【科学普及】老了也要“燃烧卡路里”！—运动和限时饮食助力老年人健康

“燃烧我的卡路里！”在锦鲤妹妹的一路加持下，不仅成为某音神曲，还一路披荆斩棘闯进“2018年十大网络用语”。这首歌的“核心理念”和减肥圣经“管住嘴，迈开腿”如出一辙，即合理的饮食限制和运动有助于身体健康。

长期有氧运动训练能提高身体素质，降低患心血管疾病、癌症、痴呆以及其他慢性疾病的风险（Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 2006）。在年轻的小鼠中进行饮食干预，能够明显增强多种器官系统的功能。而在年老肥胖小鼠中体育锻炼和饮食限制是否也具有相同的效果呢？目前还没有明确的研究。

近期来自梅奥诊所的Nathan K. LeBrasseur和MarissaJ. Schafer（图1）在AgingCell上发表的文章“Late‐life time‐restricted feeding andexercise differentially alter healthspan in obesity”为我们揭示了运动（EX）和限时饮食（time‐restricted feeding , TRF即自由取食的时间限制在每天8-12小时）对年老肥胖小鼠（20-24月龄）的影响。主要检测了与衰老和肥胖相关的表型特征，即身体成分、生理和心血管功能、日常生理活动（activity of daily living, ADL）行为、代谢和病理等指标。

        图1. Marissa J. Schafer博士（左）和Nathan K. LeBrasseur教授（右）

为了研究运动和限时饮食对老年肥胖小鼠健康寿命的影响，研究人员构建了以下几种小鼠模型：（1）年轻正常自由采食组（ND-Y）；(2)6-24个月正常自由采食组（ND-SD）；（3）6-24个月高脂自由采食组（FD-SD）；（4）6-20个月高脂自由采食+4个月限时采食干预（FD-TRF）；（5）6-20个月高脂自由采食+4个月运动干预（FD-EX）（图2）。

图2. 小鼠实验组的示意图描述

在进行4个月的实验干预后，FD-SD组小鼠与ND-SD组小鼠比，在体重标准化能量摄入方面有轻微的下降。FD-EX组小鼠与其他组小鼠比存活率得到了提高。在进行高脂喂食14个月后，FD组小鼠的体重比ND组小鼠的体重增加34%，其中 FD-TRF组小鼠体重增加比例比FD-EX组小。可以得出在FD-SD组小鼠中限时饮食能更好地减缓体重的增加，而运动能提高小鼠的存活率（图3）。

图3. 各组小鼠生存曲线以及体重变化曲线

在进行实验干预后每组小鼠的身体组成发生了明显的变化。ND-SD组小鼠体重减少了7%，主要是脂肪含量减少，FD-TRF组以及FD-EX组小鼠脂肪含量平均减少了20%。但是FD-TRF组小鼠的肌肉含量平均减少了12%，而FD-EX组小鼠的肌肉含量未出现明显变化（图4）。

图4. 各组小鼠在4个月干预后体重、脂肪含量和肌肉含量变化

接下来，研究人员检测了运动和限时饮食对小鼠身体机能和筑巢能力的影响。发现与FD-SD小鼠相比，FD-EX小鼠在跑步机上的平均持续时间明显延长，而FD-TRF小鼠的平均持续时间没有显著变化，说明运动能够改善老年肥胖小鼠的身体机能，而限时饮食不能。筑巢质量能够反映小鼠的认知能力，通过比较发现，FD-EX组小鼠的筑巢质量比FD-TRF组小鼠差。表明限时饮食能改善老年肥胖大鼠认知能力的下降，但运动不能改善老年肥胖大鼠认知能力的下降（图5）。

图5. 运动和限时饮食增强老年肥胖小鼠身体机能和筑巢质量

接着又对小鼠的代谢功能进行分析，通过测定呼吸交换比例（respiratory exchange ratio, RER），发现限时饮食显著地改变了RER的节律，相对于限时饮食，运动对RER循环的影响降低，但是FD-EX小鼠维持与ND-Y小鼠相似的RER水平，显示出潜在的益处（图6）。

图6. TRF对老年肥胖小鼠的代谢功能有积极作用

衰老和肥胖能影响心血管功能，研究者接下来检测限时饮食以及运动能否改善由衰老和肥胖引起的心血管功能下降。研究人员通过检测左心室的质量，舒张期左心室内径变化程度，射血分数等指标来评价，发现FD-TRF组小鼠比FD-EX组小鼠舒张期左心室内径变化程度低。体外实验中，研究者通过检测分离的小鼠颈动脉对乙酰胆碱，DEA‐NONOate（一氧化氮释放剂）刺激的响应来反映血管功能的下降。发现只有FD-TRF组小鼠对NO敏感（图7）。说明在年老肥胖组中限时饮食对小鼠的心血管功能有损害而运动对小鼠的心血管功能没有影响。

图7. 限时饮食减弱年老肥胖小鼠的心血管功能

在生理压力下，与FD-SD组相比，FD-TRF小鼠显示出明显的颈动脉膨胀性降低，反映出血管硬度增加（表.1）。

表1. 年老，肥胖小鼠中饮食限制和运动对小鼠健康影响指数

癌症和肝脏损害在老年肥胖个体中很常见，在老年肥胖小鼠研究中发现衰老和肥胖使肿瘤相关发病率显著增加，但是运动和限时饮食并没能对此有所改善（图8a）。研究人员发现FD-TRF组碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）和丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase, ALT）水平明显降低，说明限时饮食能够降低老年肥胖大鼠肝病的发生率，而运动对老年肥胖大鼠肝病发生率的影响不大（图8b.8c）。

图8. 限时饮食和运动对发病参数（肿瘤和肝损害）的影响

通过他们的研究，证明运动和限时饮食对年老肥胖小鼠身体机能的改善同样有效果。限时饮食对年老肥胖小鼠的脂肪含量、认知能力、和肝脏功能具有显著的积极作用，而运动对年老肥胖小鼠的脂肪含量、肌肉含量和身体机能具有显著的积极作用。但是限时饮食会导致老年肥胖小鼠肌肉含量降低，损伤心血管功能。

综上所述，肥胖对老年人健康大为不利，然而要想瘦下来可要选对方法哦。因为文章的研究结果提示：运动是改善老年肥胖人群身体健康的有效手段，而饮食限制对老年肥胖人群的身体健康有一定的伤害。

参考文献：

1.Schafer M J, Mazula D L, Brown A K, et al. Late‐life time‐restricted feeding and exercise differentially alter healthspan in obesity[J]. Aging Cell, 2019: e12966.

2.Pedersen B K, Saltin B. Evidence for prescribing exercise as therapy in chronic disease[J]. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 2006, 16(S1): 3-63.