《超級大腦飲食計畫》:結合間歇性斷食與低碳水飲食,增加大腦可獲得的酮

《超級大腦飲食計畫》:結合間歇性斷食與低碳水飲食,增加大腦可獲得的酮
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我們想讓你知道的是

當你有規律地飽食與禁食,身體每天都會產生自噬作用。不幸的是,今天我們少有機會讓自噬發生,因為飽食與禁食的天平永遠向飽食那一端傾斜。

文:麥克斯・盧加維爾(Max Lugavere)、保羅・葛雷沃(Paul Grewal)

開啟酮體消防水帶

幾乎所有主要宗教都有自己的禁食儀節,從伊斯蘭教的齋戒月,到猶太教的「贖罪日」(Yom Kippur);基督教《新約聖經》的《使徒行傳》中則說,信眾做重大決定之前要禁食。這些古老傳統的共同之處是,它們早在人們還不了解背後的科學理論之前,就了解到禁食對身心都會產生影響。

當一個人把一餐吃下的熱量全部消耗完後,大腦首先會利用來自肝臟的備份燃料。肝臟在人體中扮演數百種極為重要的角色——你可以把它視為多功能的高科技工廠,能包裝、運送、儲存、處理無數重要的化學物質與燃料。你已經知道肝臟的工作包括把運送膽固醇的低密度脂蛋白回收,但它還有一個重要職責,就是提供一種儲存在體內的糖作為小型緩衝物,名字叫作肝醣(glycogen)。

血液中的葡萄糖含量開始降低時,肝臟會釋出肝醣到血液中。肝臟的儲存量很有限,只能儲存大約一百公克的肝醣。也就是說,肝醣身為糖的備用來源,壽命很短,大約只能維持十二小時左右,視活動量而定。

當肝臟把儲存的糖用完以後,大腦會變成電影《異形奇花》(The Little Shop of Horrors)裡吃人的奇花「奧黛莉二世」(Audrey II),不斷要求主人餵食。這個時候,大多數人會感覺飢餓而且氣憤,有些人深有所感地稱之為「餓到生氣」(hangry)。會產生這種情緒的部分原因,是大腦已經變成像吃人的外星人一樣。於是肝臟這個永遠順從的僕人(就像《異形奇花》的男主角西蒙一樣),展開了「葡萄糖新生」(gluconeogenesis)的過程,意思就是「製造新糖」。

肝臟是自然界最了不起的回收廠,能夠有一石二鳥的效果——當體內的糖被耗盡後,肝臟會把身體各處筋疲力盡、已無法運作的蛋白質帶走,分解成原本組成這些蛋白質的胺基酸,然後將它們燃燒掉。被切碎的肝?其實是你的肝在進行切碎的工作,把蛋白質切成丁然後轉變成糖。如此一來,大腦獲得了能量,身體也清理乾淨了。身體這種「大掃除」的能力,是讓細胞新生的方法,稱為「自噬」——這是研究長壽的學者目前頗感興奮的領域。

當你有規律地飽食與禁食,身體每天都會產生自噬作用。不幸的是,今天我們少有機會讓自噬發生,因為飽食與禁食的天平永遠向飽食那一端傾斜。不過,雖然自噬是我們希望發生的事,但如果缺乏生理上的制衡,這個程序很快就會失控。你的骨骼肌,(例如上臂的肱二頭肌或大腿的股四頭肌,或是臀大肌←千萬不要啊!)就可能成為糖質新生的目標,當作是提供蛋白質的大「銀行」。

讓肌肉分解,可不是一個飢餓的獵食採集者希望發生的事。在饑荒時期,肌肉被分解也會讓人無法存活太久——如果一個人的大腦只靠蛋白質提供新陳代謝所需能量,他會在悲慘存活約十天後死去。為了避免這種情況發生,身體在禁食期間,一種叫作「生長激素」的荷爾蒙會大幅增加分泌。生長激素在人體內扮演很多角色,不過對成人來說,它的主要功能是在禁食狀態下保存瘦體組織——也就是防止肌肉的蛋白質分解轉變為葡萄糖。只要禁食二十四小時,生長激素的分泌就會激增多達2000%,傳達訊號給身體,要求暫停肌肉分解,同時加快燃燒脂肪的機制。

至於脂肪則原本就是要用來燃燒的。它是身體的柴火,僅僅一磅脂肪就含有超過三千大卡的大腦備用燃料。一個體重正常的人,體內含有幾萬大卡的熱量,一個肥胖的人則可能帶著幾十萬大卡的熱量!我們的身體只能儲存少量的糖,但幾乎可無限制地把熱量儲存成脂肪。

我們飢餓的時候,脂肪組織(位於皮下和腰部周圍的脂肪)會被分解,將脂肪酸釋放到血液中,由肝臟轉化為一種稱為「酮體」的燃料,也可簡稱為「酮」(ketone)。酮很容易被大腦細胞利用,可提供的能量最多能達到大腦必需能量的60%。酮體的先驅研究者維屈(Richard Veech)在2004年發表的研究報告中說:「酮體被稱為『超級燃料』是實至名歸。」你即將讀到其中的原因。

污染的解決之道?

酮與葡萄糖不同,它是「清淨燃燒」的身體燃料來源,因為它們每耗用一單位氧氣製造出的能量比葡萄糖多,需要的代謝步驟卻比較少,因此在轉換為能量時會產生的殭屍分子(自由基)也比較少。它們也經過證實能大幅增加天然的抗氧化物,如人體內最能中和自由基的麩胱甘肽(glutathione,又稱麩胱基硫),使得利用酮體成為「買一送一」的抗老化良方。

酮對促進長壽的好處還不僅於此。大腦中若出現酮,經證實可以啟動增加大腦衍生神經滋養因子(BDNF)的基因通道,BDNF 是能促進良好情緒、學習能力與大腦可塑性的「生長激素」,進而能保護神經元避免受到日常生活的損耗。我在前一章說過,生長激素還能促進大腦的血流供應,能讓通往大腦的血流量增加最多39%。

如果吃的是以碳水化合物為主的「正常」西式飲食,身體絕大多數時間會被抑制,無法大量生酮。這是因為富含碳水化合物的食物會引發胰臟的胰島素反應,只要體內的胰島素上升,酮症狀態就會嘎然而止。反之,藉由斷食或極低碳水化合物的飲食來抑制胰島素,則可以增加體內酮體的數量。一起來探索這兩條通往生酮之路吧。

嬰兒肥不只是可愛而已——還是供應能量的電池

最近看到過嬰兒嗎?我是指剛從媽媽子宮出生的新生兒。他們都胖嘟嘟的,而且好可愛,不過重點在胖嘟嘟。人類嬰兒的胖,在哺乳動物中是前所未見的,蘊藏著出生前在媽媽第三孕期時儲存的能量。大多數哺乳動物的新生兒,出生體重中大約只有2% 至3% 是體脂肪,但人類出生時的體脂肪則佔了將近15%,體脂甚至比新生小海豹還高。為什麼會這樣呢?因為人類出生時,還沒發育完全。

一個健康的人類寶寶從媽媽的子宮誕生時,身體完全沒有行為能力,大腦也沒有發展成熟。人類新生兒和大多數其他動物不同,並沒有預先內建一整套的天賦本能。如果人類出生時認知的發展程度要和大猩猩出生時的發展程度相當,那麼人類母親的懷孕期要延長一倍才行。(聽起來不怎麼有趣——對吧?各位女士?)由於出生時還「未成熟」,人類的大腦不只是在媽媽的子宮裡發育,來到人世後也還在發育,而且眼睛已經張開,耳朵也聽得到了——這可能是我們擅於社交,而且這麼聰明的原因!也就是在這段大腦快速成長的期間(有人稱之為「第四孕期」),我們的脂肪成為大腦重要的酮體儲藏來源,而新生兒大腦的新陳代謝,大約佔了整體新陳代謝的將近90%。所以,現在你懂了吧:嬰兒肥可不是為了讓人捏著好玩而存在的,它是為了大腦發育而存在。

間歇性斷食

現代人大部分的時間都在吃,處於斷食狀態的時間少之又少。我們通常是從起床那一刻吃到睡覺那一刻,但人類歷史上大部分的時候可不是這樣。宗教規定或減重書籍當道讓斷食成為現代人深思熟慮後而選擇的生活方式,但早在這之前,農業出現以前的遠古人類祖先就經常處於斷食狀態,因為實在難以預料什麼時候才有食物可吃。他們的大腦(也就是我們遺傳到的大腦)在這種不確定性的磨練之下,巧妙地適應了在飽食狀態與斷食狀態之間擺盪的生活。

間歇性斷食能強迫身體適應,並且產生酮體。我們有很多種不同的斷食計畫可以選擇,其中一種是在攝取熱量後連續十六個小時不吃東西,也就是常見的「16:8」斷食法(連續十六小時斷食,另外八小時則可以進食)。這種斷食法可以每天進行,可以獲得很多斷食的好處,包括降低胰島素、促進分解體內儲存的脂肪(我們通常會建議女性先從每天斷食十二至十四小時開始,不要貿然斷食十六小時。女性的荷爾蒙系統對於缺乏食物的訊號可能比較敏感,舉例來說,長時間的斷食可能對生育能力有負面影響)。

要斷食十二至十六小時,只要省略早餐應該就能辦到。不管早餐穀片製造商是怎麼宣傳的,但這一餐其實並不是人體必需。斷食是每晚睡眠時必然發生的狀況,把這段斷食期再延長,就能利用到讓身體清醒的荷爾蒙「皮質醇」。人體內的皮質醇濃度大約在睡醒後三十至四十五分鐘達到高峰,此一荷爾蒙有助於動員體內的脂肪酸、葡萄糖、蛋白質,讓它們成為身體的燃料,或可為省略早餐再增加一點小小的收穫。

省略早餐很有效的另一個原因是,我們的社交活動大多會安排在晚餐,所以一天當中晚一點開始進食,比早一點停止進食容易做到。不過,路易斯安納州立大學近期一項研究證實,如果你做不到省略早餐,那麼早點吃晚餐也是一種值得採行的辦法。在這項試驗中,體重過重的受試者把一天的熱量集中在上午八時至下午八時之間吃完,這也是大多數人常見的進食時間。但受試者在研究人員要求下不吃晚餐、並在下午兩點以後就停止進食之後,他們的身體會增加燃燒脂肪(也就是酮體),減少燃燒葡萄糖;他們的代謝靈敏度也改善了,代謝靈敏度指的是身體在燃燒碳水化合物與燃燒脂肪之間的轉換能力。也就是說,晚餐吃得輕簡、吃得早,或者一週一到二次不吃晚餐,能讓燃燒脂肪的火力變旺(在深夜進食,也會干擾身體在晚上逐漸停止工作的自然趨向)。

科學家研究中的斷食法還包括隔日斷食法(這就像16:8斷食法一樣,是另一種「限制時間進食」的做法),以及間歇式極低熱量飲食法。後者的理念是,身體在面臨能量短缺的時候,反應就是釋出體內儲存的熱量,無論你是不是吃了碳水化合物。這種所謂「仿斷食飲食法」(學者華特.朗戈﹝Valter Longo〕創造的名詞)能帶來很多好處,包括減少老化、糖尿病、癌症、神經退化性疾病與心血管疾病的風險因子與生物標記。

在這些有效的斷食法中,你該選擇哪一種呢?作家亨利.大衛.梭羅(Henry David Thoreau)有句名言:「生命被瑣碎細節消耗殆盡」。如果要選擇(並且堅持)一種斷食法,大多數人,不論男女,只要睡前二至三小時不吃東西、起床後一至二小時(或更久)不吃東西,就能獲益良多。光只這樣就能利用身體的自然韻律提升生酮效率,也會帶來其他的好處。

肌酸:能建構肌肉(與大腦)

保健品產業靠著誇大宣傳各種產品,撐起每年十億美元的龐大巿場,其中肌酸是極少數效果顯著的工具之一,有可靠的實證與使用安全紀錄。它是人體能自行生成的自然物質,也存在於紅肉和魚當中(一磅〔約○.四五公斤〕生牛肉含有二.五公克的肌酸),補充肌酸能大幅增進肌肉表現。

腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate,ATP)是細胞裡的能量貨幣,在肌肉收縮時使用。高強度運動時,細胞會使用腺苷三磷酸,使用過後的腺苷三磷酸會被肌酸回收,再用來製造新的,不需要額外的葡萄糖或氧,就能讓腺苷三磷酸在體內源源不絕。額外補充肌酸能增加肌肉裡儲存的細胞能量,提升能量補給。

不過,肌酸的功用不只是高強度健身時加強能量供應,它也是大腦必需的高能量緩衝物質,能幫助快速回收腺苷三磷酸。我們努力動腦時,會不斷使用腺苷三磷酸,肌酸為了支援大腦的能量需求,濃度會下降,因此大腦中的肌酸值較高,與記憶力比較好呈現相關性。

由於素食者不吃紅肉或魚,少了供應肌酸的主要食物來源,因此他們血液中的肌酸值不如肉食者(雖然人體會自行生成肌酸,但製造肌酸會對身體造成壓力——這種壓力會使得體內一種問題胺基酸「升半胱胺酸」〔homocysteine〕升高,而升半胱胺酸是心臟病與阿茲海默症的風險指標之一)。研究顯示,素食者補充肌酸(每天二十公克,連續五天)就能改善認知功能。另一項研究也顯示同樣的效果,受試的素食者只要每天補充五公克肌酸,連續六周,大腦的工作記憶與處理速度就能獲得改善,心理疲勞也會降低。研究人員指出,這些研究結果突顯了「大腦的能量多寡對大腦的運作表現非常重要,影響力會立即呈現出來」。

在這些研究中,健康而年輕的葷食受試者的認知功能並沒有獲得明顯改善,但素食者則有。為什麼呢?可能是大腦有一個飽和點,補充肌酸如果超過這個飽和點,就沒有用了,而只要吃肉就可以達到這個飽和點。原本紅肉或魚吃得不多的人,則或許還有空間能把肌酸補充到飽和點,以改善認知功能。不過也不是只有肉吃得少的人才能獲得好處:身體製造肌酸並將肌酸供應給大腦的能力,會隨著年齡增加而遞減。一項對年長葷食者進行的驚人研究顯示,補充肌酸確實能改善認知能力。而帶有阿茲海默症風險基因「載脂蛋白基因E 第四型基因」(ApoE4)的人,大腦中的肌酸值也比較低。這些人與其他帶有阿茲海默症風險的人,或是已經出現認知症狀的人,都能享受到肌酸在保護神經與維持能量方面帶來的好處(服用肌酸保健品之前,一定要諮詢你的醫師,特別是已經有腎臟問題的人)。

生酮飲食

典型的生酮飲食,是大幅增加人體酮量的標準黃金工具,只要採行這種飲食,就不必限制飲食的時間,也不必降低熱量攝取。這種飲食的重點是藉由極端嚴格限制碳水化合物,把胰島素的分泌量降至最低,讓進食熱量的60%至80%來自脂肪、15%至35%來自蛋白質、5%來自碳水化合物。採取生酮飲食的人不能吃高密度的碳水化合物,無論是甜水果、穀物,或馬鈴薯等,只要是富含澱粉的食物,一律不能碰。

生酮飲食在臨床上用作治療癲癇的強效療法已超過八十年,它證明能大幅減少癲癇發作,緩和大腦的發炎狀況。生酮飲食非常有效,紀錄上也非常安全,因此醫界目前正在評估,用生酮飲食來治療其他多種神經性疾病。偏頭痛、憂鬱症、阿茲海默症、帕金森氏症、甚至是俗稱「漸凍人症」的肌肉萎縮性脊髓側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS),這些都是與大腦過度發炎有關的病症。其中無論任何一種病症,理論上酮體都能有所助益,不只能用於治療,也能用於預防(已出現輕微認知受損、被視為失智前期的患者,甚至早期失智症患者,生酮飲食已證實能改善他們的記憶功能)。

科學家也正在研究生酮飲食是否可能治療某些癌症。這些癌症的癌細胞,在高胰島素的環境中會快速壯大,而且不具備身體其他部位的「混合動力技術」,無法在只有酮體的環境中存活。但這樣的效果能否長期維持,還有待觀察,因為癌細胞躲避、突變、適應的能力都很強,即使是在毒性最強的環境中也一樣。不過,總而言之,胰島素以及和它關係密切的「類胰島素胜肽」(稱為類胰島素生長因子1﹝IGF1﹞與類胰島素生長因子2﹝IGF2﹞),是任何細胞的強力生長因子,無論是健康的細胞或是癌細胞,只要這些細胞有這些生長因子的受體。

無論是治療神經性疾病,或第二型糖尿病患想重啟新陳代謝(平均而言,只吃一天生酮飲食就能使血液中的胰島素減半,並且改善血糖),或者想快速甩掉大量脂肪,生酮飲食都很可能發揮效果。

生酮飲食中的蛋白質

很多人以為生酮飲食就是要吃大量蛋白質,其實不然,因為過多的蛋白質(超出身體維持肌肉所需)會在體內轉化為葡萄糖,就是所謂的糖質新生作用。飲食中的蛋白質也會刺激胰島素分泌(雖然刺激的程度遠低於碳水化合物),因為胰島素能幫忙把蛋白質中的胺基酸運送到骨骼肌組織裡,幫助修復肌肉(舉例來說,這在重量訓練後會很有幫助,可以促進肌肉蛋白質合成)。

超級大腦飲食計畫

超級大腦飲食計畫就是生酮飲食的一種變化。它結合了間歇性斷食與低碳水化合物飲食,以增加大腦可以獲得的酮。不過,它的一些關鍵部分與神經醫學文獻中的生酮飲食不同。

其一,標準生酮飲食在最初設計時,沒有考量到人體微生物群這門新興科學。只要吃了足量且多樣化的高纖蔬菜(它含碳水化合物,雖然只有少量),人體微生物群就會好好地回報我們——因此我將它包含在「超級大腦飲食計畫」中。

另一個不同之處是攝取油脂的種類:標準的生酮飲食只明訂出一定要攝取的油脂量,很難讓人把重要的健腦功能納入考量,例如確保攝取的油脂中Omega-3和Omega-6的比例是正確的。醫學上的生酮飲食並沒有規定這種比例,所以通常是靠含有大量鮮奶油和乳酪的食物,來補足高額的熱量(而「超級大腦飲食計畫」則把Omega-3和Omega-6的比例納入考量,所吃的油脂要依比例調整)。

至於最重要的不同之處,可能是運動。在任何優化大腦的計畫中,運動都佔據主要地位,你手中捧著的這套計畫也不例外。長時間吃生酮飲食而處於「長期酮症」狀態的人,可能會發現他們的運動表現變差了,特別是在做高強度運動,想加強肌力或增強體能的時候。年齡愈長,我們愈是要保護肌肉不流失,能維持肌肉與與腦力較佳直接相關。傳統生酮飲食計畫中,並不包括偶爾在運動後吃一餐富含碳水化合物的食物,但在「超級大腦飲食計畫」裡是允許的(不過只有在代謝靈敏度恢復以後才開始這樣吃),以確保運動能力、新陳代謝、體內的荷爾蒙與血脂都維持在最佳範圍內。

書籍介紹

本文摘錄自《超級大腦飲食計畫:擊敗失智、調校大腦,讓你更聰明、更快樂、更有創造力》,如果出版
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作者:麥克斯・盧加維爾(Max Lugavere)、保羅・葛雷沃(Paul Grewal)
譯者:李寧怡

吃藥做不到的,讓食物來幫你!
腦霧、健忘、注意力不集中、憂鬱、失智、帕金森、ALS……
這些都是大腦發炎的症狀。現在起,你有機會自救。

根據最新科學研究,告訴你如何將大腦最佳化的完整指南
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你規律運動,注意健康,小心飲食,
但仍然覺得身體疲憊、大腦遲緩、記憶不住東西和集中力不佳?
你有親人罹患失智或憂鬱症,你為此擔憂,也擔心自己有潛在的基因?
或者你自己就深為這些症狀所苦,懷疑這些大腦疾病為什麼找上你?
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現在你有機會藉由改善飲食、運動和睡眠,讓大腦保持最佳狀態,重新找回大腦的健康。

你知道如何維持身體健康,但你知道如何維持大腦健康嗎?
健忘、注意力不集中、腦霧、憂鬱、失智、帕金森、ALS……現代人罹患大腦疾病的愈來愈多,是不是因為我們忽視,甚至不知道該如何善待自己的大腦?全球每3秒就有一人失智,藥物還無法延緩它的進程,大腦疾病已成為現代醫學領域最棘手的問題。但最新的大腦研究成果,使我們有機會讓大腦重新健康,預防並改善大腦問題,甚至並讓自己表現更好,更聰明、更快樂。

新的研究成果給了我們什麼新的希望?
現在我們關於大腦的許多理解,都是在過去短短20年之內發現的,有許多新的研究成果讓我們對大腦真正的需求更瞭解。例如失智可能是大腦的新陳代謝出了問題,高糖飲食會使得大腦海馬廻縮小;神經元有可能再生,神經傳導也可以變好,omega3脂肪酸不光只是消炎,它能讓細胞膜的傳導性更好;心臟不健康,原因可能來自腸道,養份無力輸送到末稍血管,大腦就會受到影響。營養、心臟、腸道、壓力、睡眠、運動環環相扣,扭轉大腦所處的環境,維持大腦健康才有希望。

藥物做不到的,為什麼食物可以?
藥物緩解症狀,但營養只有改善食物及生活方式才能提供。偏偏現代社會有許多營養地雷區,錯誤的營養知識可能殘害你的大腦,多元不飽和脂肪酸是好的營養來源嗎?椰子油和橄欖油哪一種才對改善大腦健康更有幫助?遵循讓大腦運作最佳化的要素,從珍貴的細胞膜,到血管系統,到腸道健康,只要開始改善,大腦就會不一樣。

這本書將許多未曾連結在一起的領域結合,
如基礎代謝與心臟健康、心臟健康與大腦健康,大腦健康與你實際的感覺,
從營養、保護心臟、修復荷爾蒙、修復腸道、睡眠、運動六大方向,全方位保護你的大腦

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  3. 為什麼糖不是大腦最好的食物,和為什麼它會讓你失智?
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  5. 為什麼心臟健康,大腦就健康。動脈硬化也可能發生在你的大腦並引起失智。
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  7. 腸道健康為什麼對大腦很重要,並如何不讓內毒素侵害你的大腦。
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Photo Creidt: 如果出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:潘柏翰