2024-07-25
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来源: 中国疾病预防控制中心
Cell Metab | 间歇性禁食和健康饮食显著改善老年人的大脑认知与健康
随着全球人口老龄化的加剧，衰老导致的疾病和认知衰退已成为老年人群体面临的主要健康威胁，这不仅影响老年人生活质量，还给社会和医疗系统带来了沉重负担[1]。越来越多的研究发现，健康的饮食和生活方式有助于老年人的机体健康，并在某种程度上延缓或逆转认知衰退[2]。然而，不同饮食方式对大脑健康的具体影响机制和效果仍不完全明确。
胰岛素在大脑中不仅仅调节葡萄糖代谢，还是记忆和学习功能的重要影响因素。胰岛素抵抗（IR）是一种常见于老年人和肥胖群体的代谢性障碍，近年来研究发现IR会导致大脑细胞对胰岛素反应减弱，从而影响认知功能和加速脑老化[3]。此外，随着年龄和肥胖程度的上升，IR的患病率显著提高，使得超重的老年人罹患阿尔茨海默病（AD）和相关痴呆症（AD/ADRD）的风险大大增加[4]。厘清饮食方式对超重和胰岛素抵抗老年人群体大脑健康和认知的影响，对改善衰老人群整体的健康状况和生活质量有着重要意义。
2024年6月19日，美国国家衰老研究所（NIA）Dimitrios Kapogiannis实验室领衔在Cell Metabolism发表了题为Brain responses to intermittent fasting and the healthy living diet in older adults 的“临床与转化报告（Clinical and Translational Report）”文章，以间歇性禁食（IF）和健康饮食（HL）为例，探究了不同饮食方式对超重且具有胰岛素抵抗的老年人大脑健康的影响。研究发现，间歇性禁食和健康饮食不仅在老年人的体重管理方面效果显著，还降低了大脑的胰岛素抵抗程度和葡萄糖水平，减缓了大脑的老化速度，并提升了老年人的认知能力，证明了间歇性禁食和健康生活饮食对老年人大脑健康具有明显的积极作用。
在这项为期8周的随机临床试验中（图1），作者招募了40名认知健全但具有胰岛素抵抗的超重老年人，并随机将人群分为两组：一组遵循美国农业部推荐的健康生活（HL，healthy living）饮食，另一组进行5:2间歇性禁食（IF，即5天遵循HL，2天进行进食限制）。随后，研究人员对受试者的体重、神经元胰岛素信号、大脑年龄估计（BrainAGE）、大脑葡萄糖水平、阿尔茨海默病（AD）相关生物标志物以及认知功能进行系统评估，分析饮食方式对受试者大脑健康的影响。
图1 临床实验设计与流程
首先，作者发现间歇性禁食和健康生活饮食在改善受试者的体重方面均有显著效果。然而，间歇性禁食在体重减轻方面的效果要显著优于健康生活饮食组，表现为体重幅度和BMI指数降低更大。在神经元胰岛素信号方面，通过对神经元来源的胞外囊泡（NDEV）检测发现，受试者的pS312-IRS-1和pY-IRS-1水平显著降低，表明两种饮食方式均改善了受试者的大脑胰岛素稳态。虽然两组人群在这些指标上的总体改善程度无显著差异，但IF组在第4-8周期间对大脑葡萄糖代谢的改善效果更为显著，显示出间歇性禁食在改善神经元胰岛素信号异常方面的更大潜力。
其次，通过MRI图像分析进行大脑年龄（BrainAGE）估计，作者发现IF组和HL组的大脑衰老程度均显著降低，尤其在前扣带皮层和腹内侧前额叶皮层区域，显示出两种饮食方式均能有效减缓大脑的老化速度。另一方面，两种饮食方式均降低了大脑后内侧皮层的葡萄糖水平，且IF组的降低幅度更为显著，表明间歇性禁食在调节大脑葡萄糖代谢方面具有更好的效果，对延缓认知功能衰退具有更加积极的作用。
此外，尽管作者在两组受试者的脑脊液（CSF）和NDEV中并未发现阿尔茨海默病（AD）生物标志物Aβ42、Aβ40和p181-Tau水平有显著变化；但神经丝轻链蛋白（NfL）作为中枢神经系统疾病中轴突损伤的生物标志物，其在两组受试者的CSF中的水平均有所增加。在认知功能方面，作者发现两种饮食方式均显著提升了参与者的执行功能和记忆力。与体重和葡萄糖代谢指标类似，IF组的某些认知测量指标要明显优于HL组，显示出间歇性禁食在改善认知功能上具有更大的优势。
整体而言，这项研究表明，间歇性禁食和健康生活饮食均对超重且具有胰岛素抵抗的认知健全老年人的大脑健康具有显著的积极影响。两种饮食方式不仅降低了受试者的体重和大脑葡萄糖水平，改善了胰岛素代谢紊乱，还显著减缓了大脑的老化速度，并提升了认知功能。尽管间歇性禁食在某些认知功能上的改善效果更为显著，但两种饮食方式在整体脑健康改善方面具有相似性。这项研究为未来探索通过饮食干预提升老年人的大脑功能和健康水平，提供了重要的科学依据。
（来源：BioArt）
参考文献：
1. Harper, S. (2014). Economic and social implications of aging societies. Science 346, 587–591.
2. Hou, Y., Dan, X., Babbar, M., Wei, Y., Hasselbalch, S.G., Croteau, D.L., and Bohr, V.A. (2019). Ageing as a risk factor for neurodegenerative disease. Nat. Rev. Neurol. 15, 565–581.
3. Craft, S., and Watson, G.S. (2004). Insulin and neurodegenerative disease: shared and specific mechanisms. Lancet Neurol. 3, 169–178.
4. Schrijvers, E.M., Witteman, J.C., Sijbrands, E.J., Hofman, A., Koudstaal, P.J., and Breteler, M.M. (2010). Insulin metabolism and the risk of Alzheimer disease: the Rotterdam Study. Neurology 75, 1982–1987.
链接：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.05.017
图文来源：中国疾病预防控制中心
封面图来源：网络
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