这项发表在《自然·代谢》（Nature Metabolism）上的发现，为人类身体在长时间禁食期间的反应提供了异常详细的视角。研究人员发现了超越减肥效果的生物学效应证据，尽管许多潜在的健康相关变化直到参与者大约三天不进食后才变得明显。
来自伦敦玛丽女王大学精准医疗大学研究所（PHURI）和挪威体育科学学院的科学家开展了这项工作。通过确定与禁食相关的分子变化，研究人员希望为未来的研究提供基础，这些研究最终可能促成能够重现禁食某些效果的治疗方法。
这对于那些可能从禁食的某些生物学效应中获益，但无法安全地进行长时间禁食或遵循生酮饮食等模拟禁食方法的人来说，可能尤为重要。
身体如何适应禁食
人类在进化过程中获得了耐受长时间不进食的能力，这在饮食不可预测的时代是必不可少的。如今，数百万人出于文化、宗教、医疗或减肥目的而禁食。
禁食在医学上也有着悠久的历史。它曾以各种形式被用于帮助控制包括癫痫和类风湿性关节炎在内的疾病。
禁食期间最明显的变化之一涉及身体的能量供应。在正常情况下，身体大部分随时可用的能量来自食物中的葡萄糖。一旦这种输入能量消失，身体就会逐渐开始更多地消耗储存的脂肪。
科学家们已经了解了这种基本的代谢转变。但一直不太清楚的是，长时间禁食对身体其他部位有什么影响，包括它是否会产生有益、有害或两者兼有（有益或不良）的生物学变化。
现代蛋白质分析技术使得能够更加详细地研究这些问题。蛋白质在体内执行着大量的工作，从构建组织到控制化学反应以及在细胞间传递信号。因此，测量血液中的数千种蛋白质可以提供一个广泛的图景，展示不同器官和生物系统是如何做出反应的。
追踪为期七天的仅饮水禁食
在这项研究中，研究人员追踪了12名完成了七天仅饮水禁食的健康志愿者。
参与者每天都受到密切监测。科学家们在禁食前、整个禁食期间以及他们恢复进食后，测量了他们血液中约3000种蛋白质的变化。
随后，研究人员将这些蛋白质测量结果与来自大规模人群研究的遗传信息相结合。这使他们能够研究禁食期间哪些生物通路发生了变化，并预测与这些变化相关的一些可能健康后果。
正如预期的那样，在不进食的头两三天里，身体开始从葡萄糖转向以储存的脂肪作为主要能量来源。
参与者在禁食期间平均减轻了5.7公斤，减重来自脂肪量和瘦体重。瘦体重包括非体脂组织，如肌肉和其他富含水分的组织。
在参与者恢复进食三天后，他们的总体重仍低于初始水平。然而，大部分流失的瘦体重已经恢复，而脂肪量的减少则保持不变。
重大转变出现在第三天左右
最引人注目的发现涉及禁食大约三天后发生的情况。
此时，研究人员开始检测到全身蛋白质水平的显著变化。这一模式表明，完全的卡路里限制正在产生一种协调的全身反应，而不仅仅是改变身体获取能量的方式。
在禁食期间，所有测量的蛋白质中约有三分之一发生了显著变化，其影响涉及所有主要器官。
其中许多变化在参与者中表现出一致性。研究人员还检测到了无法仅用体重减轻来解释的生物学特征。
一个例子涉及与大脑神经元结构支持相关的蛋白质变化。神经元是在整个神经系统中传递信息的特化细胞，而周围支持它们的蛋白质有助于维持其结构和功能。
结果表明，长时间禁食可能影响的生物学过程范围远不止脂肪代谢。
潜在益处远超减肥
伦敦玛丽女王大学精准健康大学研究所（PHURI）所长Claudia Langenberg表示：
“我们首次能够看到禁食时全身分子水平上发生的变化。在安全进行的情况下，禁食是一种有效的减肥干预措施。包含禁食的流行饮食法——如间歇性禁食——声称具有超越减肥的健康益处。我们的结果为禁食超越减肥的健康益处提供了证据，但这些益处仅在三天完全限制卡路里后才显现——比我们之前认为的要晚。”
时间点很重要。间歇性禁食可能涉及短得多的不进食时间，而这项研究考察的是持续数天的完全卡路里限制。因此，结果并不意味着较短的禁食计划必然会产生相同的效果。
相反，这项研究有助于确定对长时间禁食的一些更实质性的分子反应何时开始出现。
科学家能否重现禁食的效果？
了解为什么禁食会产生特定的生物学变化，最终可能被证明比禁食本身更重要。
如果研究人员能够确定哪些分子通路负责产生潜在的益处，就有可能开发出激活这些通路的治疗方法，而无需患者停止进食数天。
这种可能性对于那些因身体状况而无法安全或实际进行长时间禁食的人来说，可能特别有用。
PHURI健康数据讲席教授兼柏林夏里特医学院健康研究所计算医学小组联合负责人Maik Pietzner表示：
“我们的发现为关于为什么禁食被用于某些疾病的古老知识提供了基础。虽然禁食可能对治疗某些疾病有益，但对于健康状况不佳的患者来说，禁食往往不是一个选项。我们希望这些发现能提供关于为什么禁食在某些情况下有益的信息，进而可用于开发患者能够接受的治疗方法。”
这项研究提供了人体在长时间禁食期间如何适应的详细分子图谱。它还突出了一个显著的阈值：虽然转向燃烧储存脂肪的过程在最初几天内就开始了，但与禁食相关的许多更广泛的生物学变化只有在约三天没有卡路里摄入后才变得可检测。
这一区别可以帮助研究人员将减肥的效果与长时间禁食引发的更深层次的生物学反应区分开来，同时为将来如何在不要求人们长时间不进食的情况下重现这些反应提供新线索。