摘要:“纵欲=短命”这事确实早已深入人心。古代“僧人多长寿”多被人们归结于其清心寡欲、戒9戒色;1977年,科学家Thomas Kirkwood还提出了“机体会为了保证繁衍而损害寿命”的细胞一体化假说;甚至,绝育能延长宠物寿命也已经成为共识。
是谁说长寿与性只能二选一,不可兼得?
“纵欲=短命”这事确实早已深入人心。古代“僧人多长寿”多被人们归结于其清心寡欲、戒9戒色;1977年,科学家Thomas Kirkwood还提出了“机体会为了保证繁衍而损害寿命”的细胞一体化假说;甚至,绝育能延长宠物寿命也已经成为共识。
但作为人类,总不能“割以永治”吧!面对性与长寿只能2选1的两难,怎么破局?清华大学生命科学学院的张伟团队发表了一篇研究,就为我们找到了一个能够平衡二者的线索——饮食[1]!
虽说“食色性也”,二者都是人类的本性,但要在人类身上实验还是显得有些变态了(尤其后者)。因此研究者自然将目光放在了交配繁殖多、吃饭可控、且交配易于观察的果蝇身上。
生存与繁衍是短暂“蝇生”中最重要的、也是和我们一样难以兼得的两件大事,但研究者发现,果蝇好像只靠“吃”就做到了。
对纠结的人类来说,“今天吃什么”简直是人生难题,但果蝇可比我们人类明白多了!面对不同的饮食,果蝇并非像大家一般看到的那样“爱食腐、吃糖”,而是会根据自身的生理状态需求对蛋白质的摄入进行灵活调整。
在各位抗衰爱好者眼中,少吃蛋白质才能活得更久,毕竟热量限制(尤其是蛋白质限制),是公认对延长寿命有益的饮食方法。
但蛋白质吃太少,可能还会丧失“性福”!
蛋白质参与“性张力”的部分,参与激发性欲、促进肌肉生成及性激素的合成,并且,它对生育能力也同样重要,不仅是精子的质量保证,对女性的卵巢发育、妊娠期间胎儿的发育等也不可或缺[2]。
研究者在实验中发现,果蝇不论雌雄都有自己的“备孕期”。并且,在交配前雌雄果蝇都更偏爱食用富含蛋白质的酵母,为接下来的繁殖做好准备。
而交配之后,雌性和雄性果蝇的饮食偏好却发生了截然不同的变化:雌性果蝇因孕育下一代而对富含蛋白质的酵母食欲大增;相比之下,雄性果蝇在交配后对酵母的食欲却骤减。
图注:交配减少了雄性对酵母菌的偏好
这种“食欲跟着x欲走”的变化是否就是果蝇在努力平衡生存与繁殖呢?研究者发现,实施符合这种规律的饮食方式,还真的给果蝇的寿命带来了益处:
研究者设计了适应其食欲变化与“三天一次”的交配周期的“三天间歇蛋白质限制”食谱。在此期间,果蝇每三天交配一次,根据各性别情况向果蝇提供一天的5%酵母+5%蔗糖(YS食物),其他两天只提供5%蔗糖(S食物)。
图注:交配后酵母偏好的持续时间,酵母偏好测试时间模式的示意
结果发现,相比恒定蛋白饮食组的果蝇,间歇性蛋白质禁食的雌性果蝇虽然因生育的代价损害了一些寿命,但也最大程度做到了后代数量与延长寿命的平衡;而对雄性果蝇来说益处则更明显——它们的寿命最长,后代也最多。
图注:不同饮食的交配雄性和雌性的寿命与后代数
而反观食用单一蔗糖食物(S食物)组,雄蝇仅活了20天左右,竟还不到间歇蛋白禁食的雄蝇寿命的1/3!它们的后代也更少。在雌蝇中,它们勉强与间歇性蛋白禁食组持平,但也是牺牲了生育后代的能力“换”得的。
如此看来,果蝇随食欲变化与交配需求来改变蛋白质的摄入,便能在保证生育能力的同时最大限度拉长寿命,做到二者兼得。而这种出于本能的食欲改变,想必一定蕴含着大自然的道理!
那么,这种食欲的转变是如何发生的呢?
大脑中的“环环相扣”
为了解开谜团,研究者们首先从雄蝇大脑中与交配行为相关的神经入手。其中,研究者最好奇的、也是最相关的便是负责触发s精的Crz神经元[3]。
果然,在激活Crz神经元后,未交配的雄性对酵母偏好显著降低了,原来shejingCrz神经元才是诱导食欲变化的原因!
图注:当Crz神经元被激活时,未交配的雄性对酵母菌的偏好
之后,研究者又从蛋白质偏好出发,找到了能够调控蛋白质偏好的LK神经元。研究者发现,一些分布在大脑前部的LK神经元能够结合由Crz神经元释放的Crz神经肽,这类神经元简称为ALK神经元。
图注:在LK神经元中敲除CrzR时,雄性对酵母菌的偏好;中枢神经系统中ALK神经元的表达,白色箭头表示ALK神经元的细胞体
研究者进一步发现,当刺激ALK神经元后,无需交配过程就能使雄蝇对酵母的偏好降低;而如果让ALK神经元沉默,即使在交配后,雄蝇对酵母的偏好也不会下降。
图注:ALK神经元激活,未交配的雄性的酵母菌偏好;ALK神经元沉默时交配雄蝇的酵母偏好
同时,交配后雄蝇的ALK神经元钙水平更高,说明ALK神经元被交配激活;而当LK神经元的Crz神经肽受体被减少时,ALK神经元就对交配失去了响应。也就是说,Crz神经就是通过ALK神经元来调控食欲改变的。
图注:不同交配状态下雄性ALK神经元的Ca2+信号
同样,在研究者的层层抽丝剥茧之下,ALK神经元之后的通路也被一一捋清:
当雄性果蝇完成交配时,Crz神经元会释放Crz神经肽作用于ALK神经元。而ALK神经元会释放一种调节进食欲望的物质——sNPF,它被释放后马上与FB-LAL神经元的受体结合,从而抑制雄性果蝇对蛋白质的渴望。
图注:交配对雄性果蝇的蛋白质食欲影响神经回路
雄蝇搞清楚了,那雌蝇呢?
且不说CRZ神经元是负责触发s精的神经元,雌蝇可没有这个功能,雌蝇在交配后反而对酵母更加“情有独钟”了,这又该怎么解释呢?
经过研究者验证,ALK神经元其实在雌蝇中也会受到交配的激活,但稍有不同的是,在雌性果蝇交配后,ALK神经元不会释放sNPF刺激FB-LAL神经元,而是通过释放LK神经肽,直接增加雌蝇对蛋白质的食欲。
图注:交配对雌雄果蝇的蛋白质食欲影响神经回路
因此,同样的交配、相同的神经元,中间一步之差,造就了两性在交配后对蛋白质选择的差别。没想到,平衡长寿与性功能的秘密,早已被大自然写进了果蝇的大脑神经中。
那我们人类,岂有不为我所用的道理?
虽然人不像果蝇一样一直“生生生生不息”,但一生只有1或几次生育经历的人类也没有“休息”,毕竟也不全是为了生孩子(bushi)。因此,根据性需求调整膳食蛋白摄入就不太可行了。所以,想长寿的话,还是要……
为了长生,你永远不知道人类能做到什么地步
你以为我要让你禁欲?no!人生苦短,也应当及时行乐嘛!我们真正可以借鉴的其实是其中的“间歇性”和“限制”。
间歇性禁食与蛋白质限制
有一种饮食方式能够达到与热量限制类似的抗衰老效果,那就是——间歇性禁食,也就是轻断食,例如减肥人都知道的16+8、隔日断食、5+2断食等。
图注:轻断食的实施方法
而另一个能与热量限制的效果并驾齐驱的饮食方式便是蛋白质限制[4],它也是热量限制发挥作用的核心。一般实验中开展蛋白质限制,会将蛋白控制在每日热量摄入的5%~10%[5],但大家实际开展时,还需根据自身具体情况咨询医生或营养专家来确定方案。
可是,我们想要延寿的同时还“精力旺盛”,这该如何平衡?
不仅要结合“限制”与“间歇”,还得“该省省该花花”!
刚刚,我们从果蝇身上找到了平衡性与长寿的秘诀,那就是——“该省省该花花”。
同样地,我们人类是不是也可以实现蛋白质的“按需供给”?
在备孕或孕期等阶段要毫不吝啬地将蛋白质一股脑“加满”,而在不需要生育的阶段执行蛋白质限制来减少生命条的“损耗”,偶尔在“高蛋白日”补充一些蛋白质,这样既能保证性能力,寿命也没啥损失。如此,也许就能做到性能力与长寿的“两全”了!
这也让派派联想到了减肥圈风靡一时的“碳循环饮食法”:也许在蛋白质限制的基础上也可以做到间歇性蛋白质限制+蛋白质循环呢?
可不是这种循环啊喂!
不过在最后,派派还是要说,以上仅供参考,在开始任何形式的蛋白质限制饮食、间歇性禁食之前,还是要先咨询医生或营养师,来确保饮食计划符合个人健康需求哦!
[本文的名称是《Mating reconciles fitness and fecundity by switching diet preference in flies》,发表于权威杂志《Nature Communication》(https://doi.org/10.1038/s41467-024-54369-w),通讯作者为清华大学生命科学学院副教授张伟,第一作者为Chenxi Liu。本研究得到了中国科学技术部创新2030重大项目资助(2021ZD0203300,W.Z.);中国国家自然科学基金(31871059, W.Z.和32022029, W.Z. )]
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来源:时光派科学抗衰