För första gången har forskare studerat de tidiga effekterna av tidsbegränsad matning på de dagliga periodiska svängningarna av metaboliter och gener i muskler och metaboliter i blod. Resultaten av forskare vid Köpenhamns universitet, Australian Catholic University och Karolinska Institutet finner att tidsbegränsad matning inte påverkar muskelns kärnklocka och öppnar dörren till mer forskning om hur dessa observerade förändringar förbättrar hälsan.
När det kommer till metabol hälsa är det inte bara vad du äter, det är när du äter det. Studier har visat att ett effektivt sätt att gå ner i vikt och bekämpa fetma är att minska antalet timmar på dagen som du äter. Tidsbegränsad matning – även känd som intermittent fasta – har också visat sig förbättra hälsan redan innan viktminskningen börjar.
Den biologiska förklaringen till fenomenet är fortfarande dåligt förstådd. Så forskare från Köpenhamns universitet, Australian Catholic University och Karolinska Institutet undersökte kroppens tidiga anpassningar till tidsbegränsad matning. Deras studie identifierade ett antal viktiga förändringar i musklernas genetiska aktivitet, såväl som innehållet av muskelfetter och proteiner, vilket kan förklara den positiva effekten av tidsbegränsad matning.
Huvudkomponentanalys (PCA) av prover baserade på skelettmuskelgener (a), skelettmuskelmetaboliter (b) och serummetaboliter (c), med färg som indikerar provtagningstid. Cirkel indikerar förlängd matning (EXF), och triangel indikerar tidsbegränsad matning (TRF). t-SNE-klustring av periodiska transkript i skelettmuskel efter EXF (d) och TRF (e). Periodiska metaboliter i skelettmuskulaturen efter EXF (f) och TRF (g), och serummetaboliter efter EXF (h) och TRF (i). n = 11 deltagare. Kredit:Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, Köpenhamns universitet
Nya insikter om kortvarig tidsbegränsad utfodring
Studien är första gången som forskare har undersökt svängningarna av metaboliter i skelettmuskulaturen och i blod, samt genuttryck i skelettmuskulaturen efter tidsbegränsad matning. Genom att fokusera på de kortsiktiga och tidiga effekterna av tidsbegränsad matning, var målet att reda ut signalerna som styr hälsan från de som är förknippade med viktminskning.
"Vi observerar att rytmen hos klockgener i skelettmuskulaturen är oförändrad av tidsbegränsad matning, vilket tyder på att eventuella skillnader drivs mer av kosten, snarare än inneboende rytmer", säger postdoc Leonidas Lundell, från Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Forskning (CBMR) vid Köpenhamns universitet.
"Vi ser också att metabolitprofilen hos skelettmuskulaturen växlar från att vara övervägande lipidbaserad till aminosyrabaserad, efter tidsbegränsad matning. Detta sammanfaller med förändringar i rytmicitet hos aminosyratransportörer, vilket indikerar att en del av aminosyraprofilen kan bero på absorption från blodet.”
Forskningsstipendiaten Evelyn Parr från Mary MacKillop Institute for Health Research vid Australian Catholic University, tillägger:"Vår forskning är ett viktigt steg mot att förstå hur tidsbegränsat ätande kan förbättra den metaboliska hälsan, samtidigt som den överbryggar klyftan mellan djurmodeller och mänskliga interventionsstudier. . Det var viktigt att fånga dessa tidiga metaboliska reaktioner innan man bedömer vilka förändringar som kan inträffa efter en längre period efter ett tidsbegränsat matmönster.”
Ätbeteende påverkar inte kroppens kärnklocka
I studien tilldelades 11 män med övervikt/fetma ett av två ätprotokoll under en period av fem dagar, antingen obegränsad matning eller åtta timmars tidsbegränsad matning. Den femte dagen togs prover var fjärde timme under en hel dag. Efter en 10-dagars paus upprepade de experimentet enligt det andra ätprotokollet.
Efter varje intervention studerade forskarteamet genuttrycket i muskler, såväl som profilen av metaboliter – molekyler som bildas genom metaboliska processer – i blodet och musklerna.
De upptäckte att tidsbegränsad matning förändrade den rytmiska koncentrationen av metaboliter i blod och muskler. Tidsbegränsad matning påverkade också det rytmiska uttrycket av gener som uttrycks av muskler, särskilt de som är ansvariga för att hjälpa transporten av aminosyror, proteiners byggstenar.
Kritiskt sett visade studien att tidsbegränsad matning inte förändrade muskelns kärnklocka - cellens inbyggda metronom som reglerar dess dagliga aktivitetscykel. Detta tyder på att den förändrade rytmiciteten hos metabolit och genuttryck orsakad av tidsbegränsad matning kan vara ansvarig för den positiva hälsoeffekten.
"Våra resultat öppnar nya vägar för forskare som är intresserade av att förstå orsakssambandet mellan tidsbegränsad matning och förbättrad metabol hälsa. Dessa insikter kan hjälpa till att utveckla nya terapier för att förbättra livet för människor som lever med fetma, säger professor Juleen Zierath från Karolinska Institutet och CBMR vid Köpenhamns universitet.
Referens:"Tidsbegränsad matning förändrar lipid- och aminosyrametabolitrytmen utan störande klockgenuttryck" av Leonidas S. Lundell, Evelyn B. Parr, Brooke L. Devlin, Lars R. Ingerslev, Ali Altıntaş, Shogo Sato, Paolo Sassone- Corsi, Romain Barrès, Juleen R. Zierath och John A. Hawley, 16 september 2020, Nature Communications .
DOI:10.1038/s41467-020-18412-w
