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《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制
《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制
9/20/2017 12:27:34 PM | 浏览:572 | 评论:0
高脂饮食是否可以延长寿命甚至发挥抗癌作用,一直都有很大的争议。例如,近日权威医学杂志《柳叶刀》上发表的文章,说较高的脂肪摄入(35%能量由脂肪提供)有利于降低全因死亡风险(1),就被许多人质疑了。同样地,身为网红的Fred Hatfield老爷子靠高脂饮食的抗癌经历,可能就更没人相信了(反正奇点君在看到下面两项研究之前是怀疑的)。而现在,两篇发表在《细胞》杂志子刊上的文章,不仅证明了单一因素控制下的高脂饮食的确有利于延长寿命和降低癌症风险等多种好处,而且还找到了其中的具体分子机制。

一篇是今年9月5日,来自加州大学戴维斯分校Jon Ramsey教授的团队在小鼠实验中发现,在相同卡路里食物摄入下,相比于高碳水化合物(65%的能量由碳水化合物提供)、低脂肪饮食的小鼠来说,高脂肪(89%的能量来自脂肪)、低碳水化合物饮食的小鼠,其平均寿命延长了13%。不仅如此,高脂饮食的小鼠,在老年时期保持了更好的记忆力,肌肉质量,和运动能力,同时还降低了癌症发病风险。这一发现发表在《细胞代谢》杂志上(2)。

《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

Ramsey教授

而另一篇则是今年8月17日,来自Aarhus大学Mogens Johannsen教授的团队在糖尿病患者体内发现了一种人类自我解毒的新机制。人体在脂肪氧化代谢的过程中产生的一种酮体,乙酰乙酸,可以特异性与人体糖代谢过程中产生的细胞毒性物质,甲基乙二醛结合,生成毒性较低的反应物,随后在血液中被降解。这一发现发表在《细胞生物化学》杂志上(3)。

《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

Johannsen教授

为了更好的理解这两项研究,我们首先需要简单了解一下高脂饮食。正常情况下,人体应该是由食物中的葡萄糖供能。而在高脂饮食中,由于碳水化合物的摄入不足,因此会促进肝脏燃烧脂肪,将脂肪分解为酮体,给大脑供能。因此,某些情况下高脂饮食又称为生酮饮食。而这里的酮体有三种,除了上述的乙酰乙酸外还有丙酮,以及Ramsey教授发现具有多种“妙用”的β-羟基丁酸

接下来就到了酮体大展身手的时候了。

先说一说乙酰乙酸和它的“冤家”甲基乙二醛吧。甲基乙二醛(MGO)是糖酵解过程中产生的一种副产物这种物质本身具有高度化学反应活性,可以与特定的DNA与蛋白质反应。虽然在生理条件下,机体内存在一系列的酶将其降解,但是,由于降解反应进行的并不完全,人体血浆中仍有极少量的MGO存在。例如,在正常人体血浆中,其浓度仅在140nM左右,而对于糖尿病患者来说,由于血糖浓度较高,这一数值为340nM(4,5,6)。

而人们发现,正是这极少量的没有被降解的MGO,可以对人体的蛋白质以及DNA等进行化学修饰,造成一系列的与年龄相关的疾病,包括糖尿病,心血管疾病,癌症和中枢神经系统疾病,并且其具体的致病机制近年来已经研究的很清楚了(4)。

《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

同时,由于糖尿病患者体内的MGO水平较高,因此,某些糖尿病并发症也是由MGO引起的,例如糖尿病性神经病变(7)。于是,科学家多年前就已经开始开发MGO清除剂了,只不过由于技术的限制,目前这些药物还不能应用于临床实践。

Johannsen教授发现,在体外实验中,脂肪代谢产生的乙酰乙酸清除MGO的能力明显强于目前已知的多种人工合成的MGO清除剂,可以有效抑制MGO产生的毒性反应。同时,在体内,通过对食物中的碳进行标记,Johannsen教授进一步证明,机体糖代谢产生的MGO的确可以被脂肪代谢产生的乙酰乙酸中和。

《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

甲基乙二醛(MG)与乙酰乙酸(ACACO)的代谢

同样的,通过2年多的小鼠实验,Ramsey教授也发现了高脂饮食产生的另一酮体,β-羟基丁酸,不仅可以使肿瘤抑制蛋白p53的表达增加10倍,也能激活机体一些抗氧化基因,例如锰超氧化物歧化酶基因的表达。更重要的是,结合之前的研究(8),Ramsey教授还发现,高脂饮食所导致的与机体衰老相关的mTORC1(雷帕霉素复合物1)信号通路的抑制也和β-羟基丁酸有关

这也符合Ramsey教授在实验过程中发现。在相同的卡路里摄入下,与高碳水化合物饮食的小鼠相比,高脂饮食小鼠不仅平均寿命延长了13.6%,肿瘤发生率也更低,同时机体的健康状态也更好了

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而在我国,由于受到传统观念的限制,很多人心中都对脂肪产生恐惧,不敢多吃脂肪,其中有人害怕会长胖,也有人害怕吃脂肪会导致心脑血管疾病。其实,之前《NEJM》上一项涉及132名受试者的研究显示,在相同卡路里摄入下,高脂饮食(75%的能量由脂肪提供)比高碳水化合物饮食更有利于减轻体重(9)。此外,还有研究显示,脂肪代谢产生的酮体可以降低二型糖尿病患者心衰的发生风险(10)

同时,此前生酮饮食(一种高脂饮食)在医疗领域已早有应用,主要用于儿童癫痫的治疗。有研究显示,血液中酮体的含量达到一定水平后有助于缓解儿童癫痫的频繁发作(11)。例如,进行生酮饮食的儿童和青少年癫痫患者,有半数的患者,在实验期间癫痫发作次数减少一半,同时,这一效果在停止生酮饮食后一段时间还能保持一段时间(12)。

《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

结合着这两篇《细胞》子刊的最新发现,高脂饮食产生的酮体有利于预防糖尿病,降低癌症的风险,延长寿命等等益处。这意味着,我们或许真的需要改变一下自己的饮食习惯,适当增加脂肪的摄取了。

当然,高脂饮食有益的前提是卡路里摄入不能超标(不要想着多吃还能减肥,不可能的)另外,友情提示,虽然高脂饮食对于人体是有益的,但是进行错误或不适当的高脂饮食,可能会有酮酸中毒的风险,特别是糖尿病患者酮酸中毒的风险更高(13)。因此,尤其对于糖尿病患者来说,最好要在医生的指导下进行。

参考资料:

1.Dehghan M, Mente A, Zhang X, et al.Associations of fats and carbohydrate intake with cardiovascular disease andmortality in 18 countries from five continents(PURE):a prospective cohortstudy. Lancet. 2017;Epub ahead of print.

2.Roberts M N, Wallace M A, Tomilov A A, et al. A Ketogenic Diet Extends Longevity and Healthspan in Adult Mice[J]. Cell Metabolism, 2017, 26(3):539-546. e5.

3.Salomón T, Sibbersen C, Hansen J, et al. Ketone Body Acetoacetate Buffers Methylglyoxal via a Non-enzymatic Conversion during Diabetic and Dietary Ketosis[J]. Cell Chemical Biology, 2017, 24(8):935-943. e7.

4.Maessen D E M, Stehouwer C D A, Schalkwijk C G. The role of methylglyoxal and the glyoxalase system in diabetes and other age-related diseases[J]. Clinical Science, 2015, 128(12):839-861.

5.Thornalley P J. Pharmacology of methylglyoxal:formation, modification of proteins and nucleic acids, and enzymatic detoxification-a role in pathogenesis and antiproliferative chemotherapy[J]. General Pharmacology:The Vascular System, 1996, 27(4):565-573.

6.Lu J, Zello G A, Randell E, et al. Closing the anion gap:contribution of D-lactate to diabetic ketoacidosis[J]. Clinica Chimica Acta, 2011, 412(3):286-291.

7.Bierhaus A, Fleming T, Stoyanov S, et al. Methylglyoxal modification of Nav1. 8 facilitates nociceptive neuron firing and causes hyperalgesia in diabetic neuropathy[J]. Nature medicine, 2012, 18(6):926-933.

8.Bond P. Regulation of mTORC1 by growth factors, energy status, amino acids and mechanical stimuli at a glance[J]. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2016, 13(1):8.

9.Samaha F F, Iqbal N, Seshadri P, et al. A low-carbohydrate as compared with a low-fat diet in severe obesity[J]. N Engl J Med, 2003, 2003(348):2074-2081.

10.Mudaliar S, Alloju S, Henry R R. Can a shift in fuel energetics explain the beneficial cardiorenal outcomes in the EMPA-REG OUTCOME study? A unifying hypothesis[J]. Diabetes Care, 2016, 39(7):1115-1122.

11.Freeman J M, Kossoff E H, Hartman A L. The ketogenic diet:one decade later[J]. Pediatrics, 2007, 119(3):535-543.

12.Levy R G, Cooper P N, Giri P, et al. Ketogenic diet and other dietary treatments for epilepsy[J]. Cochrane Database Syst Rev, 2012, 3(CD001903).

13. 刘建民, 赵咏桔. 糖尿病酮症酸中毒和高血糖高渗状态[J]. 中华内分泌代谢杂志, 2003, 19(6):505-508.

 

英国科学家称植物油做饭可致癌:能少吃就少吃


《细胞》子刊:科学家发现高脂饮食延缓衰老、降低患癌风险的具体分子机制

  科学家称,用玉米油或葵花籽油等植物油做饭,可能导致包括癌症在内的多种疾病。(图片来源:英国媒体)

据英国《每日电讯报》报道,科学家称,用玉米油或葵花籽油等植物油做饭,可能导致包括癌症在内的多种疾病。科学家推荐使用橄榄油、椰子油、黄油甚至猪油替代普通植物油。

  研究发现,普通植物油加热做饭时会产生大量醛类化合物;而醛类化合物可能导致癌症、心脏疾病以及痴呆等多种病症。

  德蒙特福德大学的生物分析化学教授马丁·格鲁特维尔德(Martin Grootveld)表示,英国一份普普通通的、由植物油烹饪而成的炸鱼和薯条当中,所含有的致癌醛类化合物的含量超出了世界卫生组织健康标准的100到200倍。相对而言,如果改用黄油、橄榄油、猪油、或者椰子油,产生的醛类物质就大为减少;其中尤以椰子油最为健康。

  另外,牛津大学的神经科学教授约翰·斯坦还通过研究发现,植物油能够产生脂肪酸,对人体的害处相当于气候变化带给地球的威胁。斯坦表示,植物油能产生 -6脂肪酸,从而在大脑中取代 -3脂肪酸,致使后者含量显著降低。

  斯坦说:“如果你吃了太多玉米油或者葵花籽油,大脑就吸收了太多 -6,从而有效地赶走了 -3。我相信缺乏 -3可能会带来不少麻烦,比如心理健康或者难语症等问题。”斯坦表示,他自己现在已经不吃葵花籽油和玉米油了,全部换成了橄榄油和黄油。

  通过一系列研究、实验,格鲁特维尔德相信植物油有害健康。他说:“几十年来,官方一直警告我们,说黄油和猪油有多坏。但是,我们发现,就煎炸、炒菜来说,黄油非常非常得好,猪油也一样。人们一直说,玉米油和葵花籽油当中的多不饱和物有多健康。但是你在炒锅和烤炉里面大量使用它们的时候,它们会经历一系列复杂的化学反应,积累出一大批有毒的化学物质。”

  格鲁特维尔德建议,人们应该尽量避开复函多不饱和物的植物油,能少吃就少吃。

  世界卫生组织此前也曾表示,食用红肉和培根会增加患癌风险。
 

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