Japansk fast studie avslöjar komplexa metaboliska förändringar i människokroppen

Fastande blir populär bland biohackers söker en kant, men det finns anmärkningsvärt lite information om vad som händer inuti kroppen under en snabb. Medan viss forskning har visat att kaloribegränsning kan öka livslängden i labbdjur och många intermittenta fastande entusiaster svär att det ökar deras kognition och hjälper dem att gå ner i vikt, har molekylmekanismerna varit lite vaga - begränsad mestadels till det fettförbrännande fenomenet ketos. För att börja fylla i kunskapsklyftan visar en liten ny studie att fastande effekter på människans ämnesomsättning är faktiskt mycket bredare än tidigare forskning har visat, och intermittent fastning kan ha oigenkända fördelar.

I ett papper publiceras tisdag i tidningen Vetenskapliga rapporter, ett team av forskare vid Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) och Kyoto University avslöjade några av effekterna av att fasta, vilket går långt bortom att bara bränna fett. Genom att analysera blodet från fyra unga, friska humana deltagare efter att de fastat i 34 och 58 timmar - whoa! - laget hittade 42 olika ämnen vars nivåer ökar medan en person fastar (liksom två som går ner), varav endast 14 av dessa forskare tidigare upptäckt hos fastande människor. Det betyder att de upptäckte 30 ämnen människokroppen producerar i stora mängder under fastande som forskare inte visste om.

Det faktum att kroppen producerar alla dessa föreningar, skriver forskarna, tyder på att fastande hoppar upp en hel del mer metaboliska processer än vetenskapsmän någonsin hade insett, varav några kan ha betydande hälsofördelar, inklusive antioxidativ försvar - vilket kan förklara dess antagna anti- åldrande effekter.

"Vi har forskat på åldrande och ämnesomsättning i många år och bestämde oss för att söka efter okända hälsoeffekter i människans fasta", sa studiens första författare Takayuki Teruya, Ph.D., en tekniker vid OIST, i ett uttalande. "I motsats till den ursprungliga förväntningen visade det sig att fastande inducerad metabolisk aktivering var ganska aktiv."

När en människa fastar måste kroppen byta från att använda mat för energi för att använda den energi som lagras i kroppen, i form av fett och glykogen.Flipping denna omkopplare sparkar i sin tur en hel massa andra metaboliska processer som resulterar i de föreningar som mäts i denna studie. Dessa inkluderar kända biprodukter av fastande, som butyrater, acylkarnitiner och förgrenade aminosyror, liksom en mängd andra organiska syror, koenzymer, antioxidanter, puriner och pyrimidiner, som laget skriver "verkar implicera hittills orecognized metabolic mechanisms induced by fasting."

Medan vissa av dessa föreningar toppade i deltagarnas blod och plasma vid 34 timmarsmärket fortsatte andra att stiga för hela 58 timmars snabba och uppnående nivåer 60 gånger deras normala koncentrationer i humant blod.

Konsekvenserna av dessa resultat är inte helt tydliga, eftersom studien var liten och spårade inte deltagarnas långsiktiga hälsa över flera fasta, men forskarna säger att de pekar på flera potentiella fördelar med att fasta. Förutom att antioxidativa försvar, som hjälper till att skydda kroppen mot någon av de långvariga skadorna i samband med åldrande, hävdar studieens författare att fasta verkar öka aktiviteten i mitokondrier - cellens krafthus.

Komplicerar bilden, skriver forskarna att kroppen faktiskt kan producera några antioxidantföreningar som svar på den farliga oxidativa stressen som fastar kan orsaka i första hand.

En sak är rikligt klar, fast: Fastande förändrar verkligen kroppen.

"Eftersom 44 metaboliter står för en tredjedel av alla uppkomna blodmetaboliter, har fasta tydligt orsakat viktiga metaboliska förändringar i humant blod", skriver forskarna. Med framtida studier hoppas de få en tydligare bild av hur fasta påverkar människokroppen genom att rekrytera fler volontärer, vilket minskar risken att variationer i ämnesomsättning kommer att bero på individuella skillnader.

Men för tillfället är det säkert att fasta är ingenstans så enkelt som det verkar, och forskare börjar bara ta hela bilden i fokus.

Abstrakt: Under humant fastande, uppmätts metaboliska markörer, inklusive butyrater, karnitiner och grenade kedjiga aminosyror för energisubstitution genom glukoneogenes och användning av lagrade lipider. Vi utförde icke-målinriktad, noggrann semiquantitativ metabolomisk analys av humant helblod, plasma och röda blodkroppar under 34-58 timmar fastande av fyra volontärer. Under denna period ökade 44 av ~ 130 metaboliter 1,5 ~ 60 gånger. Konsekvent fjorton rapporterades tidigare. Emellertid identifierade vi ytterligare 30 förhöjda metaboliter, vilket implicerar hittills okända metaboliska mekanismer inducerad genom fastande. Metaboliter i pentosfosfatvägar är rikliga, förmodligen beroende på efterfrågan på antioxidanter, NADPH, glukoneogenes och anabole metabolism. Globala ökningar av TCA-cykelrelaterade föreningar speglar förbättrad mitokondriell aktivitet i vävnader under fastande. Förhöjda purin / pyrimidinmetaboliter stöder RNA / proteinsyntes och transkriptionell omprogrammering, vilket också främjas av vissa fastrelaterade metaboliter, möjligen via epigenetiska moduleringar. Således varierar de uttalade metaboliterna från starkt aktiverad katabolism och anabolism stimulerad av fastande. Antioxidation kan vara ett huvudsakligt svar på fastande.