰退。

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不仅数量减少,衰退的线粒体,结构更是存在明显异常:其形态趋向于圆形化,内部嵴结构紊乱,生产ATP的效率大大降低(衰老小鼠十二指肠、空肠、回肠上皮细胞中的ATP生成水平相比对照低了30%~40%)

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图注:线粒体出现衰退

除了数量和结构的问题,更麻烦的是,衰退的线粒体还拖累了小鼠的核心代谢能力。老年小鼠的氧气消耗率(OCR,氧化磷酸化能力的表现)以及总柠檬酸浓度和柠檬酸标记率(脂肪酸氧化能力)也开始走下坡路。

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……两条供能路线同时歇菜?不过还有另一个信号:衰老小鼠的ISC中,细胞外酸化率(ECAR)升高,丙酮酸/乳酸比率降低,细胞的代谢方式正被迫出现转变——从依赖氧化磷酸化变为依赖糖酵解(总算来救星了?)。

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图注:图左ECAR表示细胞外酸化率,越高表示糖酵解活性越强,右图为丙酮酸/乳酸

但是,这种转向糖酵解的“代偿”绝非出路,反而是衰退的标志! 因为糖酵解的产能量远不及OXPHOS,低效的糖酵解代谢模式根本无法支撑ISC高强度的自我更新和分化需求[3]。所以说……情况依然岌岌可危(bushi)。

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综合以上结果,本文也给为我们描绘了一条更完整清晰的肠道衰老机制链条:

衰老→ ISC线粒体功能障碍(结构破坏、OXPHOS能力↓)→ 代谢被迫转向低效糖酵解代偿→ ISC能量危机、功能衰退(增殖能力分化↓)→ 下游细胞失衡 → 肠道结构破坏、屏障受损、功能下降。

这么看下来,肠道衰老似乎是个死循环啊……事情还有没有转机?

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ADF救场,无惧肠道衰老!

当然不是,办法总比困难多!别忘了开头埋下的伏笔——隔日断食(Alternate Day Fasting,ADF)。这也是一种间歇性禁食模式,先来说说安排方式:一天正常吃饭,一天限制热量摄入(本研究是从中午12点 断食到第二天中午12点,期间小鼠可以随意饮水),持续八周。

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图注:黄色表示正常进食期,蓝色表示段时日,黑色表示组织获取日

隔日断食(ADF)干预后,成绩斐然:

改善线粒体功能

数据说话!无论是短期(一个24小时的禁食期),还是长期(8周)的ADF,都能有效提升小鼠ATP的产生水平。还有一点,长期ADF的老年小鼠,有更高比例的ISC细胞具有高线粒体膜电位,线粒体活性增强

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图注:左图:数字部分代表细胞比例,红圈表示具体关注此区域比例即可

增强细胞再生能力

一个最重要的点,不管长短,小鼠形成类器官的能力(再生能力)均得到提升。不过在细节上有点小区别,短期ADF会因为身体应激反应,肠道干细胞数量出现减少现象。但只要坚持下来,长期ADF可会带来丰厚回报:恢复老年肠道干细胞的数量

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加固肠道屏障

来到ADF的最后一个好处:加固肠道屏障。以长期ADF为例,它能降低衰老小鼠小肠对FITC-葡聚糖的通透性,改善肠道屏障的完整性。同时,代表肠道损伤的血清标志物(DAO、DLA)浓度也开始降低,表明黏膜损伤在恢复

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那短期ADF呢?经过短期ADF饮食干预后,以上趋势反而不显著……或许想改善肠道环境,真得从长计议!

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正确看待ADF

前面咱们主要说了ADF在肠道抗衰的效果,但感觉还没聊透。比如ADF抗衰的底层逻辑?与其他流行的断食方法的区别?以及,普通人如何尝试ADF?这里派派又搜罗了一些资料,把这些大家可能疑惑的地方一次性给大家讲清楚。

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抗衰机制

ADF可以视为间歇性断食(IF)的一种变体,说到底还是离不开自噬(Autophagy)这个老熟人。它能抑制mTOR信号通路[4],提高与自噬相关的基因(LC3A、Rab21等)表达[5],从而增强自噬活性,维持组织稳态,减少炎症和氧化应激,延缓衰老。

与其他断食策略的区别

与其他断食方法相比,ADF的特点是断食日的热量限制通常更严格,断食交替频率更高。这种高强度、高频率的周期性代谢转换,或许是它在本次研究中展现出明显肠道抗衰效果的原因之一?不过每个人体质不同,效果可能因人而异。

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图注:不同断食策略

如何执行?

看完以上内容,是不是想着上手一下ADF试试?这里也给大家说下方法:先确定断食日热量摄入量(建议摄入约500大卡左右)。最好选择高蛋白食物(如鸡蛋、鱼、瘦肉)和低卡蔬菜(如菠菜、黄瓜),以保持饱腹感,并且多喝水,维持代谢。

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至于非断食日……理论上你可以放飞自我,不限制热量,但派派还是提醒一下:尽量健康饮食,避免高油高糖的加工食品,确保整体平衡,别让一天的放纵毁了之前的抗衰努力!

最后还得注意:若有慢性疾病、怀孕或体重过低等情况的话,建议先咨询医生后再开始。

时光派点评

以上,你是不是对ADF有了更深的认识?其实它不仅仅是一种瘦身策略,更是对抗肠道衰老的有力工具。

当然,无论是ADF、16+8还是5+2,并没有抗衰“最优解”,只有“最适合”。重要的是这些方法背后的科学逻辑,只有倾听自己身体的声音,我们才能在这场与时间的赛跑中,做出最明智的选择。

[本文的名称是《Alternate Day Fasting Enhances Intestinal Epithelial Function During Aging by Regulating Mitochondrial Metabolism》,发表于《Aging Cell》期刊,通讯作者是中国农业大学郭慧媛教授、中国工程院任发政院士。第一作者是Heng Quan。本研究资助来源:国家重点研发计划(2022YFC3602105)、北京市杰出青年科学家计划 ( JWZQ2024101019)。]

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