内科医生使用“代谢综合征”来描述一种越来越常见的不健康的临床特征。患有代谢综合征的人腹部脂肪过多、胰岛素抵抗、胆固醇和甘油三酯水平升高、血压升高。
当一个人吃饭时,他的血糖水平升高,胰腺中产生胰岛素的细胞感应到血糖水平升高,并将胰岛素释放到血液中。在健康人中,胰岛素刺激肝脏、肌肉和其他器官中的细胞快速吸收葡萄糖,血糖水平返回到正常的水平,然后胰岛素水平也降低。然而,在有胰岛素抵抗细胞的人身上,肝脏、肌肉和其他器官变得对胰岛素无反应,因此即使患者最近没有进食,血糖和胰岛素水平也保持升高。你的医生可以通过测量通宵禁食后抽取的血液中的葡萄糖和胰岛素水平来确定你是否有胰岛素抵抗,然后将胰岛素浓度和葡萄糖浓度相乘以确定胰岛素抵抗的稳态模型评估(HOMA-IR)。如果HOMA-IR指数高于1.9,就代表有胰岛素抵抗。
代谢综合征的主要原因是过度劳累和久坐不动。换句话说,代谢综合征发生在日常热量摄入超过热量消耗的人群中,他们很少或从不禁食足够长的时间来触发从葡萄糖到酮体的代谢转换。好消息是,通过采用包括间歇性禁食和运动在内的生活方式,代谢综合征可以被完全逆转。对动物和人类的研究表明,间歇性禁食本身就可以逆转代谢综合征。2003年,美国国立衰老研究所的迈克·安森和郭志宏对小鼠进行了研究,发现间歇性禁食可以改善葡萄糖调节。他们发现,当小鼠保持每隔一天禁食并坚持几个月时,它们的血糖和胰岛素水平与随时都有食物供应的小鼠相比大大降低。在那项研究中,参与间歇性禁食的小鼠体重没有下降,因为在随意喂食的日子里,它们消耗的食物几乎是平时的两倍。这是第一个即使热量摄入没有全面减少,间歇性禁食也能带来健康益处的证据。
随着年龄的增长,出现胰岛素抵抗和代谢综合征的风险会增加。此外,实验表明,给大鼠或小鼠喂食导致胰岛素抵抗的食物会加速衰老,如高糖和高饱和脂肪酸的食物。具有胰岛素抵抗的动物表现出衰老的迹象,包括运动和认知障碍、组织炎症和细胞内自由基损伤分子的积累。在喂食导致胰岛素抵抗的动物中,与年龄相关的疾病会较早的发生,如癌症和肾衰竭。胰岛素抵抗和血糖水平升高的一个后果是糖分子在一个称为“糖化”的过程中与许多蛋白质结合。事实上,医生诊断和监测前驱糖尿病和糖尿病患者的一种常用方法是测量糖化血红蛋白的水平,这种测试通常被称为“血红蛋白A1c”或简称为“A1c”。血液中葡萄糖含量越高,与血红蛋白结合的葡萄糖含量就越高。糖化血红蛋白A1c水平反映的是近三个月血糖的平均水平。A1c水平也是衰老和与年龄相关的疾病早期发病风险的间接指标。自由基的产生会加速蛋白质的糖基化,导致糖附着在蛋白质上。反过来,糖化血红蛋白会导致氧化应激和炎症,从而形成加速衰老的恶性循环。多项研究表明,间歇性禁食可以降低人类的A1c水平。
考特尼·彼得森、埃里克·拉弗森和他们在路易斯安那州的彭宁顿生物医学研究中心的同事对患有前驱糖尿病的男性进行了间歇性禁食的对照试验。每天,间歇性禁食组的参与者在6个小时内吃完所有的食物,而对照组的参与者在12个小时内吃了三顿饭。研究人员发现,与12个小时的进食时间相比,6个小时的进食时间可以改善胰岛素敏感度和血压,并降低氧化应激。他们的发现表明,每日限时饮食可以防止高危人群患糖尿病。
关于每日限时进食对小鼠健康的影响,萨钦·潘达进行了许多重要研究。他对间歇性禁食的研究源于他对昼夜节律的兴趣,这些昼夜节律受到昼夜周期的强烈影响,但它们也与食物摄入的时间相协调。与其他昼行动物一样,人类进化为白天消耗大部分或全部食物,晚上睡觉,而夜间动物(如浣熊、大鼠和小鼠)进化为相反的行为。潘达的研究表明,当小鼠只被允许在夜间的8个小时内(它们正常的活跃期)进食时,它们不会变得肥胖。然而,当它们在白天的8个小时内(它们正常的睡眠时间)被提供食物时,它们确实会变得肥胖。这些发现与下述观点相一致,即与白天进食的人相比,夜间进食的人更有可能出现胰岛素抵抗。因此,每天早睡早起加上天黑后不吃东西的习惯将使一个人的生物钟保持在最佳状态。
我和潘达的研究中出现的一个问题是,数百项“热量限制”研究中的大多数(如果不是全部的话)是否也是间歇性禁食的研究,认为它们可能是的原因是基于用来精确减少实验动物每日热量摄入的方法。首先,测量每只动物的每日平均食物摄入量。然后这些动物被分成两组。控制组继续被随意喂食,而另一组被提供的食物比他们平时吃得少——通常少30%~40%。因为热量限制组的大鼠得到的食物比平时少得多,它们在得到食物后的4~6个小时内吃完了所有的食物颗粒。因此,它们每天禁食18~20个小时,它们的酮体水平会升高。
2019年,莎拉·米切尔和拉斐尔·代·卡博的报告说,每日禁食可以延长小鼠的寿命,而与卡路里摄入和饮食组成无关。然而,与没有热量限制的间歇性禁食相比,热量限制与间歇性禁食相结合会使健康指标得到更大改善。即使热量摄入没有减少,间歇性禁食也是有效的。间歇性禁食和热量限制的结合在降低小鼠的血糖和胰岛素水平方面非常有效。需要进行进一步的研究以便更好地了解,与间歇性禁食引起的代谢转换和酮体水平升高相比,单独减少卡路里对延长寿命的贡献是什么。