Вплив частоти та щоденного розподілу їжі на здоров’я та захворювання
У листопаді 2014 року з’явилася дуже важлива стаття про PNAS про харчування та наслідки голодування на здоров’я. Ця стаття з цікавістю залишилася «непоміченою» для дієтологів. Я доставляю вам оригінальну версію та свій переклад. Ви побачите, ця стаття доводить низку речей, які багато людей хочуть ігнорувати в харчуванні. Найближчими днями я напишу огляд цих різних пропозицій, але дозволю вам прочитати статтю зараз.
Затримайтеся там, іноді буває досить грубо ...
Ожиріння та інші захворювання, пов’язані з сучасним суспільством (діабет, серцево-судинні захворювання, цереброваскулярні захворювання, рак та хвороба Альцгеймера) наповнюють послуги охорони здоров’я. На жаль, хоча відомо, що зменшення споживання калорій та регулярні фізичні вправи можуть допомогти оптимізувати вагу тіла та зменшити ризик захворювань, але часто це не застосовується. Поради, які лікарі та дієтологи дають своїм пацієнтам, зупиняються на простих наукових припущеннях, таких як користь споживання фруктів, овочів, клітковини, горіхів та риби та важливість зменшення перекусів. Однак існує багато міфів і домислів щодо дієти та здоров'я, включаючи важливість трьох щоденних прийомів їжі та перекусів.
Багато елементів дієти та способу життя відіграють певну роль у метаболічному стані та історії хвороби протягом усього життя, однак останні дані свідчать про те, що частота та щоденний розподіл захворювань впливає на здоров'я. . У цій статті ми опишемо фізіологічні реакції лабораторних тварин та людей на контрольовані зміни в кількості годування, частоті та циркадному ритмі, а також їх вплив на здоров'я та хвороби в сучасному суспільстві. Будуть розглянуті три експериментальні дієтичні режими:
1. обмеження калорій (CR), при якому щоденне споживання калорій зменшується на 20-40%, а частота прийому їжі залишається незмінною;
2. Періодичне обмеження енергії (EIR), яке передбачає виключення (голодування) або різке зменшення (500 калорій на день) щоденного споживання калорійної їжі та напоїв, наприклад, 2 дні на тиждень;
3. дієта з обмеженим часом (АЛТ), яка передбачає щоденне споживання їжі та калорійних напоїв, обмежене вікном від 4 до 6 годин.
Ми також розглянемо культурні та промислові бар'єри для впровадження цих здорових та обгрунтованих фактичними звичками харчування, стратегій, які можуть усунути або обійти ці бар'єри.
Еволюційні та культурні міркування
Неолітична сільськогосподарська революція, що розпочалася 10 000 років тому, призвела до цілорічної доступності їжі, характерної для сучасних суспільств. Наші предки-аграрії прийняли звичку їсти три рази на день, мабуть, тому, що існували соціальні та практичні переваги для роботи та навчальних годин. Зовсім недавно, протягом останніх п’ятдесяти років, висококалорійні продукти (рафіновані зерна, цукри, олії, кукурудзяний сироп тощо) вторглися у три прийоми їжі щодня (9). Додаючи до нашого все більш сидячого життя, споживання висококалорійних страв кілька разів на день, ймовірно, сприяло появі ожиріння та інших пов'язаних із цим захворювань як провідної причини захворюваності та смертності. (Рис. 1). Ожиріння також стало головною проблемою здоров'я собак і котів, яких часто годують за бажанням. Навіть лабораторних щурів можна вважати перегодованими та сидячими (11,12). Дійсно, дикі тварини та люди, які збирають мисливців, рідко, можливо, ніколи не страждали ожирінням, діабетом або жертвами серцево-судинних захворювань (5).
Циркадні ритми, час їжі та здоров'я.
Окрім змінних робіт, сучасні суспільства живуть із тривалим освітленням (18) та нестабільним споживанням їжі, що, як відомо, порушує циркадну систему. Експерименти з нічними гризунами показали, що тривале освітлення призводить до посилення метаболічних захворювань. І навпаки, денні мухи, змушені їсти вночі, порушували їх жировий обмін та фертильність (19). У людей 12-годинний перехід у циклі сну/неспання та прийому їжі/голодування в порівнянні з центральною циркадною системою при збереженні ізокалорійної дієти, зниженні толерантності до глюкози, підвищеному артеріальному тиску та зниженні секреції крові. Гормон ситості лептин (20) . Ці дослідження показують важливість часової організації сну та їжі стосовно циркадного ритму.
Здається, як харчові якості, так і генетичні фактори впливають на планування їжі у гризунів. Мутація гена циркадних годин Per1, що впливає на місце фосфорилювання, змушує мишей збільшувати споживання їжі протягом дня та схиляти їх до метаболічних захворювань (21). Широко застосовувана модель ожиріння, спричиненого годуванням у гризунів, також порушує години прийому їжі: миші, які споживають дієту з високим вмістом жиру, їдять невелику кількість їжі протягом дня та ночі (22). Ожиріння та ожиріння, спричинене їжею, у мишей-мутантів Per1 можна попередити, обмеживши доступ до дієти з високим вмістом жиру лише вночі (23). Дивовижна ефективність обмеженого в часі прийому їжі (АЛТ) без зміни кількості калорій або джерела калорій свідчить про важливий вплив їжі на чоловіків. Дійсно, останні дослідження на людях показують, що споживання їжі на початку дня покращує ефективність програм зниження ваги у пацієнтів із надмірною вагою та ожирінням (24,25).
Механізм, на якому лежить сприятливий ефект обмеженого в часі прийому їжі (ТІА), швидше за все, складний і впливає на різні шляхи. Щоденне чергування періодів голодування та прийому їжі викликає активацію рецептора, викликаючи секрецію циклічного АМФ у відповідь на швидкий. Цей цАМФ активує, фосфорилюючи його, білок CREB [1] (білок, що зв’язує елемент C-AMP Response), через AMP-кіназу (PKA). Каскад фосфорилювання призводить до активації mTOR (мішені рапаміцину у ссавців), що бере участь в метаболічному гомеостазі (NTD: mTOR пов’язані з пухлинним генезом, але їх роль у ожирінні, голоді та енергії тіла гомеостазу також висвітлено [2]). Крім того, ці шляхи взаємодіють з циркадним годинником, покращують його регулярність та взаємодіють із їхніми цілями, що знаходяться нижче за течією (23). Дослідження генетичної експресії показують, що АЛТ бере участь у циркадній ритмічності тисяч транскриптів печінки (26).
Злиття геноміки та генетики у мишей розкриває шляхи компонентів центрального годинника до конкретних метаболізмів поживних речовин. Рецептори ядерних гормонів REV-ERB є невід'ємною частиною циркадного годинника і безпосередньо регулюють транскрипцію кількох ферментів, критичних для метаболізму жирних кислот та холестерину (27). Хоча криптохромні білки мають сильний вплив на пригнічення транскрипції, вони також інгібують передачу сигналів цАМФ і, таким чином, регулюють опосередкований CREB печінковий глюконеогенез (28). Циркадні фактори DBP/TEF/HLF регулюють метаболізм чужорідних для організму молекул (ксенобіотик) (29), а KLF15 робить те саме для азотного обміну (30). Ці та інші режими регуляції (31) забезпечують механістичну основу, за допомогою якої графік годування впливає на циркадні годинники, що, в свою чергу, впливає на метаболічний гомеостаз у ссавців.
Добова фаза не тільки впливає на метаболічну реакцію на щоденне споживання їжі, але й сама добова їжа також контролює ендогенну циркадну систему, незалежно від циклів сну/неспання та дієти/швидкого (32). Це, можливо, пояснює, чому сніданок часто є найменшим прийомом їжі протягом дня або навіть пропускається повністю.
Клітинні та молекулярні механізми: огляд періодичних обмежень енергії та голодування.
Порівняно з тими, що харчуються ad libitum, тривалість життя організмів (дріжджів, глистів, гризунів та мавп) може бути продовжена за рахунок обмеження калорій (33, 34, 35). Докази від осіб з суворими дієтичними обмеженнями показують, що люди зазнають тих самих молекулярних, метаболічних та фізіологічних адаптацій, що і довгоживучі CR гризуни (36). Періодичне обмеження енергії (RIE) може запобігти і навіть змінити на моделях тварин такі захворювання, як різні види раку, серцево-судинні захворювання, діабет та нейродегенеративні захворювання (2). Ось чотири загальні механізми, за допомогою яких ERI захищає клітини від травм та хвороб.
Адаптивні реакції на стрес.
Біоенергетика
Запалення
Покращений ремонт та видалення пошкоджених молекул або органел.
Клітини мають спеціальні механізми для видалення пошкоджених молекул та органел. Один із цих механізмів включає молекулярне "мічення" пошкоджених білків убиквітином, що спрямовує їх на деградацію в протеасомі (66). За другим (і більш досконалим) механізмом, який називається аутофагія, пошкоджені та дисфункціональні білки, мембрани та органели деградують у лізосомах (67). Споживання енергії та поживних речовин (особливо амінокислот) мають важливий вплив на аутофагію. Коли організми поглинають регулярний прийом їжі, їх клітини отримують постійний запас поживних речовин і, таким чином, залишаються в "схемі росту", в якій важливий синтез білка, а аутофагія пригнічується (68). Шлях реагування на поживні речовини mTOR негативно регулює аутофагію. Тому голодування пригнічує шлях mTOR та стимулює аутофагію в клітинах багатьох тканин, таких як печінка, нирки та скелетні м’язи (69, 70, 71). Таким чином, піст «очищає» клітини від пошкоджених молекул та органел.