Ограниченото във времето хранене е форма на ежедневно гладуване, при което времето на деня, през което човек яде, е ограничено или компресирано. Хората, които практикуват ограничено във времето хранене, обикновено се хранят по време на 8 до 12-часов прозорец през деня и постят през останалите 12 до 16 часа. За разлика от периодичното гладуване, което включва ограничаване на калориите, ограниченото във времето хранене позволява на човек да яде колкото иска по време на прозореца за хранене. Ограниченото по време хранене привежда циклите на хранене и на гладно във вродената 24-часова циркадна система на тялото. [1] В рамките на научната литература ограниченото във времето хранене се отнася предимно до опити с хора, докато ограниченото по време хранене се отнася главно до изследвания върху животни; обаче и двата термина се използват понякога взаимозаменяемо.

времето хранене

Циркадната система е съставена от множество клетъчни часовници, открити във всички клетки в тялото. Тези часовници организират регулирането на генната експресия, която координира метаболитните програми, необходими за поддържане на телесните функции. От целия човешки геном приблизително 15% от гените показват ежедневни трептения или колебания в своята активност. Много от тези гени участват в метаболизма на въглехидратите, липидите и холестерола. [2] Както при проучвания върху животни, така и при опити с хора, ограниченото във времето хранене и хранене са довели до полезни ефекти върху здравето, включително загуба на тегло, намалена мастна маса, подобрена сърдечна функция и подобрен аеробен капацитет, без да променят качеството или количеството на диетата. [3]

Циркадният компонент на ограниченото във времето хранене

При бозайниците циркадната система е организирана по йерархичен начин, като супрахиазматичното ядро ​​или SCN, мъничка област на мозъка, разположена в хипоталамуса, действа като главен „часовник“. SCN от своя страна координира периферните часовници на тялото, като тези, които се намират в черния дроб, панкреаса, мускулите и мастната тъкан. [4] Следователно главният часовник задвижва ритми на почивка и активност, които определят цикъла на хранене и гладуване. [5] Заедно SCN и периферните часовници включват основните компоненти на часовника. Ритъмите на основните часовници са динамични през целия живот и се променят значително с възрастта, ставайки все по-разстройвани. Тези нарушения са свързани със стареенето и болестите.

Светлината е основният сигнал, който улавя главния часовник, за да зададе 24-часовия циркаден цикъл на тялото, като синхронизира SCN с външни цикли светлина-тъмнина. Други външни сигнали, като телесна температура, доставка на кислород до тъканите и прием на храна също имат способността да променят трайно циркадната система. Тези сигнали обикновено се наричат ​​сигнали на zeitgeber (комбинация от два германски термина, което означава „даващ време“). Zeitgeber сигналите предизвикват промени в дейностите на SCN и периферните часовници, които впоследствие могат да променят експресията на гени, участващи в метаболизма.

Приемът на храна е доминиращият Zeitgeber сигнал в периферните часовници. [6] Циркулиращите хранителни вещества от диетата, като глюкоза, аминокиселини и мастни киселини, и техните относителни количества притежават цайтгебер капацитет [7] [8] [9] и могат да десинхронизират периферните часовници от SCN. Например, специфични хранителни предизвикателства при мишки, като висок прием на мазнини с храната, предизвикват системни промени в циркадната регулация дори само след три дни от предизвикателството. [10] [11]

Времето за прием на храна също определя физиологичната реакция на организма към храната, особено периферните циркадни ритми, както се наблюдава при зависими от времето промени в метаболизма на глюкозата. Например, изпитване, което проследява гликемичния отговор на едно и също хранене по различно време на деня, показва, че повишаването на глюкозата след хранене (след хранене) е най-ниско сутрин и най-високо вечер. [12] Предвид Zeitgeber сигнализиращия капацитет на храната, ограниченото във времето хранене се очертава като ключова намеса за поддържане на синхронизирани циркадни ритми между главния и периферните часовници като средство за подобряване на здравето.

Ограничено във времето хранене и метаболитно здраве

Циркадната система е дълбоко преплетена с метаболизма на организма, за да оптимизира работата в рамките на 24-часов цикъл. Метаболитните процеси като апетит, реагиране на инсулин и енергийни разходи (броят на калориите, необходими за нормалната телесна функция) се извършват по ритмичен начин през целия цикъл. [13] Нарушаването на циркадната система, независимо дали чрез работа на смени, преяждане или стареене, вероятно допринася за разстройството на метаболитната и неврологичната системи.

Изпитванията върху хора сега демонстрират потенциала на ограниченото във времето хранене като ново средство за предотвратяване или обръщане на метаболитни заболявания. Неотдавнашно проучване внедри както „ранно“ хранене (с начало в 8 сутринта), така и ограничени във времето стратегии за хранене, за да се изследва дали времето за хранене влияе върху разхода на енергия. Когато участниците в проучването ядат три стандартизирани ястия в 6-часов прозорец на ден, те изпитват намален апетит и повишен метаболизъм на мазнините, в сравнение с това, когато ядат три стандартизирани ястия, които са сходни по калории и състав по време на 12-часов прозорец на ден. Тези комбинирани стратегии могат да служат като средство за улесняване на загубата на тегло при възрастни с наднормено тегло. [13]

Друго проучване, в което са участвали затлъстели хора, които са спазвали 8-часов режим на хранене с ограничено време в продължение на 12 седмици, е установило, че участниците са имали 3 процента загуба на тегло в сравнение с контролната група, чието тегло остава стабилно. [14] В допълнение, мъжете в риск от диабет тип 2, които се придържат или към 9-часов „ранен“ прозорец с ограничено време за хранене (8:00 до 17:00), или „забавен“ прозорец (12:00 до 21:00) 36% намаляване на техния гликемичен отговор на хранене, както и намалени триглицериди на гладно. Тези открития предполагат, че вероятно има известна гъвкавост при определяне на прозореца, през който човек се храни, когато практикува ограничено във времето хранене. [15]

Проучванията също така показват, че ограниченото във времето хранене подобрява циркулиращия инсулин и кръвното налягане, независимо от загубата на тегло. Например, в малко проучване, включващо осем мъже с наднормено тегло с преддиабет, които са били рандомизирани на ранно ограничено по време хранене (6-часов период на хранене, с вечеря преди 15:00) или контролен график (12-часов период на хранене) за пет седмици, сутрешното отчитане на систоличното и диастоличното кръвно налягане на участниците в 6-часовия прозорец с ограничено във времето хранене намалява съответно с 11 mm и 10 mm, което е сравнима с подобренията, често наблюдавани при антихипертензивни лекарства като ангиотензин-конвертиращ ензим или ACE инхибитори. В допълнение, нивата на инсулин на гладно на участниците в 6-часовия прозорец намаляват с 3.4mU/L, а плазмените нива на 8-изопростан, маркер за липиден оксидативен стрес, намаляват с 14%. [16]

Съвсем скорошно проучване разгледа дали ползите от загуба на тегло, свързани с TRE, произтичат от промени в начина, по който тялото метаболизира храната, или просто са артефакт за по-малко ядене през ограничения период. В проучването са участвали 11 възрастни с наднормено тегло, които са се хранили по график за ранно хранене с ограничен период от време (8:00 до 14:00) и контролен график (8:00 до 20:00) за четири дни всеки. На четвъртия ден бяха оценени енергийните разходи и метаболитните мерки на участниците. Когато участниците следваха ранния график на TRE, нивата на глада им бяха намалени, те се чувстваха по-пълни и нивата на грелин, стимулиращ апетита хормон, бяха по-ниски в сравнение с храненето по контролния график. Авторите на изследването заключават, че TRE може да улесни загубата на тегло чрез намаляване на апетита. [13]

Отделна група изследователи събраха данни от същите участници, за да изследват ефектите от ранното ограничаване на времето на хранене върху 24-часовите нива на глюкоза и маркерите на циркадните ритми, стареенето и автофагията. Те открили, че когато участниците спазват ранния график на хранене, те имат по-ниска 24-часова кръвна глюкоза, по-нисък вечерен кортизол и по-високи нива на BDNF. Участниците също са имали повишени нива на кетон бета-хидроксибутират, демонстрирайки, че краткосрочното ежедневно гладуване може умерено да увеличи циркулиращите кетони. В допълнение, тяхната генна експресия се промени: нивата на свързания с автофагия ген се увеличиха с 22 процента, което предполага, че някаква степен на автофагия се е случила по време на гладуването, а експресията на SIRT1, ген против стареене, се е увеличила с цели 13 процента. [17]

Последни проучвания върху животни разкриха, че ограниченото във времето хранене може да подобри метаболитното здраве. Мишките, които са били хранени с различни обезогенни диети, докато са спазвали 8- до 10-часов режим на хранене през делничния ден, са имали затихване на метаболитния синдром чрез подобрения на глюкозния толеранс и инсулиновата резистентност, защита срещу хиперхолестеролемия и намаляване на мазнините в цялото тяло натрупване. Тези ефекти се запазват, дори когато ограниченото във времето хранене е временно нарушено от неограничено хранене през почивните дни. [21] Освен това е доказано, че ограниченото във времето хранене на гризачи обръща прогресията на диабет тип 2 и затлъстяване. [22]

Ограничено във времето хранене и мускулна маса и изпълнение на упражненията

В допълнение към метаболитните подобрения, наблюдавани при лица със затлъстяване и наднормено тегло, ограниченото във времето хранене е показало благоприятни ефекти при здрави възрастни. В комбинация с тренировките за устойчивост, 8-часов прозорец с ограничено време за хранене при здрави мъже води до намаляване на кръвната глюкоза, кръвния инсулин и мастната маса, като същевременно се поддържа мускулна маса. [19] Освен това, обучени на устойчивост жени, които следват 8-часов прозорец с ограничено време за хранене и гладуват 16 часа на ден, не изпитват атрофия на скелетните мускули. По-скоро те са имали мускулна хипертрофия и производителност, подобни на жените в контролна диетична група, които са яли цялата си храна в рамките на 13 часа на ден. За отбелязване е, че хранителният прием на двете групи е сходен по съдържание на енергия и протеини. [23]

Ограниченото във времето хранене също изглежда повишава аеробния капацитет на мишките. Мишките, които се хранеха по време на 9-часовия прозорец за ограничено време за хранене, работеха приблизително един час по-дълго от мишките с подобно тегло, които имаха неограничен достъп до храна. [24]

Ограничено във времето хранене и дълголетие

Има някои доказателства за животни, че ограниченото във времето хранене също води до дългосрочни ползи за здравето, както се вижда от увеличения живот. Мишките, хранени с едно хранене на ден, живеят приблизително с 11 до 14 процента по-дълго, когато се хранят със същото калорично съдържание като мишките, които се хранят свободно, което предполага, че ограниченото във времето хранене не само подобрява метаболитното здраве, но може да допринесе за дълголетието дори при липса на ограничаване на калориите. [25]

Кафе и ограничено във времето хранене

Както е описано по-горе, хранителни вещества като глюкоза, аминокиселини и мастни киселини притежават капацитет на цайтгебер и могат да активират периферни часовници като тези в черния дроб. [7] [8] [9] Не е ясно дали кофеинът, като този в черното кафе, може да действа като цайтгебер за активиране на периферните часовници. Тъй като ограниченото във времето хранене има циркаден компонент и кофеинът нарушава циркадните ритми чрез стимулиращите си ефекти, някои твърдят, че това може да повлияе на периферните часовници. Например, консумацията на кофеин през нощта предизвиква 40-минутна смяна на вътрешния часовник на тялото, около половината от смяната, настъпила след три часа нощно излагане на ярка светлина. [26] Освен това кофеинът се поема в червата и се метаболизира в черния дроб, активирайки метаболитните процеси в тези тъкани и потенциално стартирайки циркадните часовници. [27]

Въпреки това, някои проучвания с ограничено време за хранене, показващи ползи за здравето, включват черно кафе в своите протоколи. Например, когато жените, които са били в ремисия от рак на гърдата, са практикували протокол с ограничено във времето хранене, който включва 11-часов прозорец на хранене и 13-часов период на гладуване, в който е разрешена консумацията на черно кафе, жените изпитват 36% намаляване на рецидивите на рак на гърдата. [28] В пилотно проучване, при което хората с диабет практикуват ограничено във времето хранене в рамките на 4- до 8-часов прозорец, но им е разрешено да пият кафе и чай по време на периода на гладуване, участниците показват подобрения в регулирането на глюкозата и загубата на тегло. Забележително е, че те също са имали 18 процента намаление на приема на калории, което е потенциален фактор за техните открития. [29] И накрая, полифенолите в кофеиновото или безкофеиновото кафе предизвикват автофагия в черния дроб, мускулите и сърцето при мишки четири часа след консумация. [30]

Генетични механизми

Циркадната система в повечето клетки разчита главно на две вериги за обратна връзка, в които транслацията на основните тактови гени се регулира от техните собствени протеинови продукти. Тези блокиращи цикли за обратна връзка генерират ритмични цикли на транскрипция, за да контролират цикъла сън-будност и хранене-гладуване, като стимулират експресията на хиляди целеви гени.

Много от тези гени, които следват ритмичните модели, участват в метаболизма и могат директно да взаимодействат с основните гени на часовника, за да координират метаболитните програми. Например, фамилията, активирана от пролифератор на пероксизома (PPAR), следва циркадни колебания и техните различни изоформи могат да регулират диференциацията на адипоцитите и синтеза на мастни киселини (PPAR𝛾), да модулират окисляването на мастните киселини и катаболизма на аминокиселините в черния дроб (PPARα) и регулират възпалителния процес, както и увеличават окисляването на мастните киселини в мускулите (PPARẟ). Доказано е, че двете изоформи PPARα и PPAR𝛾 взаимодействат с други тактови гени, което води до промени в липидния метаболизъм, зависими от времето. [9] Гените, участващи в усвояването и метаболизма на глюкозата, като чернодробния транспортер на глюкоза и ензима глюкокиназа, също показват ежедневни ритми, които вероятно съвпадат с промени в чувствителността към глюкоза и инсулин в различно време на деня. [31]

По-нататъшното свързване на циркадния часовник и метаболизма, проучвания върху животни, клинични проучвания и наблюдателни проучвания показват, че честите смущения в цикъла на светло-тъмно и хранене могат да доведат до циркадна дисрегулация и метаболитна дисфункция. Мишките, чиито основни часовникови гени са избити, развиват метаболитен синдром и стават затлъстели, което показва връзка между циркадната регулация и метаболизма. [32] [33] [34] [35] [36]. Освен това работниците на смени и здравите хора, които умишлено нарушават своите циркадни ритми, показват признаци на метаболитна дисфункция и по-висока честота на няколко хронични заболявания, включително рак. [37] [38] Проучванията за асоцииране в целия геном, или GWAS, също са разкрили човешки генни полиморфизми в основния циркаден часовник, CLOCK, които са свързани с наднормено тегло или затлъстяване. [39] [40] [41]

Нарушенията на вродените 24-часови часовници на тялото, дължащи се на нередовни цикли светлина-тъмнина и неограничено хранене, са замесени в патогенезата на няколко метаболитни и неврологични заболявания, както и рак. Ограниченото във времето хранене обаче се очертава като потенциална стратегия за избягване на големи диетични промени, като същевременно се подобрява общото метаболитно здраве. По-нататъшни изследвания вероятно ще изяснят много от механизмите, които предизвикват тези полезни ефекти, като същевременно разкриват терапевтичния потенциал на ограниченото във времето хранене, за да се предотвратят или подобрят прогнозите на свързаните с възрастта заболявания.