Обмежені часом їжі пропонують покращити цю статтю

Обмеження за часом - це форма щоденного голодування, коли час доби, протягом якого людина їсть, обмежене або стиснене. Люди, які практикують прийом їжі з обмеженим часом, зазвичай їдять протягом 8-12-годинного денного вікна і поститься протягом решти 12-16 годин. На відміну від періодичного голодування, яке передбачає обмеження калорій, обмежений часом їжі дозволяє людині їсти стільки, скільки хоче під час їжі. Обмежена часом їжа узгоджує цикли прийому їжі та голодування з вродженою цілодобовою циркадною системою організму. [1] У науковій літературі обмеження часу вживання їжі насамперед стосується випробувань на людях, тоді як годування з обмеженням у часі стосується досліджень на тваринах; однак обидва терміни час від часу використовуються як взаємозамінні.

Добова система складається з безлічі клітинних годинників, що знаходяться у всіх клітинах тіла. Ці годинники організовують регуляцію експресії генів, яка координує метаболічні програми, необхідні для підтримки функцій організму. З усього геному людини приблизно 15 відсотків генів демонструють добові коливання або коливання у своїй активності. Багато з цих генів беруть участь в обміні вуглеводів, ліпідів та холестерину. [2] Як в ході досліджень на тваринах, так і на випробуваннях на людях, обмежене в часі годування та вживання їжі викликало корисні наслідки для здоров’я, включаючи втрату ваги, зменшення маси жиру, поліпшення роботи серця та посилення аеробних можливостей, не змінюючи якості та кількості дієти. [3]

Добова складова обмеженого в часі прийому їжі

У ссавців циркадна система організована в ієрархічному порядку, при цьому надхіазматичне ядро, або SCN, крихітна область мозку, розташована в гіпоталамусі, виконує роль головного "годинника". У свою чергу SCN координує периферичні годинники організму, такі як ті, що знаходяться в печінці, підшлунковій залозі, м’язах та жировій тканині. [4] Отже, головний годинник керує ритмами відпочинку та активності, які визначають цикли прийому їжі та посту. [5] Разом SCN та периферійні годинники складають основні тактові компоненти. Ритми основних годинників динамічні протягом усього життя і помітно змінюються з віком, стаючи дедалі більш невмілими. Ці розлади пов'язані зі старінням та хворобами.

Світло є основним сигналом, який вводить головний годинник для встановлення 24-годинного циркадного циклу тіла, синхронізуючи SCN із зовнішніми циклами світло-темрява. Інші зовнішні сигнали, такі як температура тіла, доставка кисню до тканин та споживання їжі, також здатні назавжди змінити циркадну систему. Ці ознаки зазвичай називають сигналами Zeitgeber (комбінація двох німецьких термінів, що означає "подавець часу"). Сигнали Zeitgeber викликають зміни в діяльності SCN та периферичних годинників, які згодом можуть змінити експресію генів, що беруть участь у метаболізмі.

Прийом їжі є домінуючим сигналом Zeitgeber в периферійних годинниках. [6] Циркулюючі з раціону поживні речовини, такі як глюкоза, амінокислоти та жирні кислоти, та їх відносна кількість мають потенціал цайтгебера [7] [8] [9] і можуть десинхронізувати периферійні годинники з SCN. Наприклад, специфічні харчові проблеми у мишей, такі як велике споживання жиру з їжею, спричиняють системні зміни в циркадній регуляції навіть після всього трьох днів. [10] [11]

Час прийому їжі також визначає фізіологічну реакцію організму на їжу, особливо периферичні циркадні ритми, як це спостерігається із змінами метаболізму глюкози, що залежать від часу. Наприклад, випробування, яке відстежувало глікемічну реакцію на один і той же прийом їжі в різний час доби, продемонструвало, що після їжі (після їжі) підвищення глюкози було найнижчим вранці, а найвищим ввечері. [12] Враховуючи потенціал їжі Zeitgeber, їжа з обмеженим часом виникла як ключове втручання для підтримання синхронізованого циркадного ритму між головним та периферійним годинниками як засіб для поліпшення здоров'я.

Обмежене в часі харчування та здоров'я метаболізму

Циркадна система глибоко переплітається з метаболізмом організму для оптимізації роботи протягом 24-годинного циклу. Такі метаболічні процеси, як апетит, чутливість до інсуліну та витрата енергії (кількість калорій, необхідних для нормальної роботи організму), відбуваються ритмічно протягом усього циклу. [13] Порушення добової системи, будь то змінна робота, переїдання або старіння, швидше за все, сприяє розладу обмінної та неврологічної систем.

Зараз випробування на людях демонструють потенціал обмеженого в часі прийому їжі як нового засобу запобігання або зворотних метаболічних хвороб. Нещодавнє дослідження застосувало як «раннє» вживання їжі (починаючи з 8 ранку), так і обмежені за часом стратегії прийому їжі, щоб дослідити, чи впливає час їжі на витрати енергії. Коли учасники дослідження їли три стандартизовані страви за 6-годинне вікно на день, вони відчували зниження апетиту та посилення метаболізму жирів, порівняно з тим, коли вони їли три стандартизовані страви, подібні за калоріями та складом протягом 12-годинного вікна на день. Ці комбіновані стратегії можуть служити засобом для полегшення втрати ваги у дорослих із зайвою вагою. [13]

Інше дослідження, в якому брали участь люди з ожирінням, які протягом 12 тижнів дотримувались 8-годинного режиму харчування з обмеженим часом, показало, що учасники зазнали 3-відсоткової втрати ваги порівняно з контрольною групою, вага якої залишалася стабільною. [14] Крім того, чоловіки, яким загрожує цукровий діабет 2 типу, дотримувались або 9-годинного «раннього» періоду прийому їжі з обмеженим часом (з 8 ранку до 5 вечора), або «відкладеного» вікна (з 12 до 21 години) 36% зниження їх глікемічної реакції на їжу, а також зниження рівня тригліцеридів натще. Ці висновки свідчать про те, що існує певна гнучкість у визначенні вікна, протягом якого людина їсть, коли практикує їжу з обмеженим часом. [15]

Дослідження також показують, що обмежена у часі їжа покращує циркулюючий інсулін та артеріальний тиск незалежно від втрати ваги. Наприклад, у невеликому дослідженні, в якому взяли участь вісім чоловіків із надмірною вагою з переддіабетом, які були рандомізовані на раннє обмежене вживання їжі (6-годинний період прийому їжі, вечеря до 15:00) або контрольний графік (12-годинний період прийому їжі) протягом п’яти тижнів, ранкові показники систолічного та діастолічного артеріального тиску у учасників 6-годинного вікна з обмеженим часом зменшились на 11 мм та 10 мм відповідно, що порівнянно із покращеннями, які зазвичай спостерігаються при застосуванні антигіпертензивних препаратів, таких як ангіотензинперетворюючий фермент, або інгібітори АПФ. Крім того, рівень інсуліну натще у учасників 6-годинного вікна знизився на 3,4 мОд/л, а рівень 8-ізопростану, маркеру ліпідного окисного стресу, у плазмі знизився на 14 відсотків. [16]

Зовсім недавнє дослідження вивчило, чи користь від схуднення, пов’язана з TRE, виникає внаслідок змін у тому, як організм метаболізує їжу, чи вони просто є артефактом того, що менше їдять протягом обмеженого періоду. У дослідженні брали участь 11 дорослих із зайвою вагою, які харчувались за раннім графіком харчування (з 8:00 до 14:00) та контрольним графіком (з 8:00 до 20:00) протягом чотирьох днів кожен. На четвертий день оцінювали витрати енергії та метаболічні заходи учасників. Коли учасники дотримувались раннього графіка TRE, рівень їх голоду знизився, вони відчували себе ситішими, а рівень греліну, стимулюючого апетит гормону, був нижчим, ніж прийом їжі за контрольним графіком. Автори дослідження дійшли висновку, що TRE може полегшити втрату ваги, зменшуючи апетит. [13]

Окрема група дослідників зібрала дані тих самих учасників, щоб дослідити вплив раннього обмеженого вживання їжі на 24-годинний рівень глюкози та маркери добових ритмів, старіння та аутофагії. Вони виявили, що коли учасники дотримувались раннього графіка прийому їжі, у них знижувалася цілодобова глюкоза в крові, знижувався вечірній кортизол і вищий рівень BDNF. Учасники також мали підвищений рівень кетону бета-гідроксибутират, демонструючи, що короткочасне щоденне голодування може скромно збільшити циркулюючі кетони. Крім того, їх експресія генів змінилася: рівні гена, пов’язаного з аутофагією, зросли на 22 відсотки, що свідчить про те, що певний ступінь аутофагії стався під час голодування, а експресія SIRT1, гена проти старіння, зросла на цілих 13 відсотків. [17]

Недавні дослідження на тваринах показали, що прийом їжі з обмеженим часом може покращити стан метаболізму. Миші, яких годували різноманітними обезогенними дієтами, дотримуючись 8-10-годинного режиму прийому їжі з обмеженим часом, переживали послаблення метаболічного синдрому за рахунок поліпшення толерантності до глюкози та інсулінорезистентності, захисту від гіперхолестеринемії та зменшення вмісту жиру у всьому тілі. накопичення. Ці наслідки зберігалися навіть тоді, коли обмежене в часі годування тимчасово порушувалось необмеженою їжею у вихідні дні. [21] Крім того, було показано, що обмежене в часі годування гризунів змінює прогресування діабету 2 типу та ожиріння. [22]

Обмеження в часі прийому їжі та м’язової маси та виконання вправ

На додаток до поліпшення метаболізму, що спостерігається у людей із ожирінням та надмірною вагою, обмеження часу вживання їжі продемонструвало корисні ефекти у здорових дорослих. У поєднанні з тренуванням на стійкість, 8-годинне вікно з обмеженим часом прийому їжі у здорових чоловіків призвело до зниження рівня глюкози в крові, інсуліну в крові та маси жиру, зберігаючи при цьому м’язову масу. [19] Крім того, жінки, треновані на опір, які дотримувались 8-годинного вікна з обмеженим часом і голодували 16 годин на день, не зазнавали атрофії скелетних м’язів. Швидше, вони відчували гіпертрофію та результативність роботи м’язів, подібні до жінок у контрольній групі дієт, які їли всю свою їжу протягом 13 годин на день. Примітно, що дієтичне споживання двох груп було подібним за енергією та вмістом білка. [23]

Обмеження за часом годування також, схоже, посилює аеробну здатність мишей. Миші, які їли протягом 9-годинного вікна годування з обмеженим часом, працювали приблизно на одну годину довше, ніж миші подібної ваги, які мали необмежений доступ до їжі. [24]

Обмеження за часом їжі та довголіття

Є деякі докази тварин, що обмежене в часі годування також має довгострокові переваги для здоров’я, про що свідчить збільшення тривалості життя. Миші, яких годували одним прийомом їжі на день, жили приблизно на 11-14 відсотків довше, коли їх годували з тією ж калорійністю, що і миші, які їли вільно, припускаючи, що обмежене в часі годування не тільки покращує метаболічне здоров'я, але може сприяти довголіттю навіть за відсутності обмеження калорій. [25]

Кава та обмежене вживання їжі

Як описано вище, такі поживні речовини, як глюкоза, амінокислоти та жирні кислоти, мають потенціал цайтгебера і можуть активувати периферичні годинники, такі як у печінці. [7] [8] [9] Незрозуміло, чи може кофеїн, такий як той, що міститься в чорній каві, діяти як цайтгебер для активації периферійних годинників. Оскільки вживання їжі з обмеженим часом має циркадний компонент, і кофеїн порушує циркадні ритми через його стимулюючий ефект, деякі стверджують, що це може впливати на периферійні годинники. Наприклад, споживання кофеїну вночі викликало 40-хвилинний зсув внутрішніх годинників тіла, приблизно половину зсуву, що відбувся після трьох годин нічного впливу яскравого світла. [26] Крім того, кофеїн потрапляє в кишечник і метаболізується в печінці, активуючи обмінні процеси в цих тканинах і потенційно запускаючи циркадні годинники. [27]

Однак деякі дослідження з обмеженим часом їжі, що демонструють користь для здоров'я, включили чорну каву в свої протоколи. Наприклад, коли жінки, які перебувають у стадії ремісії від раку молочної залози, практикували обмежений у часі протокол прийому їжі, який включав 11-годинне вікно прийому їжі та 13-годинний період голодування, коли було дозволено споживання чорної кави, жінки відчували 36 відсотків зменшення частоти рецидивів раку молочної залози. [28] У пілотному дослідженні, в якому люди з діабетом практикували їжу з обмеженим часом у межах 4-8-годинного вікна, але їм дозволялося пити каву та чай протягом періоду голодування, учасники показали поліпшення регулювання глюкози та втрати ваги. Примітно, що вони також мали 18-процентне зниження споживання калорій, що є потенційним фактором, що сприяє їх висновкам. [29] Нарешті, поліфеноли в кофеїні з кофеїном або без кофеїну викликають аутофагію в печінці, м’язах та серці у мишей через чотири години після споживання. [30]

Генетичні механізми

Добова система в більшості клітин в основному спирається на дві петлі зворотного зв'язку, в яких трансляція основних генів годинників регулюється їх власними білковими продуктами. Ці взаємозв’язані петлі зворотного зв’язку генерують ритмічні цикли транскрипції для управління циклами неспання та споживання їжі, стимулюючи експресію тисяч цільових генів.

Багато з цих генів, які дотримуються ритмічних моделей, беруть участь у метаболізмі і можуть безпосередньо взаємодіяти з основними генами годинника для координації метаболічних програм. Наприклад, сімейство рецепторів, що активуються проліфератором пероксисоми (PPAR), дотримується циркадних коливань, і їх різні ізоформи можуть регулювати диференціацію адипоцитів та синтез жирних кислот (PPAR𝛾), модулювати окислення жирних кислот та катаболізм амінокислот у печінці (PPARα) та регулюють запальний процес, а також посилюють окислення жирних кислот у м’язах (PPARẟ). Було показано, що дві ізоформи PPARα та PPAR𝛾 взаємодіють з іншими тактовими генами, що призводить до змін, залежних від часу, ліпідного обміну. [9] Гени, що беруть участь у засвоєнні та метаболізмі глюкози, такі як печінковий транспортер глюкози та фермент глюкокіназа, також демонструють щоденні ритми, які, ймовірно, збігаються із змінами чутливості до глюкози та інсуліну в різний час доби. [31]

Подальше пов'язування циркадних годинників і обміну речовин, дослідження на тваринах, клінічні дослідження та спостережні дослідження продемонстрували, що часті зриви циклів світло-темно та їжі натще можуть призвести до циркадної дисрегуляції та метаболічної дисфункції. У мишей, у яких були вибиті основні годинникові гени, розвивається метаболічний синдром і ожиріння, що вказує на зв'язок між циркадною регуляцією та метаболізмом. [32] [33] [34] [35] [36]. Крім того, працівники зміни та здорові люди, які навмисно порушують свої добові ритми, виявляють ознаки метаболічної дисфункції та більшу частоту деяких хронічних захворювань, включаючи рак. [37] [38] Дослідження асоціацій по всьому геному (GWAS) також виявили поліморфізми генів людини в основному циркадному гені годинника CLOCK, які пов’язані з надмірною вагою або ожирінням. [39] [40] [41]

Порушення роботи вроджених 24-годинних годинників в організмі через нерегулярні цикли світло-темні та необмежене харчування спричинені патогенезом ряду метаболічних та неврологічних захворювань, а також раку. Однак прийом їжі з обмеженим часом постає потенційною стратегією уникнення великих дієтичних змін, одночасно покращуючи загальний стан метаболізму. Подальші дослідження, можливо, з’ясують багато механізмів, що викликають ці сприятливі ефекти, а також розкриють терапевтичний потенціал обмеженого в часі прийому їжі для запобігання або покращення прогнозу вікових захворювань.