斷食與酮體,開啟大腦再生之鑰

Mark Mattson 美國國家衛生研究院研究員

2014年 2月發表於約翰霍普金斯大學

 

Why fasting bolsters brain power

Mark Mattson

 

譯自:由Madina Juarez提供之英文講詞

 

 

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我在國家衛生研究院(NIH)老齡研究所從事研究,你們當中許多人都知道。 

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隨著人們壽命增加,而且因為現在有長足的-

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癌症,及心血管疾病研究的進展, 

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很多人在五六十歲時原本可能會死於這些疾病,

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卻能夠活到了阿茨海默症和帕金森氏症的危險地帶。

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預計到2050年,人數將會大量增加,

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阿茨海默症的患病率將是今天的三倍。

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今天是500萬,到2050年將達到1500萬。

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在我的實驗室中,我們使用了許多不同的動物模型:

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阿茨海默症是與年齡相關的神經退行性疾病。

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我們有的小鼠隨著年齡的增長在他們的大腦中積累澱粉樣蛋白,

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他們有學習和記憶問題。

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我們的老鼠產生多巴胺的神經元有損傷,

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那是控制身體運動的神經元 - 這就是帕金森氏症。

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而且我們也有中風動物模型,這是另一個主要問題,

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主要死因。

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然而,我們長久以來就知道一種延長壽命的方式,限制能量攝入,

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而且,在實驗室中大鼠和小鼠,可以延長30或40%的壽命。

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我們開始研究減少能量攝入對大腦的影響,

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在與年齡相關神經退行性疾病的背景下,

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發現我們可以使疾病的產生放慢速度,例如,

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澱粉樣蛋白的異常聚集,或多巴胺神經元的變性,

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減少能量攝入能夠改變阿茨海默氏症和帕金森氏症。

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現在,有很多方法可以減少能量攝入。

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每頓飯都可以少吃,

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或者你可以做我們所說的間歇性斷食。

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所以,減少用餐的頻率。

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而且,我今天要告訴你的-

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斷食對大腦有益處。

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在動物身上,我們可以觀察到很多神經化學變化,

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我們認為這些大腦中發生的變化可以解釋-

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為什麼斷食對大腦有益。

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02:34

但我會開始,

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並談論一些關於傳聞的證據

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斷食對大腦有益,

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也是以進化的觀點,

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為什麼斷食可能對大腦有益。

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好。大家都知道在某些宗教中,

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人們會定期斷食。

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歷史上,

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很多有著很好頭腦的著名人物,

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定期斷食。

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圖片的最上方是來自柏拉圖的話,

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他斷食為了提高身體和精神的效率。

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那裡還引用一些其他人的話,

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其中包括約6000年前的,

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埃及金字塔碑文說,

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“人類四分之一靠吃東西活著;

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另外四分之三靠他們的醫生活著。“

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如你所知,在埃及這個國家,超重是一個大問題。

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超重不僅是心血管疾病和糖尿病的風險因素,

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某些癌症,眼前出現的證據表明,

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超重也是與年齡有關的認知障礙的風險因素,

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可能還有阿茨海默症。

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在右下角有一本參考的書,

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一百多年前由Upton Sinclair撰寫的。

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你們中許多人可能知道Upton Sinclair,他是“叢林”一書的作者,

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“叢林”是一本關於肉類行業的書,但他也撰寫並出版了這本書“空腹治療(The Fasting Cure)”-

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你可以在網路上找到全文。

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在那本書中,他採訪了250個患有某些疾病的人,

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並且持續了不同長短的時間,

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除少數情況外,

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他們的健康狀況改善了。

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好吧,在我專注於大腦,這將是我談話的主要部分之前,

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我只想指出,

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不僅來自動物的證據表明,

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而且來自人類的的證據也表明,斷食對身體有益。

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它會減少炎症,

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它將減少整個身體器官系統中的氧化壓力,

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當你斷食時會發生一件事,那不會發生在-

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當你每天吃三餐時。你的能量代謝模式將發生變化-

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成為燃燒脂肪模式。

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每次你吃一頓飯,能量就會進入你的肝臟,

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並以肝醣形式儲存 ,

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並且肝醣總是首先被拿出來用。

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大約需要10到12小時才能消耗完-

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你肝臟的肝醣。

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所以,如果你一天吃三餐,你永遠不會有機會消耗完肝醣,

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雖然如果運動的話,你可以消耗掉肝醣。

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一旦你消耗完肝臟中的肝醣儲存,

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然後你才會開始燃燒脂肪,

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你會產生所謂的酮體。

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原來酮體對你的大腦非常好,

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我會在一分鐘內討論這個問題。

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現在,我們在動物方面做了很多研究,

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在90年代,15年至20年前,

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研究顯示間歇性斷食對大腦有益,

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然後我們開始與一些研究人員合作,

06:00

做了一些人體實驗,研究對身體的影響,

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一些顯示在最後一張幻燈片上。

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然後BBC的製片人Michael Mosley,他也是位醫師,

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在英國廣播公司製作並播出了一個間歇性斷食節目,

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它已經在PBS上播出了。

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他寫了一本名為“斷食節食法(The Fast Diet)”的書。

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就在過去的兩年裡,出現了一堆書-

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健康理由的間歇性斷食,

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我認為這正成為 - 有些人可能認為這是一種時尚,

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但希望人們找到其中的一些(有用的資訊)。

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間歇性斷食和間歇性能量限制是什麼意思?

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這方面已經有很多變化的使用方法。

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一種比較嚴苛的方法是每週二天只吃500卡路里的熱量。

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在我們的人體研究中,我們一直在做所謂的5:2飲食,

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每週2天你只吃500卡路里,

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其他的5天你正常吃,

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如果可以,請吃得健康。

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在這本名為“8小時飲食(The 8 Hours Diet)”的書中,有證據表明如果你限制進食

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你每天只在吃8小時內或更短的時間窗口進食,

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它會有健康的好處,

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再次,這足以改變能量代謝(進入燃燒脂肪或生酮狀態)。

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07:17

好的,為什麼斷食會增強腦力?

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在你的大腦發育過程中,而且在成人中,

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神經元由幹細胞產生。

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他們長出軸突和樹突,彼此形成聯繫,

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突觸,並相互溝通。

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在衰老期間,許多人 - 他們的大腦成功保持,

07:41

認知完整,

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而不幸的是,其他人發展出老化疾病。

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我們認為,這次談話的主要信息是,

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斷食對你的大腦製造一個挑戰,

07:54

而你的大腦也會對這個挑戰作出回應,

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通過食物缺乏激發你的壓力適應的反應途徑,

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幫助你的大腦應對壓力,抵抗疾病。

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08:10

從進化的角度來看這是否合理?

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我們在生物學中談論的任何事情,我們總是不得不提出這個問題,

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“為什麼這樣?

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為什麼當我們讓動物間歇性斷食

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能夠保護小鼠的神經元不會得到阿茨海默症和帕金森是症?

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當我們測試他們的學習和記憶時,他們為什麼表現更好?“

08:31

它令人驚嘆。

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那麼,如果你餓了,沒有找到食物,

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你最好弄清楚如何找到食物。

08:40

如果你餓了,你不想讓你的大腦關機。

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事實上,這正是我們在動物身上發現的:

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神經細胞連繫更加活躍。

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在間歇性斷食時發生的大腦中的一些變化

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劇烈運動也會發生這樣的變化。

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現在,大多數人,今天早上Jeff,也發表了很好的演講

09:00

他展示了運動鍛煉的好處。

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我認為你可能發現它也有益於你的大腦。

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所以,我們開始來看剛開始

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間歇性斷食時大腦中的神經化學改變是什麼?

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它們與運動非常相似。

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現在在這張幻燈片的左上方圖片中,

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跑在右邊的第三個男孩,那是我的兒子,他現在觀眾席上。

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你可以從三個孩子的臉上知道 - 他們在越野比賽中,

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這是一個挑戰,對吧?

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他們可能在比賽中問自己說 :

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我自己曾經參加長跑比賽,我偶爾也會這樣做 ,

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“我為什麼要做這種(蠢)事?”

09:44

但是,當他們完成比賽時,他們感覺很棒,而且他們感覺很輕鬆。

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在越野賽季期間,我和妻子 -

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這是非常明顯的,我們的兒子的心情更好。

09:57

在右邊,我的女兒是穿白色的那個。

10:00

在越野賽季她的心情更好。

10:03

這是為什麼?

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運動和間歇性斷食都會增加蛋白質的產量,

10:09

被稱為大腦中的神經營養因子BDNF(Brain-Derved Neurotrophic Factor)。

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多年前我們發現了這個,當時我是一個博士後研究員,

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在1980年代在科羅拉多州。

10:18

我們發現這些神經營養因子BDNF,

10:23

腦源性神經營養因子,促進神經元的生長,

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促進神經元的連接和突觸的加強。

10:32

好的,所以這裡得到的想法是:

10:33

挑戰你的大腦,不管是間歇性斷食,

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10:37

劇烈運動,或者我們現在正在做的事情,

10:41

希望如果你沒有睡著,還在接受認知上的挑戰。

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當發生這種情況時,神經連結被激活,

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神經營養因子如FGF或BDNF的水平增加。

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這促進了神經元的生長,

10:54

突觸的形成和加強。

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同樣在左下角顯示出來,

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運動鍛煉和間歇性斷食,並使用你的神經元,多用你的大腦,

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可以增加幹細胞產生新的神經細胞,

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至少在你的大腦的一個區域稱為海馬,

11:12

在這裡(下圖右下黃色區域增加代表新的神經元產生)顯示。

11:13

我提到了來自燃燒脂肪產生的酮體,

11:17

這在斷食期間發生。

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羅馬人發現了酮體,儘管他們自己不知道,

11:23

他們沒有上過任何化學課程也不知道它是什麼。

11:29

那時癲癇發作的人們,

11:32

他們認為他們被惡魔抓去。

11:34

他們發現如果他們把這些人關在房間裡,

11:38

不要給他們東西吃,惡魔就會消失。

11:42

實際上發生的事情是:

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酮體會上升,眾所周知酮體會抑制癲癇發作,

11:48

事實上,即使在今天,生酮飲食也被用來治療-

11:52

嚴重的癲癇患者。

11:56

我們正在實驗室做研究,

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試圖理解為什麼酮體對神經元有益。

12:00

一個原因是酮體為神經元提供了替代燃料,

12:04

酮體提高了神經元的能量水平。

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12:07

最近我們發現斷食,

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通過增加腦中的BDNF水平,作為神經營養因子,

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可以增加線粒體的數量,

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在你的神經細胞中。

12:22

我不打算詳細介紹這張幻燈片,

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但機制與此非常相似,

12:28

通過鍛煉你的肌肉增加線粒體的數量,

12:32

在你肌肉增加線粒體的數量。

12:33

斷食是一種溫和的有力的壓力,神經元適應性地做出反應,

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通過增加線粒體,這有助於他們產生更多的能量,

12:43

在“自然通訊(Nature Communication)”裡,

12:47

我們最近發表的文章說明,

12:51

透過增加神經元中線粒體的數量,

12:54

它可以增加神經元形成和維持突觸的能力,

12:58

從而增加學習和記憶能力。

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除了增加神經營養因子,

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並增加神經元生物能量,

13:13

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我們發現間歇性斷食,

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將增強你的神經細胞修復DNA的能力,

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所以現在 - 可以用運動,

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也可以是智力挑戰。

13:29

再次,當你使用你的神經元時,會發生什麼情況,

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鍛煉你的神經元,

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它會導致輕微的氧化壓力,

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並且同時增加的氧化壓力,

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使得細胞增強其修復DNA氧化損傷的能力。

13:50

為什麼正常的飲食是一日三餐加零食?

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並不是因為它是最健康的飲食模式,

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這是我的看法,但我認為有很多證據支持這一點。

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這種飲食模式在很多(金錢)壓力下形成。

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它涉及到很多錢。

14:14

食品工業,他們會賺錢嗎?

14:17

像我今天一樣不吃早餐?

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不,他們會賠錢。

14:24

如果人們都去斷食,會讓食品業虧損。

14:29

那麼製藥行業呢?

14:32

如果人們做一些間歇性的斷食,

14:37

並定期鍛煉,他們非常健康,

14:40

製藥業是否會因為人們很健康而賺錢?

14:44

所以,一個社會面臨的挑戰之一,

14:47

這是這一次TED談話的目的之一,希望,

14:50

溝通是改善健康的方法。

14:57

人們了解他們可以做些什麼來改善他們的健康,

15:00

然後採取行動,就像Jeff談到的那樣,

15:07

所以,我會敦促你溝通,並傳播這個觀念,

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人們有變健康的方法,

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也許我們可以這樣做 。

15:21

當然,我正在為NIH工作,關於NIH的一件事是,

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我們正在使用您繳的納稅人的錢來嘗試幫助您健康。

15:29

我們沒有利潤動機。

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所以,真的是我感興趣的主要原因之一,

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試圖在間歇性斷食、運動中,

15:37

了解細胞分子層次,

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在大腦中發生了什麼。

15:42

這不是尋常的研究,

15:45

而製藥業根本不會去做這些研究,

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也沒有人做這麼多。

15:51

所以,我將以這張幻燈片結束。

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並非常感謝您的關注。

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試試吧,你可以試這些飲食,

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你可能會發現...

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我們在人體研究中發現的東西,有點像是練習跑步:

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如果你以前從未運動過,並且你第一次就跑了3英里,

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你不會感覺良好。

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如果你每天吃三餐,

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突然間你一整天都不吃東西,

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那一天你會感到煩躁,度日如年,等等。

16:21

但事實證明,如果你能強迫自己這樣做,

16:24

也許第一個月一周一天,然後一周兩天,

16:29

你習慣了,一兩個月後,

16:32

許多人可以適應這種飲食,沒有任何問題,

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你會發現,在你不吃那麼多的日子裡,

16:39

你反而更有生產力。謝謝。

16:41

(掌聲)