西湖大学最新Cell:长期轻断食,小心发量!

B站影视 2024-12-17 19:59 2

摘要:苏轼在岭南品尝了过多的荔枝后,决定尝试断食;到了海南,他甚至尝试了道家的辟谷法,以应对米价飞涨带来的粮食短缺。这种古老的养生方法,在现代社会中又重新流行起来,成为全球范围内的健康时尚。

“吃,还是不吃,这是个问题。”这句话不仅适用于人类的哲学思考,也适用于生物学研究。

轻断食作为一种古老的生活方式,从北宋美食家苏轼到现代科研实验室,始终吸引着人们的关注。

苏轼在岭南品尝了过多的荔枝后,决定尝试断食;到了海南,他甚至尝试了道家的辟谷法,以应对米价飞涨带来的粮食短缺。这种古老的养生方法,在现代社会中又重新流行起来,成为全球范围内的健康时尚。

轻断食的双刃剑

近年来,多项研究表明,轻断食有助于减重、改善代谢健康、减轻炎症和提升大脑注意力。然而,其潜在的负面效应却鲜为人知。2021年夏天,张兵团队在一次实验中意外发现,轻断食可能对毛囊干细胞产生不利影响。

当时,张兵实验室的一位实习生忘记给小鼠喂食,导致它们整整饿了一天。后续观察中,研究人员注意到这些小鼠的毛囊干细胞出现了明显的凋亡现象。这一发现引发了张兵的思考:“难道饥饿真的可以杀死毛囊干细胞?”

从意外到科学探究

张兵自己也在践行轻断食,采用的是流行的16/8限时进食法——即每天只在8小时内进食,其余16小时禁食。作为西湖大学干细胞与再生生物学实验室的负责人,张兵决定深入研究这一现象。

他们设计了三组不同的进食方案:正常饮食组(AL)、16/8限时进食组(TRF)和隔日禁食组(ADF),并剃掉了所有小鼠的毛发,以便观察毛发生长情况。

96天后,结果令人惊讶:正常饮食组的小鼠毛发恢复如初,而16/8限时进食组和隔日禁食组的小鼠毛发则显得稀疏不均。这是否意味着轻断食会影响毛囊的再生?

卡路里不是唯一因素

为了验证这一假设,张兵团队使用了一种名为“代谢笼”的实验装置,精确监测小鼠的进食量和代谢指标。结果显示,轻断食的小鼠并没有减少总的卡路里摄入,反而在进食时间内吃得更多。

这意味着,毛囊再生的问题并非由卡路里减少引起,而是与禁食时间的长短有关。

进一步实验表明,当禁食时间延长至21小时时,小鼠的毛发再生几乎完全被抑制;而当禁食时间缩短至12小时时,毛发生长恢复正常。这说明,毛囊干细胞的凋亡程度与禁食时间成正相关。

深入探究:脂肪细胞的角色

接下来,张兵团队将目光投向了毛囊周围的真皮脂肪细胞。在荧光显微镜下,他们发现随着禁食时间的延长,真皮脂肪细胞逐渐缩小,释放出游离脂肪酸。

这些脂肪酸围绕在毛囊干细胞周围,迫使它们转向脂肪酸氧化代谢。然而,刚激活的毛囊干细胞无法适应这种代谢转变,导致线粒体自由氧水平升高,最终引发细胞凋亡。

这一过程被称为“氧化应激”,是生物体内氧化与抗氧化作用失衡的状态。相比之下,表皮干细胞具有更强的抗氧化能力,因此不会受到同样的影响。

神经内分泌系统的参与

为了进一步解开谜团,张兵团队进行了更深入的研究。他们发现,切除肾上腺的小鼠即使经历禁食,毛发生长也没有明显抑制。

这提示了一个新的机制:禁食触发了机体的系统反应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),导致肾上腺释放皮质醇和肾上腺素,进而促进真皮脂肪细胞的分解。

瘦素(Leptin),一种由脂肪组织分泌的激素,在饥饿状态下分泌减少,进一步激活了HPA轴。游离脂肪酸的释放不仅为身体提供了高效的能量来源,但也对毛囊干细胞造成了致命打击。

人类试验的启示

基于这些发现,张兵团队与郑钜圣团队合作,在人群中开展了类似的实验。志愿者们保持间歇性禁食,并剃除一小块头皮上的头发,用于观察毛发恢复情况。

结果显示,间歇性禁食确实会导致毛发生长速度下降,尽管程度较轻。此外,体外培养的人毛囊干细胞也表现出类似的现象:游离脂肪酸的利用导致自由氧升高和细胞凋亡。

进化视角下的思考

从进化的角度来看,轻断食可能触发了一种古老的刹车机制,用于暂停某些组织器官的再生活动,以适应食物供应的波动。

对于远古人类而言,饥饿是常态,生命体进化出了一套精细的应对策略。即使是同在皮肤组织中,表皮干细胞和毛囊干细胞也有着截然不同的生存之道。

“间歇性禁食似乎重启了这种古老的机制,”张兵解释道,“它让毛囊干细胞在禁食期间进入休眠状态,避免过度消耗能量。”

轻断食虽然有诸多益处,但对毛囊干细胞的影响不容忽视。毛囊的再生和毛发的生长在这场“饥饿与饱足”的博弈中成为了“牺牲品”。

或许,生命的奥秘就在于找到平衡,而不是一味地折腾。至少对那些想要保持一头浓密秀发的人来说,轻断食的选择需要更加谨慎。

张兵团队的研究不仅揭示了轻断食背后的复杂生物学机制,也为未来的毛囊再生和毛发生长研究提供了新的思路。未来,科学家们将继续探索如何在享受轻断食好处的同时,保护毛囊干细胞的健康。

西湖大学博士研究生陈晗、刘超和崔诗遥为本次研究的共同第一作者,他们的工作为这一领域的研究奠定了坚实的基础。

来源:学术之乎者

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