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通过巨大的努力,人们发现了一些旨在改善代谢健康的药物,希望有助于抵抗老化相关的疾病。
然而,***近一项发表在权威学术期刊《细胞-代谢》(Cell Metabolism)上的研究指出,对于重塑代谢健康,更好的“良药”可能是我们的饮食。
研究人员考察了三种大名鼎鼎的常用药物——治疗糖尿病和抗衰老的二甲双胍(metformin)、白藜芦醇(resveratrol)和雷帕霉素(rapamycin),但他们发现,比起这几种药物,饮食的总热量和营养素构成对衰老和代谢健康有更强的影响。
来自悉尼大学的知名营养学家Stephen Simpson教授是这项研究的通讯作者。他指出:“饮食有强大的医药作用。尽管这些药物在细胞中起作用的信号通路被认为与饮食中的营养素相同,但目前的用药没有考虑它们是不是、以及怎么样与饮食成分相互作用。”
在这项研究中,Simpson教授和同事们为实验小鼠精心设计了40种不同的“食补”+“药补”方案,每种方案中的主要营养素——蛋白质、脂肪和碳水化合物的组成、总热量、包含的药物量各不相同。然后,他们着重考察这些饮食和药物如何影响小鼠调节新陈代谢的关键器官——肝脏。
研究人员采用了先进的分析工具进行比较。在此前的工作中,Simpson教授与他的合作者David Raubenheimer教授开发了一种新的营养学研究工具:营养几何框架(geometric framework for nutrition),专门适用于研究复杂的饮食问题。
简单来说,过去人们认识某个营养成分的重要性,大多来自于缺少了这种成分会出现什么问题;而营养几何框架提供的新模型不再集中于任何一个单一成分,而是综合考虑混合物及其不同成分的相互作用如何影响健康。
▲研究示意图
研究人员由此发现,饮食摄入的总能量,以及蛋白质、脂肪和碳水化合物的平衡,对肝脏有着强大的影响,不仅影响代谢途径,而且影响控制细胞运行的基本过程,例如线粒体的功能,RNA剪接等。前者是细胞生产能量的关键,后者则关系到细胞怎么根据基因蓝图准确地生产出蛋白质。而这两个基本过程都与衰老有着密切关系。
营养几何框架的模型还显示,蛋白质和摄入总热量***为关键,蛋白质作为影响饮食的***强驱动因素,调节脂肪和碳水化合物的摄入量。膳食蛋白质与线粒体之间存在强烈的正相关,高蛋白质摄入会产生氧化应激。
相比饮食构成,三种药物并没有从根本上重塑细胞的代谢反应,起到的主要作用是抑制细胞对饮食的反应。研究人员发现,雷帕霉素和二甲双胍降低了线粒体对膳食蛋白质的反应,而碳水化合物和脂肪的影响则被白藜芦醇下调。
研究***作者David G.Le Couteur教授总结说:"我们都知道吃会影响健康,但这项研究显示,饮食能极大影响细胞的基本运行。这让我们深入了解饮食对健康和老龄化的影响。”
尽管实验结果来自小鼠,但研究人员指出,人类与小鼠有着基本相同的营养信号途径,因此这些结果对于人类有着重要的启示。Simpson教授说道:“这项研究告诉我们,通过改变饮食而不是服用药物来改善代谢健康,将更有收获。”
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