蛋白質對老年肌肉減少癥的作用

盛周煌，陳智仙

1.酵母功能湖北省重點實驗室（宜昌 443000）；2.宜昌市營養(yǎng)健康食品工程技術研究中心（宜昌 443000）

肌肉約占身體質量的40%，對身體的穩(wěn)定性和靈活性以及向其他組織提供氨基酸、儲存和利用葡萄糖作為能量等代謝功能很重要[1]。與年齡相關的骨骼肌變化與日常生活相關的身體活動能力下降以及摔倒和骨折風險增加有關，所有這些都會降低生活質量，并最終導致殘疾甚至增加死亡風險[2]。作為一種老年疾病，肌肉減少癥在全球人口老齡化的背景下顯得尤為重要，預計到2050年，全球將有2億人受到肌肉減少癥的影響[3]。

蛋白質是組成人體細胞、組織的重要成分，對維持生物體的正常運作是必不可少的，具有多種功能，如提供肌肉、骨骼和其他組織的結構成分，支持組織代謝，產生激素和酶，調節(jié)神經系統(tǒng)的發(fā)育，甚至可以用作能量來源。蛋白質攝入為肌肉蛋白質合成提供必需氨基酸，從而維持肌肉質量方面的作用，因此蛋白質攝入不足是肌肉減少癥的一個可改變的核心危險因素[4]。許多研究表明，較高的蛋白質攝入量可以保護肌肉質量、力量和身體表現[5-7]。同樣有很好的試驗證據表明，補充蛋白質可以有效地提高肌肉減少人群的肌肉質量和力量[8]，然而攝入蛋白質的來源、攝入量和質量是決定其是否有效的關鍵因素，文章將從蛋白質的來源、數量和質量論述其對肌肉減少癥的影響，為消費者正確選購和攝入蛋白質及企業(yè)有效開發(fā)蛋白產品提供理論指導。

1 蛋白質攝入量的影響

1.1 老年人對蛋白質的需求量增加

人到中年，細胞和分子的變化會減弱對營養(yǎng)刺激和體力活動的反應，導致更多的肌肉被分解[2]。由于與年齡相關的肌肉蛋白質合成代謝阻力，老年人的膳食蛋白質攝入量高于年輕人。老年人對蛋白質攝入從而引起的肌肉蛋白質合成MPS刺激相對不敏感，特別是攝入少量的高質量蛋白質或氨基酸[9-10]。在老年人中，少量的蛋白質無法刺激MPS速率，這可能是與年齡相關的肌肉損失的一個關鍵決定因素[11]。無論來源如何，攝入35~40 g蛋白質，都會比低劑量的蛋白質10~20 g刺激更高的MPS速率[12]。

中國營養(yǎng)學會推薦，肌少癥病人蛋白質的推薦攝入量應維持在1.0~1.5 g/（kg·d），蛋白質補充高于推薦的每日攝入量[RDA，0.8 g/（kg·d）]可能是預防和減輕肌肉減少癥的干預目標[13-14]。在健康、衰老和身體成分研究中，在老年社區(qū)居住的男性和女性樣本中，膳食蛋白質與瘦體重的損失呈負相關[15]。同樣，根據婦女健康倡議，蛋白質攝入量最高的絕經后婦女患虛弱的風險降低32%[16]。蛋白質攝入量高于當前RDA的飲食干預是治療肌肉減少癥的可行方法，建議在RDA以上適度增加蛋白質攝入量，以減少隨著年齡增長而發(fā)生的肌肉量的進行性損失[17]。

對老年人群56~80歲的幾項關鍵氮平衡研究的綜合分析表明，老年人1.14 g/（kg·d）相對于年輕人[0.8 g/（kg·d）]需要更多的蛋白質[18]。蛋白質攝入不足可能是肌肉減少癥的潛在機制，據報道蛋白質攝入量與年齡呈反比，據估計50%老年人攝入的蛋白質少于1.14 g/（kg·d），25%的老年人蛋白質攝入低于RDA，此外蛋白質攝入量接近RDA的老年人比蛋白質攝入量超過1.2 g/（kg·d）的老年人患病風險更大[19]。

1.2 蛋白質攝入量的性別二態(tài)性

男性和女性群體在對不同蛋白質攝食的合成代謝反應方面存在重要差異。蛋白質代謝和肌肉蛋白質合成存在性別二態(tài)性，這種情況在發(fā)生重大荷爾蒙變化的時期表現得特別明顯，例如更年期[20]。

一般來說女性的體重和骨骼肌質量都低于男性，然而與男性相比，與年齡相關的骨骼肌質量下降率在女性中較小[21]。在基礎吸收后狀態(tài)、對營養(yǎng)刺激的反應、抗阻運動后或抗阻運動和蛋白質攝食結合后測量MPS時，年輕男性和女性之間沒有差異[22-23]?？赡苁怯捎谂越^經期的變化，衰老似乎導致MPS在基礎吸收后狀態(tài)下的反應，以及對氨基酸和胰島素可用性聯(lián)合增加的反應，所體現出性別二態(tài)效應[24]。與老年男性相比，老年女性在每餐膳食期間可能需要更多的蛋白質（35~40 g）來強烈刺激MPS[12]。

2 蛋白質質量的影響

蛋白質正平衡與細胞外必需氨基酸EAAs水平呈正比[25]。因此，攝入EAA含量較高的蛋白質會對MPS產生更大的刺激。內臟攝取對單個氨基酸的提取率高達90%[25]，有效地減少了它們在外周組織中的可用性。最有效的蛋白質來源含有大量支鏈氨基酸BCAA，其包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，比其他氨基酸更能刺激MPS。BCAAs的獨特之處在于它們能夠逃避內臟攝取。例如，食用牛肉之后，內臟組織釋放的氨基酸中有一半以上是BCAAs，即使牛肉中只有20% BCAAs[26]。進一步分析支鏈氨基轉氨酶和支鏈α酮酸脫氫酶（負責BCAA降解的前兩個步驟）的總活性，研究表明50%以上降解BCAAs的能力位于骨骼肌組織，而肝臟僅占20%。這些發(fā)現表明在20種氨基酸中，BCAAs與周圍組織相互作用的機會最大，使它們成為調節(jié)骨骼肌組織結構和功能的候選者。因此，與這些氨基酸含量高的蛋白質相比，EAA含量較低，尤其是BCAA含量較低的蛋白質會被內臟組織以更高的效率吸收，導致用于肌肉蛋白質的合成減少。

BCAA中具有最高合成代謝效果的是亮氨酸，當量足夠時可以單獨刺激MPS并達到正蛋白質平衡。亮氨酸是一種必需的支鏈氨基酸，部分通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路調節(jié)肌肉功能[27]。研究表明，它可以通過減少蛋白質水解和增加蛋白質合成來改變骨骼肌中的蛋白質周轉[28]。此外，它可以增加骨骼肌葡萄糖吸收，誘導胰腺細胞釋放胰島素，這是骨骼肌重要的合成代謝信號[29]。補充富含亮氨酸的蛋白質可以改善肌肉減少癥老年人的肌肉力量，可作為肌肉減少癥的營養(yǎng)治療[30]。

3 蛋白質來源的影響

3.1 動物蛋白和植物蛋白

雖然蛋白質在老年人保持良好肌肉健康方面的作用具有強有力的證據基礎，但蛋白質來源也具有重要影響。在氨基酸吸收和代謝利用方面，不同來源的等量蛋白質并不能達到等量的餐后反應。模擬研究發(fā)現，與牛奶蛋白相比，大豆蛋白經歷了更大的內臟提取和氮損失[31]。這對老年人來說尤其重要，因為隨著年齡的增長，內臟對氨基酸的提取會增加，因此可用于肌肉蛋白質合成的游離氨基酸會減少[32]。短期隨機對照試驗表明，乳清蛋白比酪蛋白或大豆分離物更能促進肌肉蛋白質合成[33-34]。與之前在年輕人中發(fā)現的結果一致，攝入乳清蛋白比大豆和酪蛋白等其他蛋白質來源更能刺激MPS，至少在克對克的蛋白質基礎上是這樣[10,33]。

蛋白質來源不同導致其在質量上也有本質差異，即它們的氨基酸分布及其生物利用度。動物來源的蛋白質被稱為高質量蛋白質，因為它含有大量的9種必需氨基酸EAA，這些EAA的生物利用度更高。相比之下，植物蛋白質通常很少含有一種或幾種EAA，例如許多豆類缺乏蛋氨酸、半胱氨酸和色氨酸[35]。目前的數據表明高蛋白或支鏈氨基酸（亮氨酸）攝入可能通過增強合成代謝途徑和抑制分解代謝途徑幫助逆轉肌肉減少癥受損的肌肉再生動力[36]。一般來說，乳制品的亮氨酸含量從10%（牛奶分離物，酪蛋白）到12%（乳清），而肉類和蛋類產品的亮氨酸含量約為8%~9%[37]。相反，小麥蛋白等植物性產品的亮氨酸低于8%，這表明它們不是刺激骨骼肌蛋白質合成的最佳選擇。

3.2 微生物蛋白

酵母蛋白支鏈氨基酸含量較高，總量略高于乳清蛋白，其中亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸比例與乳清蛋白相當，是一種很有前途的肌肉恢復補充劑。動物試驗研究表明酵母蛋白可顯著緩解衰老導致的肌肉減少，可顯著緩解由衰老導致的腸道組織學和功能的衰退，這也預示著可能腸道菌群也參與干預-調控機制[38]。已經證明，腸道菌群有助于肌肉大小、組成和功能的年齡相關變化[39]。有人提出了衰老過程中的“腸道-肌肉軸”，認為腸道菌群與身體功能密切相關[40]。據報道，乳清蛋白的攝入和亮氨酸的補充都會改變微生物群的組成，并影響相關的代謝活動[41]。值得注意的是，大豆乳清混合蛋白顯著改善了接受造血干細胞移植患者的肌肉大小和力量，這與腸道微生物群對肌肉代謝的調節(jié)有關[42]。

一項雙盲和隨機對照試驗研究了酵母蛋白與乳清蛋白和安慰劑相比對成人肌肉質量和表現的影響，結果顯示所有組都增加了瘦肌肉質量、力量和耐力，酵母蛋白組和乳清蛋白組增加的瘦質量和肌肉力量明顯高于安慰劑組，且酵母蛋白和乳清蛋白的表現相似，這表明酵母蛋白與乳清蛋白一樣有效，可以在老年人的運動中增加肌肉質量和力量。

4 結語與展望

增加蛋白質攝入是抑制肌肉減少的基礎，老年人的代謝效率降低，需要更高的蛋白質攝入以促進蛋白質合成，老年女性需要更多的蛋白質補充來刺激肌肉蛋白質合成。此外，攝入富含EAA、BCAA尤其是亮氨酸的蛋白質能夠更有效地促進肌肉蛋白質合成并抑制肌肉分解。因此保證優(yōu)質的蛋白質來源、充足的蛋白質攝入量和高質量蛋白質才能有效發(fā)揮蛋白質對肌肉減少癥的干預作用。老年人需要正確選購和攝入蛋白質類產品，企業(yè)在開發(fā)此類產品時應充分考慮其來源、攝入量和質量與有效性間的關系。肌肉減少的蛋白質干預作用需要結合其他營養(yǎng)攝入及運動共同刺激肌肉合成，飲食干預結合適當的運動方案可能是對抗肌肉減少癥的最有效手段。