Brain responses to intermittent fasting and the healthy living diet in older adults (2024)

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.05.017

 

해당 논문은 인슐린 저항성을 가진 중년 및 고령자를 대상으로 간헐적 단식(5:2 방식)과 건강 생활식이(Healthy Living, HL)가 체중, 대사 상태, 뇌 건강 및 인지 기능에 미치는 영향을 비교한 8주간의 무작위 대조 임상시험 연구이다. 간헐적 단식은 일주일 중 이틀간 하루 섭취 칼로리를 480kcal로 제한하는 방식으로, 건강 생활식이는 저당, 저지방, 고섬유질 식단을 지속적으로 유지하도록 설계되었다. 두 식단 모두 체중 감소, 뇌의 인슐린 신호 개선, 뇌 노화 속도 감소, 그리고 인지 기능 향상에서 긍정적인 효과를 보였으며, 간헐적 단식은 일부 인지 기능과 활동성 증가에서 더 큰 효과를 나타냈다.

 

주요 내용 요약

1. 체중 및 대사 개선

   • 간헐적 단식(IF) 그룹은 평균 체중 4.1kg 감소 및 BMI 1.41 감소를 기록하며, 건강 생활식이(HL) 그룹보다 약 2배 높은 체중 감량 효과를 보임
   • 인슐린 저항성(HOMA-IR)은 IF 그룹에서 18.1% 감소로, 대사 건강 개선에 더 효과적임

2. 뇌 건강 및 노화 속도 감소

   • 두 그룹 모두 뇌 노화 속도를 2.4~2.6년 감소시키며, 뇌 대사 및 구조적 건강에 유사한 긍정적 영향을 미침

3. 인지 기능 향상

   • 간헐적 단식은 기억력(장기 기억 회상)과 실행 기능(전략적 사고 및 작업 전환 능력)에서 더 뚜렷한 개선을 보임

4. 생활 습관 변화

   • 간헐적 단식은 앉아 있는 시간을 13.5% 감소시키며 활동적인 생활 방식을 유도, 반면 HL 그룹은 활동성 변화가 미미함

 

연구 방법

1. 대상자

   • 총 40명(평균 연령 63.2세, 60% 여성)의 인슐린 저항성과 과체중을 가진 건강한 성인
   • 대상자는 무작위로 간헐적 단식 그룹(20명)과 건강 생활식이 그룹(20명)으로 나뉘어 8주간 각 식단을 따랐다.

2. 측정 항목

   • 뇌 건강
     • 뇌 나이(BainAGE) 측정
     • 뇌 내 포도당 대사와 관련된 지표 분석
   • 인지 기능
     • 기억력 및 실행 기능 테스트
   • 체중 및 대사 상태
     • 체중, BMI, HOMA-IR(인슐린 저항성 지표), 혈중 포도당, 지질 검사
   • 활동성: 신체 활동 시간 및 앉아 있는 시간 측정

3. 식단 방식

   • 간헐적 단식(5:2): 주 5일은 일반 건강 식단 유지, 주 2일은 하루 섭취 칼로리 480kcal로 제한
   • 건강 생활식이(HL): 매일 지속적으로 균형 잡힌 저지방, 저당, 고섬유질 식단 유지

 

주요 연구 결과

1. 체중 감소와 BMI 개선

• 간헐적 단식 그룹(IF)
  • 평균 체중 4.1kg 감소, BMI는 1.41 감소
  • 하루 섭취 칼로리는 약 27.5% 감소하며 체중 감소에 직접적으로 기여
• 건강 생활식이 그룹(HL)
  • 평균 체중 2.5kg 감소, BMI는 0.8 감소
  • 하루 섭취 칼로리는 약 13.2% 감소
• 두 그룹 모두 체중과 BMI가 감소했지만, 간헐적 단식이 체중 감소에서 약 2배 더 큰 효과를 보임
• 복부 지방 감소를 반영하는 허리둘레는 IF 그룹에서 평균 2.84cm, HL 그룹에서 1.64cm 감소

2. 뇌 건강 개선

• 뇌 노화 속도 감소

  • 두 그룹 모두 뇌 노화 속도를 평균적으로 2.4~2.6년 감소시키는 효과를 보임
  • 특히, 전두엽과 전방대상피질에서 뚜렷한 효과가 나타남
  • 이는 뇌의 에너지 대사와 인지 기능에서 중요한 역할을 하는 영역으로, 해당 영역의 노화 감소는 뇌 건강과 인지 유지에 긍정적인 영향을 미침

• 뇌 포도당 대사 개선

  • 간헐적 단식 그룹은 뇌 내 포도당 농도가 유의미하게 감소
  • 이는 뇌의 에너지 대사가 더 효율적으로 최적화되고, 인슐린 저항성이 감소했음을 시사
  • 두 그룹 모두에서 신경 인슐린 신호 개선이 관찰되며, 이는 뇌세포의 대사 효율성을 높이는 데 기여

3. 인지 기능 향상

• 기억력
  • 간헐적 단식은 특히 장기 기억 회상(긴 지연 회상)에서 유의미한 개선 효과를 보임
  • 장기 기억 회상 점수는 IF 그룹에서 14.3% 향상, HL 그룹에서는 미미한 변화
• 실행 기능
  • 간헐적 단식은 전략적 계획 능력(예: 비구조적 작업) 및 작업 전환 능력(예: 차원 전환)에서 더 큰 개선 효과를 보임
  • 실행 기능 점수는 IF 그룹에서 20.3% 향상, HL 그룹에서는 0.76% 향상에 그침
• 언어 유창성
  • 언어 유창성 점수도 IF 그룹에서 더 큰 개선이 나타남

4. 신체 활동성과 생활 방식

• 활동 시간 증가
  • 간헐적 단식 그룹은 앉아 있는 시간이 줄고 활동적인 생활 방식을 보임
  • 신체 활동성은 간헐적 단식 그룹에서 13.5% 증가, HL 그룹에서는 감소
  • 간헐적 단식은 단순히 체중 감소뿐 아니라, 생활 습관 전반에서 더 긍정적인 변화를 유도

5. 대사 지표 개선

• HOMA-IR(인슐린 저항성 지표)
  • 두 그룹 모두 HOMA-IR이 개선되었지만, 간헐적 단식에서 더 큰 감소가 관찰됨
  • IF 그룹: 18.1% 감소, HL 그룹: 3.3% 감소
  • 이는 간헐적 단식이 인슐린 민감도를 더 효과적으로 개선했음을 보여줌
• 지질 대사
  • 간헐적 단식은 β-하이드록시뷰티레이트 및 아세토아세테이트와 같은 케톤체 농도를 증가시켜 뇌와 신체의 대사 유연성을 높임
  • 두 그룹 모두에서 총 콜레스테롤, LDL, HDL이 감소했으나, 간헐적 단식이 더 두드러진 변화를 보임

6. 알츠하이머 관련 지표 변화 없음

• 알츠하이머 관련 생체표지자
  • CSF(뇌척수액)와 NDEV(신경 유래 외소포체)에서 알츠하이머 관련 표지자(베타 아밀로이드, 타우 단백질 등)에는 유의미한 변화가 없었음
  • 이는 연구 기간이 짧거나 알츠하이머 관련 변화가 나타나기 전 단계였을 가능성을 시사
  • 그러나 단기적으로 신경 대사 개선 및 뇌 노화 감소는 확인되었음

 

 

그래프 설명

1. Weight Loss (kg)

• 간헐적 단식(IF) 그룹은 평균 4.1kg 체중을 감량했으며, 건강 생활식이(HL) 그룹은 2.5kg 감량했다.

• 간헐적 단식이 체중 감소에 더 효과적이며, 칼로리 제한이 체중 감소에 큰 영향을 미침을 보여준다.

2. BMI Reduction

• 간헐적 단식은 평균 1.41의 BMI 감소를, 건강 생활식이는 0.8 감소를 기록했다.

• BMI 개선 역시 간헐적 단식이 더 큰 효과를 보여주며, 체중 감량과의 상관관계를 시사한다.

3. BrainAGE Reduction (years)

• 설명: 두 그룹 모두에서 비슷한 수준의 뇌 노화 속도 감소를 기록했으며, 간헐적 단식은 2.63년, 건강 생활식이는 2.42년 감소했다.

• 의미: 두 식단 모두 뇌 건강과 관련된 중요한 개선 효과를 보이며, 간헐적 단식이 약간 더 유리한 것으로 나타났다.

4. HOMA-IR Reduction

• 설명: 간헐적 단식은 인슐린 저항성(HOMA-IR)을 18.1% 감소시켰으며, 건강 생활식이는 3.3% 감소에 그쳤다.

• 의미: 간헐적 단식이 혈당 조절과 인슐린 감수성을 개선하는 데 훨씬 효과적이다.

5. Waist Circumference Reduction (cm)

• 설명: 간헐적 단식은 평균 2.84cm 허리둘레를 감소시켰으며, 건강 생활식이는 1.64cm 감소했다.

• 의미: 간헐적 단식이 복부 지방 감소에도 더 효과적임을 보여준다.

6. Sedentary Bouts Reduction (%)

• 설명: 간헐적 단식 그룹은 앉아 있는 시간이 13.5% 감소한 반면, 건강 생활식이 그룹은 오히려 2.1% 증가했다.

• 의미: 간헐적 단식은 신체 활동성을 증가시키는 효과를 보이며, 생활 습관 변화에도 긍정적인 영향을 미친다.

 

연구 결론

이 연구는 간헐적 단식이 건강 생활식이에 비해 체중 감소와 특정 인지 기능 향상에서 더 나은 결과를 보였음을 입증했다. 두 식단 모두 뇌 건강과 대사에 유의미한 긍정적 영향을 미쳤으나, 알츠하이머와 같은 신경 퇴행성 질환 예방에 대한 장기적인 효과는 추가 연구가 필요하다. 특히 인슐린 저항성을 가진 고령자에게 간헐적 단식이 뇌와 신체 건강을 동시에 증진할 수 있는 실질적인 방법으로 제안될 수 있다.