本文不构成行为建议，只列举热量控制和断食研究的历史和一些结果。
世界最长寿的地方在日本，日本最长寿的地方在冲绳。
人们惊讶于这里的女性人口预期寿命接近89岁；百岁老人的密度为每10万人中有64位。相比之下，中国的百岁老人密度大概是每10万人中有10位，美国是23位。
尽管影响健康和寿命的因素多种多样，这里的饮食被认为是最重要的影响因素之一。这里的低热量和高营养的饮食一度被认为是健康饮食的圣经（Okinawan Diet）【1】。在1972年的日本本国营养调查显示，冲绳岛成人每天摄取的食物热量是日本其他地区的83%（日本平均热量摄入已经很低了），这也许为这一代人的长寿埋下了伏笔？低热的饮食习惯到底能给人体带来怎样的变化呢？科学界围绕热量控制和断食，展开了一系列研究。
什么是热量控制(Calorie Restriction)和断食(Fasting Diet 或Fasting)？
热量控制和断食，并不是为了节食减肥起个新名字。热量控制和断食，也绝不是盲目的不吃东西和节食。热量控制指的是在营养保证的前提下，来降低日均的热量摄入。断食，是热量控制的一种形式，指的是人们在一段时间（一周到几个月），选取一天或几天，完全不进食或者少进食，其余时间正常饮食的行为。
科学家进行热量控制和断食方面的研究，也绝不仅仅是为了找出最佳的减肥方式，而是认为热量控制和断食可能在人类的健康，老年性疾病的减少，寿命延长等方面，具有重要意义。这一研究课题在衰老研究，或老年研究（Aging Research）中逐渐占据了主流地位。
科学家们先从动物身上，进行了一系列富有成果的实验。大部分研究是通过改变饮食的量（以控制热量摄入）和频率（包括进食的时间和断食的时间），来判断热量限制是如何改变老年相关疾病的发生和发展，包括心血管疾病，糖尿病，癌症和老年痴呆等。
首先，最先开展的实验，就是减少样本每天摄入的热量，同时保持正常的饮食频率不变和保证营养。科学家从上世纪30年代开始，在营养充分的前提下减少热量摄入20-50%不等，确实可以延长酵母细胞、鱼、小鼠和猴子等的健康寿命，最长可延长寿命50%。
那么在人类身上，热量控制是否可以延年益寿呢？
遗憾的是，这样的终生人体实验需要的时间相当长，并且伦理审查、外部环境影响和参与实验的人是否能坚持等因素都会导致这种终身实验无法进行。但缩短实验时长是可行的。
2007年，在美国国立卫生院衰老研究所的支持下, Duke大学医学院开展了著名的CALERIE（ Comprehensive Assessment of Long-Term Effects of Reducing Intake of Energy综合评判减少热量摄入的长期效果）实验，对218名21-50岁，BMI在22-28（不老不幼，不胖不瘦）的成年男女，进行长达两年的热量控制25%（日均热量摄入比基准线降低25%）的跟踪实验【2】。CALERIE实验也是人类历史上第一个研究热量限制在人类长期影响的实验。
实验结果显示，虽然受试人群并没有展现之前在动物体上出现的结果，静态新陈代谢率和体温在两年后没有出现明显降低（这两个指标被认为是和延长寿命密切相关）。但是，另一方面，很多和老年性疾病相关的风险确实出现明显改善，包括血压，胆固醇，胰岛素抵抗，肿瘤坏死因子等。受试者中没有发现不良的健康影响。
哦，对了，体重平均降了10.4%，降低的体重里69%都是脂肪（例：50kg的变成45kg）。
所以，吃饭八成饱，是有道理的！
断食会带来什么影响呢？
2017年9月，湖南师范大学和美国国立卫生研究院在《细胞》子刊《细胞-代谢》（Cell Metabolism）上发表论文。作者在小鼠身上，做了一个很有意思的实验。两组小鼠，一组正常饮食，一组隔天断食，且保证两组的食物摄入量一致（难道今天不吃饭，明天吃两倍。。。）。结果显示，30天过后，隔天断食的小鼠，虽然吃进去的食物和对照组在总量上一样，但体重下降了约15%【3】。真正实现了，吃的一样多，体重比你少！
绿色线是断食组，红色线是对照组。绿线和红线在进食量上重合（左），但体重上有明显差异（右）。
难道，少吃一口有益健康的本质，不是你少吃了多少，而是挨饿的时间更长么？挨饿，或者断食，给人体会带来什么影响呢？
于是，科学家们进一步的围绕进食时间（挨饿时间），进行了多种动物实验，大致可以分为三类：
过午不食型，即进食时间控制(Time-restricted feeding, TRF)，将每天的进食时间控制在4-12个小时的窗口期，即饥饿时间是连续20-12个小时不等。
间歇性断食(Intermittent or periodic fasting, IF or PF)，除了上面的一天断食一天正常饮食，比较有名的是5：2型和辟谷型。5：2型，即一周内，选取任意两天断食，另外五天正常饮食。辟谷型即在一段周期内（约3-12个月），连续5天左右断食。
模拟断食（Fasting-mimicking Diet）：在断食期间，服用有营养和低热量的代餐，使日均热量摄入降为平时的30-60%，以起到类似完全断食的目的。
这些类型的研究成果就不一一赘述。其中较为有名的是美国南加州大学Valter Longo教授设计的模拟断食方法，在断食期间不是不吃，而是服用含有营养素的配方食品，保证营养水平和降低饥饿感的同时，将每天的热量摄入降低到平时的30%。
Longo教授首先在小鼠身上测试模拟断食，每两个月中有4天连续以代餐形式断食，直到死亡。结果显示，模拟断食组的小鼠比对照组的寿命延长了11%（28.3个月Vs 25.5个月）。另外，研究人员还引进了一种造血系统肿瘤，尤其是恶性淋巴瘤风险较高的小鼠，对比发现，模拟断食组小鼠肿瘤发生率降低了45%，而且肿瘤的发生时间也推迟了3个多月。
进一步的Longo教授招募了71名人类来测试模拟断食方法。每个月连续模拟断食5天，第1天摄入总热量1100卡，第2-5天750卡，其他时间则可自由饮食，连续进行三个月。结果显示，受试者在三个月的时间内平均减少了6磅体重，血压和胰岛素敏感性等明显改善【4】。受试者并没有明显的不良反应。
他还成立了个社会企业，专卖断食期间代餐产品。
断食期间的生化原理是什么？
在断食期间，尤其是经过两三天后，身体已经耗尽了葡萄糖和糖原，转而消耗体内的脂肪。 脂肪分解产生酮体。酮体有助于细胞，尤其是脑细胞，保持满负荷运转。而由于酮体是比葡萄糖更高效的能量来源，科学家们猜测，用酮体作为能量来源可以节省身体反应时间，预防中枢神经系统的衰退，这可能延缓了痴呆症等老年性疾病的发生。酮体也可能抑制癌症的发展，因为恶性肿瘤细胞不能有效地从酮体中获得能量。此外，研究表明，酮类可能有助于预防炎症性疾病，如关节炎。 酮体还可以降低血液中的胰岛素敏感性，从而预防2型糖尿病。
除了人体会消耗脂肪而获得能量外，细胞还会消耗自己的废弃物以产生能量。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后，送入溶酶体(动物）或液泡（酵母和植物）中进行降解并得以循环利用。这一发现也被叫做细胞自噬（Autophagy）。2016年，诺贝尔医学奖就表彰给发现并阐释了细胞自噬的机理的日本科学家大隅良典。
更多的研究进一步发现（仅举例）：
在小鼠身上，断食可使肠道干细胞的再生能力加强；
在2型和1型糖尿病小鼠模型中，周期性的模拟断食都能恢复小鼠的胰岛素分泌和葡萄糖稳态；
在小鼠身上，断食改变了肠道微生物；
热量限制和断食还没有成为普遍的临床实践和建议的原因
因为动物实验的结果是否适合人类，还犹未可知。并且已有的人体试验的周期都很短（几周或几个月），迄今为止最长的试验（CALERIE）也只持续了2年，这还不足以了解热量限制的长期健康影响。并且，这些临床试验通常招募21-60岁的成年人，因此结果不一定适用于年轻人或老年人。极端热量限制难以保证摄入足够的营养，且难以维持，可行性较低，可能对人体有害。
文献：
【1】Caloric Restriction, the Traditional Okinawan Diet, and Healthy Aging. Willcox, B. J.; Willcox, D. C.; Todoriki, H.; Fujiyoshi, A.; Yano, K.; HE; Curb, J. D.; Suzuki, M. (2007). Annals of the New York Academy of Sciences. 1114: 434–455.
【2】A 2-Year Randomized Controlled Trial of Human Caloric Restriction: Feasibility and Effects on Predictors of Health Span and Longevity，Eric Ravussin, etc. The Journals of Gerontology: Series A, Volume 70, Issue 9, 1 September 2015, Pages 1097–1104, https://doi.org/10.1093/gerona/glv057
【3】Intermittent Fasting Promotes White Adipose Browning and Decreases Obesity by Shaping the Gut Microbiota. Li G1, Xie C2, Lu S3,etc. Cell Metab. 2017 Oct 3;26(4):672-685.e4. doi: 10.1016.
【4】A periodic diet that mimics fasting promotes multi-system regeneration, enhanced cognitive performance and healthspan. Sebastian Brandhorst1,†, In Young Choi1,†, Min Wei1, etc. Cell Metab. 2015 July 7; 22(1): 86–99.
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