Антонио Паоли

1 Катедра по биомедицински науки, Университет в Падуа, 35131 Падуа, Италия

2 Факултет по спортни науки, UCAM, Католически университет в Мурсия, 30107 Мурсия, Испания

Грант Тинсли

Антонино Бианко

4 Катедра по психология, образователни науки и човешко движение, Изследователски отдел за спорт и упражнения, Университет в Палермо, 90144 Палермо, Италия; [email protected]

Татяна Моро

5 Катедра по хранене и метаболизъм, Медицински клон на Тексаския университет, Галвестън, Тексас 77550, САЩ; ude.bmtu@oromat

6 Sealy Center for Aging, Медицински клон на Тексаския университет, Галвестън, Тексас 77550, САЩ

Резюме

„Яжте като крал сутрин, принц по обяд и селянин на вечеря”

1. Кратко историческо въведение

2. Честота на хранене

2.1. Епидемиологични проучвания за ефектите от честотата на хранене върху холестерола, телесното тегло и диабета

Въпреки това, както се предполага и от други автори [19,20], корелацията между намалената честота на хранене и по-високия риск от ИБС в тези проучвания изглежда слаба, като се има предвид напречното сечение на тези проучвания, което затруднява установяването на причинност или временност на тази асоциация.

2.2. Честота на хранене и контрол на теглото: Едно, две, три или повече ястия?

Затлъстяването е бързо нарастваща епидемия в световен мащаб; разпространението му се е удвоило почти в повече от 70 страни от 1980 г. През 2015 г. общо 107,7 милиона деца и 603,7 милиона възрастни са били със затлъстяване [21]. Седемдесет и пет процента от световното население живее в страни, където наднорменото тегло и затлъстяването убиват повече хора, отколкото поднорменото тегло [22]. Затлъстяването е един от основните рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания, заедно с дислипидемия и хипертония [23]. Като част от стратегиите, предложени за намаляване на енергийния прием (диети, лекарства и бариатрична хирургия) [24] и за увеличаване на енергийната мощност (упражнения и движение без упражнения) [25], времето и честотата на хранене биха могли да окажат значително влияние върху контрол на теглото и отслабване. [26,27]

Често рядката схема на хранене, т.е. намалена честота на хранене, се свързва с нередовен подход на хранене, който може да причини наддаване на тегло, увеличаване на свързаните с глада хормони и в крайна сметка да доведе до метаболитно нарушение, което може да увеличи сърдечно-съдовия риск [42]. Напротив, по-ниската честота, но с редовен график, може да намали риска от наддаване на тегло [28].

2.3. Интервенционни проучвания и взаимни влияния на честотата на хранене и макронутриентите

В допълнение към ефектите от промяната на честотата на хранене само по себе си, трябва да се има предвид, че тези промени могат да променят и общия прием на макронутриенти. Това беше демонстрирано от McGrath и Gibney, които убедиха субектите, които обикновено ядат шест пъти дневно, да намалят честотата си, като в същото време убеждават хората, които ядат по-ниски честоти (три пъти дневно), да увеличат честотата си до шест пъти. Увеличението на честотата на хранене предизвиква значително намаляване на общия и LDL холестерол, но е съчетано с намаляване на приема на въглехидрати [30].

Намаляването на холестерола, наблюдавано от McGrath и Gibney, може да се разглежда в светлината на настоящия дебат за реалната връзка между традиционните маркери на заболяването като общ холестерол и LDL холестерол и ИБС [43], тъй като някои оспорват общата идея, че по-високи нива в кръвта на холестерола увеличават инсулт и други сърдечно-съдови събития [44]. Разумно е да се предположи, че механизмите, участващи в намаляването на холестерола, могат да бъдат свързани с механизмите за синтез на холестерол. Сега знаем, че инсулинът активира ключов ензим в биосинтеза на холестерола, хидроксиметилглутарил-КоА (HMGCoA) редуктаза (целта за статините) [45]. Въпреки че дискусията за механизмите, залегнали в основата на този контрол (АМР-активирана протеин киназа, повишена скорост на транскрипция или гени, индуцирани от инсулин) [46,47,48], надхвърля целите на този преглед, изглежда, че увеличаването на кръвната глюкоза и, като следствие, инсулинът ще доведат до повишен ендогенен синтез на холестерол [49,50,51]. Доказано е, че по-високата честота на хранене (хапане) намалява концентрациите на инсулин в сравнение с три хранения дневно [12], вероятно причинена от намаляване на синтеза на холестерол [29].

3. Време за хранене

3.1. Епидемиологични данни за времето на хранене: Закуска или не закуска, това е въпросът

3.2. Проучвания за намеса и време за хранене: Механизми на вътрешния часовник

Обратното (т.е. негативните ефекти от късното хранене) не е толкова убедително. Въпреки че неотдавнашен метаанализ демонстрира връзка между консумацията на енергия вечер и по-високия ИТМ, те стигнаха до заключението, че поради високата хетерогенност е трудно да се направят изводи за ефекта на голямата вечерна вечеря върху контрола на теглото [67].

Важно съображение, свързано с ранното и късното хранене, е влиянието на храненето върху вътрешния циркаден часовник [68,69,70,71]. Циркадната система за часовник на тялото се състои от централен часовник в хипоталамусното супрахиазматично ядро ​​и от различни периферни тъканни часовници. Циркадната система на часовника участва в много метаболитни ритми, включително глюкоза и липиди. Докато централният часовник диктува приема на храна, енергийните разходи и инсулиновата чувствителност, периферните/тъканните часовници извършват допълнителен контрол. Например, периферният часовник в червата регулира усвояването на глюкозата, а периферните часовници в мастната тъкан и черния дроб регулират чувствителността на инсулиновата тъкан, докато друг периферен часовник в панкреаса регулира секрецията на инсулин. Също така биосинтезът на липидите и катаболизмът се регулират в различни тъкани чрез локален молекулярен часовник, както е показано от скорошни проучвания върху метаболомиката и липидомиката.

Също така различните физиологични функции проявяват циркаден ритъм: например промени в глюкозния толеранс през деня, показващи по-лош гликемичен контрол вечер и през нощта при здрави възрастни. Тези промени се влияят от дневните ритми в реакцията на β-клетките, инсулиновия клирънс и периферната инсулинова чувствителност, докато чернодробната инсулинова чувствителност изглежда по-малко важна. Въпреки това, циркадният ритъм и механизмът на вътрешния часовник могат да бъдат повлияни от различни фактори като излагане на светлина, сън/събуждане, физическа активност и прием на храна. Всъщност времето на хранене е един от основните фактори, които могат да повлияят на тези физиологични функции и следователно на различни здравни резултати и контрол на телесното тегло [76]. Времето за хранене влияе или върху централния главен часовник (SCN), или върху периферните клетъчни часовници, включително Bmal1, Clock, Per1/2, Cry1/2, Rev-erbα/β, Rorα/β, Dbp, Dec1/2, CK1ε/δ и NPAS2 [74,77].

Важно е да се подчертае, че периферните тъкани показват правилни циркадни ритми и клетъчни часовници. Централните и периферните часовници работят заедно и те също се влияят от наличието на храна. Всъщност редовните схеми на хранене могат да синхронизират периферните часовници на човека и забавеното хранене може вместо това да повлияе на плазмения глюкозен ритъм, но не и на инсулиновия ритъм [78].

Много гени, чиято експресия не е циклична, могат да започнат да следват циркаден ритъм под натиска на хранително предизвикателство, което модулира PPAR (освен циркадния им ритъм), активирайки много гени чрез циклично набиране на хроматин.

Въпреки че механизмите, залегнали в ефектите на времето за хранене върху здравните резултати, остават неясни, някои хипотези (Фигура 1) могат да бъдат представени условно:

Времето за храна, което не е синхронизирано със светли/тъмни сигнали, може да предизвика по-висок калориен прием поради нарушени механизми на ситост чрез лептин и грелин [79]. Дори други хормони, участващи в контрола на метаболизма, са засегнати от циркадно несъответствие като тиреоидни хормони [80].

Промяна на генната експресия в гени, които са свързани с предпочитанията за вечерно хранене и устойчивостта на загуба на тегло, напр. SIRT1, CLOCK 3111T/C и Perilipin1 [81,82]

Модификация на енергийния разход в покой: времето за хранене може да повлияе на енергийните разходи/базалната термогенеза, тъй като основната телесна температура се контролира от циркадни часовници. Например, Rev-erbα е клетъчен циркаден часовник, който контролира ритмичната експресия на разединяващия протеин 1 (UcP1), основен фактор за термогенезата на кафява мастна тъкан [83].

Разлики през деня в индуцираната от диетата термогенеза (DIT): DIT намалява от сутрин до вечер [35,36,84], а някои предполагат, че „Такава циркадна термогенеза може разумно да обясни увеличаването на телесната маса на хората, които пропускат закуска“ [85].

времето

Ефекти на външни фактори върху вътрешния централен часовник, които влияят върху различни механизми надолу по веригата и периферни часовници (ЦНС: централна нервна система).

4. Намаляване на честотата на хранене: Примерът за хранене с ограничено време

Важността на гладуването: Какво ново?

Ако потенциалните здравословни ефекти на по-рядкото хранене се считат за достатъчни за прилагане на тази диетична стратегия, консумира ли се едно дневно хранене, еквивалентно на консумацията на две дневни хранения? В този случай отговорът не е просто „по-малко е по-добре“: намаляването на приема на храна само до едно хранене на ден може да влоши положителния ефект от по-ниската честота на хранене [87,88]. Следователно приемът на две (или три) хранения на ден е може би най-добрият вариант и разликата между две или три може да зависи от продължителността на дневния период на гладуване, който те произвеждат.

Много изследвания през последните години предполагат положителен здравен ефект от широкия времеви прозорец на гладно през деня, т.е. ограничаване на дневния прием на храна до

6–8 часа времеви прозорец изглежда предизвиква при хората много ползи за здравето в сравнение с нормалното разпределение на ежедневното хранене (т.е. три до пет хранения, разпределени от закуска до късна вечеря), дори при изокалорични условия [89]. Ясно е, че гладуването като цяло оказва много положителни ефекти върху здравето [90], с някои общи черти с подхода за ограничаване на калориите (CR) (предпазва от диабет, рак, сърдечни заболявания и невродегенерация; намалява затлъстяването, хипертонията, астма и ревматоиден артрит).

По време на типичен CR протокол дневният енергиен прием е хронично намален с 20–40%, но честотата на хранене се запазва. Добре известно е, че CR е жизнеспособен инструмент за подобряване на здравето: както проучванията върху животни [91], така и изследванията върху хора [92,93] показват, че този подход може да подобри много свързани със здравето променливи.

И накрая, трябва да подчертаем, че кетогенната диета, ограничаването на калориите и гладуването имат много общи пътища и цели, както е показано на Фигура 2 .

Механизми, участващи в ефектите върху здравето на кетогенната диета (KD), ограничаването на калориите (CR) и гладуването. Размерът на стрелките е свързан с относителния ефект на KD (оранжево), CR (синьо) и гладуването (зелено) върху различните участващи пътища (IGF-1: инсулиноподобен растежен фактор-1; Murf2: Мускулно специфичен RING finger-2; Nf-kB: усилвател на ядрен фактор каппа-лека верига на активирани В клетки).

5. Честота и време на хранене: Връзката Microbiota

Не можем да завършим този изследователски преглед, без да обсъдим ролята на честотата на хранене върху микробиотата. През последните години тази област на изследвания претърпя бърз растеж. Колективният микробиомен орган осигурява много основни функции като метаболитни, имунологични и контрол на инфекциите. През последните години чревната микробиота е призната за важен фактор за общото здраве на гостоприемника, имунитета, а също и енергийната хомеостаза. Промените в популацията на микробиота могат да причинят развитието на много метаболитни заболявания, дължащи се на промяна на връзката между бактериите и гостоприемника. До 100 трилиона бактерии съставляват човешката микробиота със 150 пъти повече гени (микробиома) от човешкия геном. Аномалии в състава на микробиотата на червата могат да имат много ефекти върху метаболизма в мастната тъкан, мускулите и черния дроб. Освен това, чревната микробиота е свързана с много метаболитни заболявания като затлъстяване, диабет, хронично нискостепенно възпаление и не на последно място сърдечно-съдови заболявания [110].

Всъщност е доказано, че съставът на микробиотата може да бъде рисков фактор за ССЗ. Проучванията с мишки демонстрират връзката между дисбиозата на чревната микробиота и развитието на хипертония и съдова дисфункция [111], докато при хора е доказана връзка между отрицателните промени в чревната микробиота и първичната хипертония [112]. Чревната микробиота превръща холина (получен от диетичен фосфатидилхолин) в триметиламин (TMA). В черния дроб TMA се превръща в триметиламинN-оксид (TMAO), който насърчава атеросклерозата и увеличава риска от тромбоза чрез индуцираното от агониста активиране на тромбоцитите [113,114]. В заключение, наличните данни силно подкрепят критичната роля на чревната микробиота като регулаторен елемент в много рискови фактори за ССЗ.

6. Заключващи мисли

Въз основа на доказателствата, представени в този преглед, няколко интересни препоръки за насърчаване на здравето могат да бъдат споделени с публиката. Може да има физиологични ползи от консумацията на по-голяма част от калориите по-рано през деня, което често включва консумация на закуска, в сравнение с консумацията на голям брой калории по-късно през нощта. Може да има и ползи от удължаването на ежедневния период на гладуване извън стандартния пост през нощта или прилагането на периодични периоди на гладуване. За да съгласува тези две стратегии, човек може да яде от закуска до средата до късния следобед всеки ден (Фигура 3). Трябва обаче да се има предвид, че този начин на хранене може да не е желателен или осъществим за много хора, тъй като представлява промяна на парадигмата от традиционните модели на хранене в много части на света.

Ефекти от различните срокове и честота на хранене върху различни променливи. В центъра на картината бяха показани взаимните влияния на мозъка, сърцето и червата. AMPK: АМР-активирана протеин киназа.

Освен това, поради увеличения достъп до храна, свързан с вечерното свободно време, спазването на тази препоръка може да не е реалистично за някои. В тези случаи може да е от полза да се приложи една от стратегиите за насърчаване на здравето (т.е. да се измести консумацията на повечето калории по-рано през деня или да се приложи прозорец на гладно, по-дълъг от пост през нощта). Подходът на начина на живот трябва да включва физическа активност. За съжаление, макар да има малко статии за физически упражнения и вътрешен часовник [122], няма данни за реципрочното влияние на времето на хранене и честотата и физическите упражнения при хората. Тази тема заслужава по-нататъшно разследване.

Въпреки че пълната картина на въздействието на времето за хранене и честотата при различните популации остава да бъде изяснена, вероятно е манипулирането на тези променливи да бъде полезно за подобряване на здравето в човешката популация (Фигура 4 и Фигура 5). Научната литература предоставя достатъчно данни, за да се предположи, че има значително влияние на гладуването, честотата на хранене и времето върху здравните резултати. Тези открития подчертават, че не само качеството на храната, но и честотата и времето са от решаващо значение за оптималното здраве.

Ефекти (зелено: положително; червено: отрицателно; синьо: неутрално) на времето за хранене върху различни рискови фактори и заболявания на ССЗ. ИБС: коронарна болест на сърцето; ССЗ: сърдечно-съдови заболявания; TRF: хранене с ограничено време.

Ефекти (зелено: положително; червено: отрицателно; синьо: неутрално) на честотата на хранене върху различни рискови фактори и заболявания на ССЗ. ИБС: коронарна болест на сърцето; ССЗ: сърдечно-съдови заболявания.

Принос на автора

Всички автори допринесоха еднакво за рецензията.

Финансиране

Това изследване не получи външно финансиране.

Конфликт на интереси

Авторите не декларират конфликт на интереси.