飲食限制用不對反促衰?揭秘百年抗衰干預(yù)手段翻車實錄
飲食限制(DR)作為衰老生物學(xué)領(lǐng)域最早出現(xiàn)的干預(yù)手段,百年來大家對此深信不疑并積極付諸實踐,但是有人想過,DR抗衰真的適合所有人嗎?
新南威爾士大學(xué)的生殖衰老領(lǐng)域研究者Zajitschek Felix及其團隊今天就要給老祖宗DR一記重錘:在不適合生存的溫度壓力下,DR反而促進死亡、減少后代[1]。
黑腹果蠅作為一種生命短、飼養(yǎng)簡單的模式生物,在衰老生物學(xué)的研究領(lǐng)域得到了大量的喜愛和應(yīng)用,在這中間,應(yīng)用果蠅驗證飲食限制抗衰延壽效果的研究也不勝枚舉,但是這些研究取得的結(jié)論卻不是完全一致:
大部分的研究中,DR能幫助果蠅改善衰老相關(guān)的癥狀,并延長果蠅的壽命[2],但是也有研究表示,DR會降低果蠅的抗氧化能力和抗寒性,并會提高病菌感染果蠅的死亡率[3-4]。
那么DR究竟能不能抗衰延壽?本項研究的研究者們發(fā)現(xiàn),大部分得到積極延壽數(shù)據(jù)的實驗都是在恒定的實驗室環(huán)境中完成的[5],于是他們決定更換實驗環(huán)境再試一試。
他們?yōu)楣墏冊O(shè)置了不同的生存溫度,投喂不同量的食物,再監(jiān)測它們的生命長度。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在實驗室飼養(yǎng)果蠅的標準溫度下,DR的確能延長果蠅的壽命,但是在不適宜溫度的壓力下,DR反而有縮短果蠅壽命的可能性。
圖注:適宜溫度(25-27℃)下DR延壽,冷刺激下DR折壽
而且這種“折壽”的效果在不同性別和冷熱刺激之間存在差異,雌性果蠅在冷刺激下會大幅縮短壽命,在熱刺激下卻影響不大;雄性果蠅則在兩種不適宜生存溫度刺激下都沒有受到太大的影響。
溫度壓力下,雌性果蠅的壽命未知原因縮短,想到衰老的理論中提到的關(guān)于生存和生殖的內(nèi)容,研究者們決定也去觀察一下果蠅們的生殖能力是否會改變。
上個世紀后半葉,衰老的理論歷經(jīng)了突變累積理論、基因多效性理論和一次性體細胞理論等演變,但總是和生殖緊密聯(lián)系在一起[6]。衰老生物學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者們認為,生物體往往會把更多的精力和損傷修復(fù)的機會“讓給”生殖繁衍,所以會出現(xiàn)生育后迅速衰老的情況。
不適宜溫度的壓力下,限制飲食會降低果蠅的存活率,那是否代償性提高了它們的生殖能力呢?結(jié)果依然讓人失望。
在不適宜溫度壓力的前提下,因為飲食限制而短壽的雌性果蠅生殖能力大打折扣,它們的生殖能力遠不及正?;虺~飲食的同類,但是隨著溫度趨近正常,飽食雌果蠅的繁殖能力開始下降,而饑餓雌果蠅的繁殖能力保持不變。
但是不適宜溫度壓力和飲食限制對生殖能力的影響一樣存在性別差異,雄性果蠅的生殖能力就沒有受到不適宜溫度壓力和飲食限制的雙重影響,無論是飲食的改變還是生存溫度的改變,都不會降低雄性果蠅的生殖能力(交配時間和質(zhì)量不變)。
圖注:冷刺激條件下,DR不僅縮短雌果蠅的壽命,還限制雌果蠅的繁殖力
同時,研究者們還發(fā)現(xiàn),溫度和飲食對生殖能力的影響還會在后代身上得到體現(xiàn):雌性親本果蠅在不適宜生存溫度壓力和飲食限制下形成的低生殖能力會“遺傳”給子代雌性果蠅,這種親本的果蠅產(chǎn)生的雌性后代生殖能力也較低(產(chǎn)卵數(shù)量很少)。
但是從子代果蠅生殖能力上還是能看出一些DR益處的端倪,不管對親本的影響如何,在適宜溫度下限制飲食的果蠅,其后代都能收獲不錯的生殖能力。以此可以推斷,王思聰和馬斯克是時候開始為了后代減肥了?。ú皇牵?/p>
圖注:親代的飲食狀況和生存溫度對子代雌性果蠅的影響
對于這項并不復(fù)雜、數(shù)據(jù)也不繁多的研究,我們很容易得出結(jié)論:在適宜的生存環(huán)境下,DR的確能提高果蠅的生存率、延長壽命,但是當面臨著溫度壓力時,卻可能反過來產(chǎn)生折壽和滅種的風(fēng)險。
對于這種矛盾的結(jié)論,這些年的研究也給出了一些解釋:
當面臨著生存壓力時,再限制攝入的營養(yǎng)量,就會造成免疫力較低的情況,加大病菌感染的可能性[7];同時飲食限制還會延緩傷口愈合、降低骨密度、降低肌肉質(zhì)量[8];因為限制飲食會減少生物體內(nèi)脂肪和肌肉的儲備,所以他們也更易受到寒冷的影響,心血管疾病的風(fēng)險增加[9]。
總的來說就是,DR雖然的確能通過降低炎性水平、解決肥胖帶來的不良反應(yīng)等途徑緩解衰老相關(guān)的癥狀,但是和生存壓力共存時,卻會加重虛弱情況,反而增加死亡率[10]。
這也正是這項值得我們展開思考的地方。
1989年,學(xué)界對DR在衰老生物學(xué)中的作用提出了一個假說,認為DR代表了一種進化的策略,也就是說,DR是適應(yīng)生物進化而出現(xiàn)的抗衰干預(yù)策略,讓生物體在饑荒時期也能延長生命,存活下去[11]。但是根據(jù)現(xiàn)有的研究證據(jù),顯然不是如此。
與其說是自然進化的產(chǎn)物,無法和各種生存壓力共存的DR更像是實驗室的產(chǎn)物,人工干預(yù)的手段。也就意味著,DR并不適合所有人,或者說,可能實際上并不適合大部分在生活中存在壓力威脅的人。
和飲食限制一樣,大多數(shù)抗衰干預(yù)手段都還只適合生活無憂的人類和其他動物,那么也就是說,任何抗衰延壽的干預(yù)手段都無法做到適合所有人,想要抗衰延壽,自然也不能盲目應(yīng)用和組合這些抗衰方法。
本研究題為《Dietary restriction fails to extend life in stressful environments》,以預(yù)印本的形式發(fā)表于期刊《BioRxiv》。通訊作者為新南威爾士大學(xué)的Zajitschek Felix博士后。研究由澳大利亞研究委員會(DP170102449)支持。
參考文獻
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