“輕斷食”風行全球，但長期輕斷食者也許要在減脂和秀發(fā)之間作出抉擇。

西湖大學公眾號12月14日推文稱，生命科學領(lǐng)域國際頂刊《細胞》雜志當天在線發(fā)表了該校生命科學學院特聘研究員張兵團隊的研究成果，指出間歇性禁食會誘發(fā)激活的毛囊干細胞凋亡，從而抑制毛囊再生和毛發(fā)生長。

間歇性禁食即輕斷食，研究顯示，輕斷食有助于減重，還可以改善代謝健康、減輕炎癥、提升注意力，但鮮有提及其對人體可能的負作用。

張兵團隊主要研究系統(tǒng)性生理變化如精神壓力，代謝，衰老對各類成體干細胞的調(diào)控機制。在哈佛大學博士后研究期間，張兵曾發(fā)現(xiàn)精神壓力導(dǎo)致白發(fā)的生物學機制，成為Nature 2020年度“十大科學發(fā)現(xiàn)”之一。

很多科學發(fā)現(xiàn)來自于“失誤”。2021年夏天，西湖大學干細胞與再生生物學實驗室一位科研實習的同學忘記投放飼料，讓小鼠餓了一天。在后續(xù)的毛囊取樣觀察中，這只小鼠出現(xiàn)了不少凋亡的毛囊干細胞。

“難道饑餓可以殺死毛囊干細胞？如果一次禁食會殺死小鼠的毛囊干細胞，那么輕斷食會不會影響毛囊再生和毛發(fā)生長？”張兵思忖。此時，他自己正在“16/8限時進食”，只在一天中的8個小時內(nèi)吃東西，其余16個小時不進食。

“16/8限時進食”是最流行的輕斷食方式，其它常見的還有隔日斷食、每周兩天斷食等。

研究團隊為小鼠設(shè)計了三種進食方案：正常飲食組、16/8限時進食組、隔日禁食組。實驗前所有小鼠被剃掉毛發(fā)，96天后，正常進食組的小鼠毛發(fā)恢復(fù)如初，16/8限時進食組、隔日禁食組只恢復(fù)部分區(qū)域的毛發(fā)，稀稀拉拉。

三組小鼠的毛發(fā)恢復(fù)情況對照  本文圖均為 西湖大學微信公眾號 圖

研究人員推論，間歇性禁食組小鼠的毛發(fā)再生出現(xiàn)問題是因為攝入的卡路里總量變少。為精確檢測進食量和代謝指標，小鼠被放入“代謝籠”中。

“代謝籠”實驗裝置。  

沒想到，“劇情”反轉(zhuǎn)。輕斷食的小鼠變“精”了，在有食物時比平時吃得多。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，三組小鼠的食物攝取總量并無顯著差異。

“也許，毛囊干細胞調(diào)亡與每次禁食的時間長短有關(guān)？”研究團隊調(diào)整方案后發(fā)現(xiàn)，毛囊干細胞凋亡的嚴重程度與禁食時間的長短正相關(guān)。每天禁食時間延長到21小時后，小鼠的毛發(fā)再生幾乎被完全抑制；每天禁食時間縮短為12小時，毛發(fā)生長恢復(fù)正常。這些小鼠攝入的卡路里總量仍沒有明顯改變。

“為什么長時間斷食會殺死毛囊干細胞？”通過深入研究，一種由大腦指揮、多器官參與的機體系統(tǒng)反應(yīng)浮出水面。

研究顯示，饑餓時，小鼠的“瘦素”（一種由脂肪組織分泌的激素）分泌減少，導(dǎo)致下丘腦-垂體-腎上腺軸激活，由腎上腺向血液中釋放皮質(zhì)醇和腎上腺素。它們進入皮膚，調(diào)動真皮脂肪細胞進行分解，釋放出游離脂肪酸——相比葡萄糖，脂肪酸是更高效的能量供給方式。

毛囊的再生由毛囊內(nèi)部的干細胞驅(qū)動，干細胞激活，使毛囊進入生長期，促進毛發(fā)生長。張兵團隊發(fā)現(xiàn)，剛激活的毛囊干細胞“受不了”脂肪酸代謝。真皮脂肪細胞分解釋放的大量游離脂肪酸圍繞在毛囊干細胞周圍，使其轉(zhuǎn)向脂肪酸氧化代謝。然而，脂肪酸氧化代謝直接導(dǎo)致激活的毛囊干細胞凋亡，毛囊再生被按下暫停鍵。

當小鼠再次進食，靜息的毛囊被再度激活，又在下一輪禁食中凋亡。處于長期間歇性禁食的小鼠，毛囊干細胞從靜息狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)向激活狀態(tài)，又在接下去的禁食中因氧化應(yīng)激（生物體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的狀態(tài)）消亡。長期反復(fù)的禁食，過度消耗了毛囊干細胞。

脂肪（淺黃色部分）分解后釋放大量游離脂肪酸，剛蘇醒的毛囊干細胞（淺綠色部分）開始凋亡，間歇性禁食讓此過程不斷反復(fù)。

明確這一機制后，張兵團隊與西湖大學醫(yī)學院鄭鉅圣團隊合作，在校內(nèi)展開人群試驗，志愿者保持間歇性禁食，并在后腦剃去1平方厘米的頭發(fā)，觀察恢復(fù)情況。實驗表明，間歇性禁食導(dǎo)致毛發(fā)生長速度明顯下降，只是相比小鼠而言程度較輕。對人毛囊干細胞和毛囊的體外培養(yǎng)結(jié)果也顯示，對游離脂肪酸的利用會導(dǎo)致其自由氧升高和細胞凋亡。

“從演化的視角看，人類的祖先吃飽是偶然，饑餓才是常態(tài)，機體面對饑一頓飽一頓的現(xiàn)實做出精細化的應(yīng)對策略，即使同在皮膚組織，表皮干細胞和毛囊干細胞也形成了不同的生存之道?！睆埍f，間歇性禁食似乎觸發(fā)了古老的“剎車”機制，暫停一些組織、器官的再生活動，以適應(yīng)食物供應(yīng)的波動，在這個適應(yīng)過程中，毛囊再生、毛發(fā)生長成了“犧牲品”。

實驗中，研究人員曾嘗試每天給禁食的小鼠使用抗氧化劑，毛囊干細胞的凋亡被阻止，小鼠又開始長毛，團隊正利用這一發(fā)現(xiàn)尋找促進人類毛囊再生和加快生長的新方法。