Cell子刊：臨床試驗揭示間歇性禁食可改善老年人的大腦健康

熱門(mén)推薦：阿爾茨海默病 , 癡呆 , 胰島素 ,

作者：Cell Press 來(lái)源：CellPress細胞科學(xué)

2024-07-01

在全世界范圍內，人們的壽命正在延長(cháng)，這一現實(shí)給全球帶來(lái)了重大社會(huì )挑戰。衰老與多種疾病和認知能力下降相關(guān)，從而導致殘疾和喪失獨立能力。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）的致病級聯(lián)反應相互作用。在眾多相互關(guān)聯(lián)的因素中，細胞對胰島素敏感性的降低——胰島素抵抗（IR），與機體和大腦衰老以及AD/ADRD的發(fā)病機制有關(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)險較高。

在全世界范圍內，人們的壽命正在延長(cháng)，這一現實(shí)給全球帶來(lái)了重大社會(huì )挑戰。衰老與多種疾病和認知能力下降相關(guān)，從而導致殘疾和喪失獨立能力。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）的致病級聯(lián)反應相互作用。在眾多相互關(guān)聯(lián)的因素中，細胞對胰島素敏感性的降低——胰島素抵抗（IR），與機體和大腦衰老以及AD/ADRD的發(fā)病機制有關(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，并可能有益于認知。在健康成年人（包括有認知功能下降風(fēng)險的老年人）中，各種飲食與神經(jīng)退行性疾病死亡率降低以及認知功能和大腦完整性改善相關(guān)。此外，誘導能量負平衡的飲食方案已顯示出對心血管危險因素和認知功能的益處。這些有益作用可能部分通過(guò)優(yōu)化體重、糖脂穩態(tài)和胰島素敏感性來(lái)介導的。

然而，除了整體健康改善外，飲食是否能促進(jìn)大腦健康的具體機制，以及其如何被各種飲食所激活，這些問(wèn)題目前仍知之甚少。識別與大腦健康相關(guān)的機制及其如何被各種飲食所激活，對于制定促進(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(guò)為期8周的隨機臨床試驗，研究了5:2間歇性禁食和健康生活飲食對老年人大腦健康的影響。試驗結果顯示，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)，研究團隊從兩方面進(jìn)行，首先是為研究健康飲食對大腦的影響提供方法學(xué)藍圖；其次是在隨機臨床試驗中分別研究?jì)煞N流行飲食對大腦的影響，并比較兩者之間的差異。

首先，研究團隊采用了多模態(tài)方法，利用外周采集的神經(jīng)元來(lái)源的細胞外囊泡（NDEV）探究神經(jīng)胰島素信號；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(lái)源的阿爾茨海默病及相關(guān)癡呆（AD/ADRD）的生物標志物。這些標志物被選中，是因為它們與大腦衰老和阿爾茨海默病風(fēng)險相關(guān)。特別是，NDEV中的貨物反映了神經(jīng)元細胞的生理和病理過(guò)程，從而可以推斷干預對大腦神經(jīng)元的影響。

在臨床試驗中，研究團隊評估了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，強調健康的飲食選擇（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。

研究團隊對認知功能完整、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，這一人群有認知和大腦加速衰老的風(fēng)險。該臨床研究的主要結局是NDEV生物標志物評估的神經(jīng)元胰島素抵抗，次要結局包括BrainAGE、MRS代謝物、NDEV和CSF來(lái)源的AD/ADRD生物標志物、認知表現以及全身和外周代謝指標。

符合條件的參與者被以1:1的比例隨機分配到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整飲食，研究團隊向所有參與者提供了關(guān)于HL的飲食指導。隨機分配到HL組的參與者被告知每天實(shí)施HL飲食，被隨機分配到IF組的參與者接受5天的HL隨訪(fǎng)，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）。為了監測和加強依從性，研究團隊在第2、4和6周與參與者進(jìn)行了面對面訪(fǎng)視（包括身體檢測和抽血檢測），并在第1、3、5和7周通過(guò)電話(huà)或電子郵件聯(lián)系了參與者。參與者在第8周時(shí)返回試驗中心接受最后一次訪(fǎng)視，除身體檢測和NDEV生物標志物是在第0、4和8周進(jìn)行評估之外，所有其他結局均在第0周和第8周進(jìn)行評估。評估包括三個(gè)方面：1）大腦健康指標；2）認知和身體活動(dòng)；3）全身和外周代謝指標。

研究結果表明，5:2間歇性禁食帶來(lái)了更顯著(zhù)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(lái)源的細胞外囊泡（NDEV）中的胰島素信號通路生物標志物、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)代謝的血液生物標志物方面效果相當，對阿爾茨海默病的腦脊液生物標志物方面幾乎沒(méi)有影響。

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