约翰霍普金斯大学的科学家发现了令人惊讶的大脑健康益处

最近的研究表明，间歇性禁食和标准的健康饮食都能增强患有胰岛素抵抗的肥胖成年人的大脑功能，而且间歇性禁食可以带来更好的认知效果。

约翰霍普金斯医学院和美国国立卫生研究院国家老龄化研究所的研究人员报告了一项研究的结果，该研究涉及 40 名患有肥胖和胰岛素抵抗的老年人。参与者被随机分配遵循间歇性禁食方案或美国农业部 (USDA) 认可的标准健康饮食。这项研究对这两种饮食方式对大脑健康的潜在益处提供了重要见解。

胰岛素抵抗是 2 型糖尿病的标志，在肥胖人群中很常见。研究表明，胰岛素抵抗患者患阿尔茨海默病和其他认知障碍的风险高于普通人。因此，各种减肥方案被广泛认为是降低这些代谢和脑部疾病风险的方法。

研究结果和方法

约翰霍普金斯大学之前对糖尿病和阿尔茨海默病动物模型的研究表明，间歇性禁食可以改善认知能力和胰岛素敏感性。这项新研究于 6 月 19 日发表在 细胞代谢测试了间歇性禁食对有认知障碍风险的女性和男性的影响，作者写道，它提供了一个“蓝图”，使用广泛的生物标记物来评估饮食影响，包括分析细胞外囊泡——从神经元脱落的微小物质包，神经元是发送信息的脑细胞类型。这种神经元衍生的细胞外囊泡会脱落到循环血液中，并在八周的时间内从新研究的参与者身上收集，在此期间每个人都遵循两种饮食中的一种。

约翰霍普金斯大学医学院神经科学副教授、巴尔的摩国家老龄化研究所神经科学实验室前主任马克·马特森博士表示，研究结果显示，两种饮食计划均有利于降低胰岛素抵抗和改善认知能力，两种饮食均能改善记忆力和执行功能，但间歇性禁食饮食的效果更佳。“其他科学家可能希望将我们使用的（大脑）标记物纳入其他更大规模的饮食和大脑健康研究中，”马特森说。

研究技术和参与者人口统计

由于肥胖和胰岛素抵抗的人比新陈代谢和体重指数 (BMI) 正常的人更容易出现认知障碍和阿尔茨海默病，美国国家老龄化研究所人类神经科学部门主任、约翰霍普金斯大学医学院神经学兼职副教授 Dimitrios Kapogiannis 医学博士开发了一种从血液中分离神经元衍生的细胞外囊泡的方法。他的实验室在糖尿病和阿尔茨海默病患者神经元脱落的细胞外囊泡中发现了胰岛素抵抗的分子证据，而且由于血液样本相对容易收集，它们被认为是广泛使用的良好候选者。

为了测试两种饮食对大脑功能生物标志物的影响，新研究在 2015 年 6 月至 2022 年 12 月期间招募了参与者，并在巴尔的摩 MedStar Harbor Hospital 的国家老龄化研究所运营的设施中完成了四次面对面评估。在参与者中，有 40 人完成了为期八周的研究。此外，20 人被分配到间歇性禁食饮食，每周连续两天将卡路里限制在推荐每日摄入量的四分之一，并在剩余的五天遵循美国农业部的健康生活饮食——包括水果、蔬菜、全谷物、瘦肉蛋白、低脂乳制品和有限的添加糖、饱和脂肪和钠。每周每天为另外 20 名研究参与者分配美国农业部的健康生活饮食。

两组参与者的平均年龄为 63 岁，其中 25 人为白人，14 人为黑人，1 人为西班牙裔。其中男性 24 人，女性 16 人。所有参与者均肥胖且具有胰岛素抵抗。

研究人员发现，两种饮食对降低细胞外囊泡中的胰岛素抵抗标志物、改善 BrainAGE（使用结构 MRI 数据测量大脑的生物年龄）和降低大脑中的葡萄糖浓度均具有同等积极的影响。葡萄糖浓度降低是葡萄糖使用量增加的必然结果。

两种饮食方式均能改善代谢健康的常规测量指标，包括体重、BMI、腰围、胆固醇等血脂以及胰岛素抵抗。间歇性禁食组的执行功能和记忆力（有助于制定计划和实现目标的一组心理技能）比健康饮食组提高了约 20%。

观察和健康警告

一些研究参与者报告了轻微的副作用，包括便秘、大便稀薄和偶尔的头痛。

研究人员还发现，两个饮食组的神经丝蛋白（神经元中的一种结构蛋白）水平都有所增加，但间歇性禁食组尤其如此。这对大脑健康意味着什么尚不清楚。

“这是一个值得在进一步研究中继续评估的标志，”马特森说。“神经元会释放大量蛋白质，有一种观点认为，间歇性禁食可能会导致神经元产生某种神经可塑性（结构变化），从而导致神经丝蛋白的释放。”

约翰霍普金斯大学的研究人员和其他研究人员警告称，有兴趣进行间歇性禁食的人应该与医疗保健从业者仔细规划，因为它可能对某些人有害，包括患有 1 型糖尿病和饮食失调的人。

参考文献：“老年人对间歇性禁食和健康饮食习惯的大脑反应”，作者：Dimitrios Kapogiannis、Apostolos Manolopoulos、Roger Mullins、Konstantinos Avgerinos、Francheska Delgado-Peraza、Maja Mustapic、Carlos Nogueras-Ortiz、Pamela J. Yao、Krishna A. Pucha、Janet Brooks、Qinghua Chen、Shalaila S. Haas、Ruiyang Ge、Lisa M. Hartnell、Mark R. Cookson、Josephine M. Egan、Sophia Frangou 和 Mark P. Mattson，2024 年 6 月 19 日，《细胞代谢》。
DOI: 10.1016/j.cmet.2024.05.017

该研究得到了美国国立卫生研究院国家老龄化研究所 (ZIAAG000966、ZIAAG000975) 的支持。