摘要:本文围绕西湖大学最新研究成果展开,该成果指出间歇性禁食会诱发激活的毛囊干细胞凋亡,进而抑制毛囊再生与毛发生长。文中首先介绍了间歇性禁食在全球的流行趋势及其对代谢健康的潜在益处,接着详细阐述了相关实验过程与结果。研究人员以小鼠为实验对象,采用不同间歇性禁食方案,
摘要:本文围绕西湖大学最新研究成果展开,该成果指出间歇性禁食会诱发激活的毛囊干细胞凋亡,进而抑制毛囊再生与毛发生长。文中首先介绍了间歇性禁食在全球的流行趋势及其对代谢健康的潜在益处,接着详细阐述了相关实验过程与结果。研究人员以小鼠为实验对象,采用不同间歇性禁食方案,发现其毛发再生显著减缓,且毛囊干细胞凋亡与禁食时间长短正相关。进一步研究揭示,禁食导致瘦素水平下降,促使肾上腺释放皮质醇和肾上腺素,引发真皮脂肪细胞分解并释放游离脂肪酸,这些脂肪酸进入毛囊干细胞后导致其氧化损伤和凋亡。此外,小型临床试验表明人类也可能出现类似毛发生长受抑制现象。文章还探讨了表皮干细胞与毛囊干细胞的差异,以及抗氧化剂对毛囊干细胞的保护作用。最后总结指出,该研究为间歇性禁食方法提供了全新思考,提醒公众在选择健康方法时需关注潜在不良影响,同时也为未来进一步研究指明了方向。
关键词:间歇性禁食;毛囊干细胞;凋亡;毛囊再生;毛发生长
一、引言
近年来,间歇性禁食作为一种流行的饮食方式,受到广泛关注,其被认为有助于减重、改善代谢健康等。然而,西湖大学的最新研究却揭示了其可能对毛发健康产生负面影响。
二、间歇性禁食与毛发生长的关系
(一)间歇性禁食的流行
间歇性禁食,如 “16+8” 限时进食和隔日禁食等方案,在全球范围内受到众多人的追捧。
(二)实验设计与结果
研究团队以小鼠为对象进行实验。将小鼠分为自由进食组、“16/8 限时进食组” 和 “隔日禁食组”。结果显示,自由进食组小鼠毛发正常再生,而间歇性禁食组的毛发再生明显受损,且禁食时间越长,毛发再生受抑制越明显。
三、毛囊干细胞凋亡的机制
(一)瘦素水平下降
长时间禁食会使小鼠体内瘦素分泌减少,激活下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴(HPA 轴)。
(二)激素作用与脂肪分解
肾上腺向血液中释放皮质醇和肾上腺素,这些激素进入皮肤,促使真皮脂肪细胞进行分解,释放大量游离脂肪酸。
(三)毛囊干细胞的代谢转变与凋亡
游离脂肪酸进入毛囊干细胞后,导致其从糖酵解转向脂肪酸氧化,并产生大量活性氧。由于毛囊干细胞抗氧化能力有限,最终引发氧化损伤和细胞凋亡。
四、人类试验结果
研究团队开展了小型临床试验,让 49 名健康年轻成年人参与。结果表明,间歇性禁食组的头发生长速度平均下降了 18%,且新长出的毛发直径变小。这提示在人类中也可能存在类似的毛发生长抑制现象。
五、表皮干细胞与毛囊干细胞的差异
表皮干细胞具有更强的抗氧化能力,几乎未受到间歇性禁食的影响,而毛囊干细胞则因抗氧化能力相对较弱,在禁食引发的一系列变化中受到损害。
六、抗氧化剂的作用
外用维生素 E 或过表达抗氧化基因等抗氧化策略,可有效阻止禁食带来的毛发生长抑制现象,表明抗氧化剂对毛囊干细胞具有一定的保护作用。
七、结论与展望
本研究揭示了间歇性禁食对毛囊再生和毛发生长的抑制作用及相关机制。虽然这一发现为间歇性禁食方法带来了新的思考,但并不意味着否定其健康益处。公众在选择健康方法时,应全面考虑潜在的不良影响。未来,还需进一步探索间歇性禁食对皮肤愈合及其他干细胞再生的影响,寻找可在禁食期间保护毛囊干细胞的潜在代谢物或补充疗法,以更深入地了解间歇性禁食与身体各方面健康的关系,为人们提供更科学、全面的健康建议。同时,也为那些关注自身形象和健康的人群,在选择饮食方式时提供更充分的依据和指导。此外,对于存在脱发或毛发稀疏问题的人,间歇性禁食可能并非最佳选择,应谨慎对待。在未来的研究中,还需进一步扩大临床试验规模,以更确切地验证在人类中的效果,并深入探究不同个体对间歇性禁食的反应差异及其原因。
Cell丨张兵实验室发现间歇性禁食抑制毛囊再生的机制
如果你关注饮食健康,可能已经听说过近年来备受推崇的饮食方法——间歇性禁食,也叫“轻断食”。这种饮食模式中最常见的形式是16/8,即每天在固定的8小时内摄入所需的全部食物,其余16小时则进行禁食。间歇性禁食不仅有助于减重,还能改善代谢健康、减轻身体炎症并提升注意力。然而,这种饮食方式对身体各类组织和器官再生活动的影响尚不明确。
2024年12月14日,西湖大学生命科学学院张兵团队 (https://zhang.lab.westlake.edu.cn)在Cell期刊上发表研究论文,题为Intermittent Fasting Triggers Interorgan Communication to Suppress Hair Follicle Regeneration。研究显示,接受间歇性禁食的小鼠与24小时全天候可进食的小鼠相比,虽然其代谢健康有所改善,但毛发生长却显著减缓。此外,团队进行的一项小型临床试验结果提示,类似的毛发生长抑制现象可能在人类中也会出现,不过其影响程度相较于小鼠而言没有那么显著。
间歇性禁食抑制毛发生长
哺乳动物的皮肤为生物体提供了一层富有弹性且坚固的物理屏障,而皮肤中的毛囊及其生成的毛发在调节温度、保护皮肤、感知环境和传递信号等方面发挥着重要作用。在动物的生命周期中,毛囊会周期性地经历再生过程,包括生长期(anagen)、退行期(catagen)和休止期(telogen),而毛发则是由处于生长期的毛囊所产生。为了研究间歇性禁食对毛囊再生和毛发生长的影响,研究团队观察了被剃毛后接受不同间歇性禁食方案的小鼠毛发生长情况。一些小鼠按时间限制性进食(TRF),每天在8小时内可进食,之后禁食16小时,而另一些小鼠则采用隔日进食(ADF)方式。研究团队惊讶地发现,间歇性禁食显著抑制了毛发生长。在对照组中,无限制进食的小鼠经过30天几乎完全再生了毛发,而接受两种间歇性禁食方案的小鼠在96天后仅部分毛发生长。
毛囊的再生由毛囊内部的干细胞驱动,这些毛囊干细胞的激活使毛囊进入生长期,从而促进毛发的生长。研究团队发现,对照组小鼠的毛囊干细胞在剃毛后约20天开始激活,并持续活跃直到毛发生长完成。尽管接受间歇性禁食的小鼠的毛囊干细胞也能正常激活,但经过长时间的禁食,这些活跃的干细胞却出现了大量凋亡。随后,它们在小鼠的进食与禁食周期中反复被激活和凋亡。这导致毛囊在生长期的早期阶段出现“卡壳”现象,从而无法正常长出毛发。研究团队进一步发现,毛囊干细胞凋亡的严重程度与每次禁食的持续时间密切相关,而小鼠的平均卡路里摄入量并未减少,这一现象也与生物钟的变化无关。禁食时间越长,毛囊再生的负面影响就越明显。
因氧化应激而亡
通过对自由饮食和禁食小鼠的毛囊干细胞进行RNA-seq分析,研究团队发现禁食小鼠的毛囊干细胞经历了从依赖葡萄糖转变为依赖脂肪酸的代谢变化。利用基因工程技术,研究小组进一步揭示,禁食诱导的干细胞凋亡与毛囊附近游离脂肪酸浓度的增加密切相关。毛囊干细胞无法应对从葡萄糖代谢转向脂肪代谢所带来的氧化压力,导致有害的活性氧物质在细胞内积聚,从而引发凋亡。此外,游离脂肪酸还会在体外诱导人类毛囊干细胞的凋亡。相比之下,负责维持表皮皮肤屏障的表皮干细胞并未受到间歇性禁食的影响,这两类干细胞的主要区别在于表皮干细胞具有更强的抗氧化能力。当研究团队测试抗氧化剂是否能缓解禁食对毛发生长的影响时,发现外用维生素E或者过表达抗氧化基因均有助于毛囊干细胞在禁食期间的存活。
向皮肤传递饥饿信号
毛囊附近多余的游离脂肪酸究竟源于何处?进一步的研究表明,皮肤中毛囊下方和周围存在大量真皮脂肪细胞。随着禁食时间的延长,这些真皮脂肪细胞逐渐脂解并缩小,而这一变化与毛囊干细胞的凋亡过程密切相关。研究团队通过调控脂解相关的机制,进一步证实了真皮脂肪细胞的脂解作用在禁食期间确实导致了毛囊干细胞的凋亡。
那么是什么信号促使真皮脂肪细胞发生脂解?研究发现,在饥饿状态下,体内瘦素水平的下降会激活下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)。这一激活促使肾上腺分泌两种促进脂解的激素——皮质醇和肾上腺素,这些激素通过血液循环到达皮肤,从而指挥脂肪细胞进行分解,释放大量游离脂肪酸。当对接受间歇性禁食的小鼠进行两侧肾上腺切除,以阻断信号传递时,即使在饥饿条件下,真皮脂肪细胞也不再出现脂解现象,而毛发生长受到的抑制也得到了缓解。
团队还与西湖大学医学院郑钜圣团队合作,对49名健康年轻成年人进行了小型临床试验,以检查禁食是否对人类毛发生长有类似的影响。研究发现,进行每天18小时禁食的限制性饮食使得毛发生长的平均速度比对照组降低了18%,但由于样本量小和持续时间短(10天),因此仍需进行更大规模的研究来验证这一效果。
研究者认为,在进化过程中,野生动物和人类祖先经常面临食物短缺的挑战。张兵团队发现的这一机制可能帮助机体在这种情况下中断非必需的组织再生活动,从而为大脑、心脏等重要器官提供能量,以适应当时的生存环境。当现代人进行间歇性禁食时,可能无意间激活了这一古老的“刹车”机制,导致毛囊再生和毛发生长受到抑制。
原文链接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01311-4
来源:医学顾事