《自然·代谢》：高蛋白饮食太高也不行！科学家揭秘高蛋白饮食抑制巨噬细胞自噬机制，蛋白占比超过22%或会促进动脉粥样硬化

2024-02-20

*仅供医学专业人士阅读参考高蛋白饮食已经成为一种公认的健康饮食方案。无论男女老少，规劝一句多吃肉总归没毛病，更别提那些健身党了，不大口吞蛋白，肌肉从哪儿长呀。不过，可能大家不知道，看似好处多多的高蛋白饮食也存在隐忧。在一个多世纪以前，就有研究者发现，高蛋白饮食可能与主动脉病变存在关联。如今，对各种模式动物的大量研究已经证实，高蛋白饮食摄入与动脉粥样硬化斑块形成和进展之间存在明确的联系。摄入多少蛋白算高？通常蛋白质推荐摄入量为0.8g/kg/天，能量占比达11%。对于老年人来说，推荐量还会更高，因为老年人在肌肉和骨骼蛋白质合成方面比年轻人弱一些。大家可以根据自己的体重算一算，每天有没有吃够量。当然，对部分人来说，问题并不是蛋白质吃不够而是吃太多，尤其是饮食习惯中蛋白质含量较高的西方社会。平均而言，西方人摄入蛋白要超过推荐量1/3，约有1/4的人摄入甚至达到了推荐的2倍（1.6g/kg/天，能量占比22%）。这算不算多呢？今日发表在《自然·代谢》上的一篇论文可以给我们明确的答案，蛋白质能量占比超过22%，确实是有点多了。研究者在人类志愿者中测试了一系列高蛋白饮食方案，发现每餐中蛋白质含量超过25g即会诱导mTOR通路激活和巨噬细胞自噬抑制，这是缺血性心血管疾病发病的重要机制之一。动物实验结果也显示，蛋白质占比超过22%的饮食会导致小鼠动脉粥样硬化。论文题图此前相关研究都在动物中进行，此次研究者们招募了一批志愿者，试图分析不同蛋白质含量的饮食对单核细胞mTORC1激活的影响。分析对象则选择了CD14+CD16-单核细胞，这是循环中最丰富的单核细胞，也是动脉粥样硬化斑块相关巨噬细胞的主要来源。第一组试验包括14名BMI在超重范围内的参与者，他们参与了两次试验，在12小时夜间禁食后分别摄取不同蛋白质含量的液体餐，并取血样以检查循环内的氨基酸水平和单核细胞状态。两种饮食方案一是蛋白质能量占比10%的低蛋白餐（73%碳水，17%脂肪），另一种是蛋白质能量占比50%的高蛋白餐（33%碳水，17%脂肪）。分析结果显示，在高蛋白餐后，参与者血浆氨基酸浓度有所增加，不过两种饮食后血浆甘油三酯（TG）浓度没什么差异，TG是动脉粥样硬化疾病的风险因素。对单核细胞的分析则发现，高蛋白餐后，单核细胞mTORC1显著激活，并发现了自噬信号LC3强度的降低，说明出现了mTORC1介导的自噬抑制。高蛋白餐后血浆氨基酸水平明显增加，单核细胞出现自噬抑制这组试验选择的蛋白质占比是比较极端的。在第二组试验中，研究者设计了更接近真实情况的两种饮食方案，一是蛋白质能量占比15%的标准餐（15g蛋白质），一是占比22%的高蛋白餐（25g蛋白质）。与第一组试验结果类似，两种餐食带来的甘油三酯变化相近，而仅在22%餐后出现了血浆氨基酸水平升高和LC3强度降低的现象。前文已经列举了数据，其实有不少人正在吃22%餐，这些人中自噬抑制的问题已经存在了。西方社会中不同蛋白质饮食人口分布是否有单一氨基酸能够为此事负责呢？研究者具体分析了不同氨基酸餐后水平的变化，发现高蛋白餐后，亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、丝氨酸和精氨酸七种氨基酸水平升高显著。分别在体外与人类单核细胞衍生的巨噬细胞（HMDM）培养后发现，亮氨酸竟是非常强的mTORC1诱导剂，激活能力是其他氨基酸的四倍有余。进一步分析表明，亮氨酸对HMDM mTORC1激活有显著的剂量依赖性阈值效应，并且对自噬/线粒体自噬、功能失调线粒体积累、ROS生成和相关细胞凋亡均有不利影响。造成这些危害的亮氨酸阈值浓度在100μM-300μM之间，这是22%餐后能达到的范围。最后，研究者在ApoE-/-小鼠中测试了不同蛋白饮食方案对动脉粥样硬化进展的影响。小鼠的标准饮食方案中蛋白质占比15%，研究者认为这可以类比人类中的推荐蛋白质摄入方案。在这个基础上，研究者拟定了3种饮食方案，蛋白质占比7%的低蛋白饮食，蛋白质占比21%的中等蛋白质饮食，蛋白质占比46%的高蛋白饮食。不同饮食方案类比人类饮食的人口分布位置从图表中也可以看出，虽然高蛋白饮食小鼠体重增长最为缓慢，但是它们动脉粥样硬化斑块的面积却是最大的，病变中巨噬细胞和凋亡细胞含量也更高。在中等蛋白饮食中添加亮氨酸，同样会促进动脉粥样硬化斑块的发展。高蛋白饮食会促进动脉粥样硬化斑块的进展由此来看，公认健康的高蛋白饮食也还是有安全上限的，好在这篇论文有明确的摄入量数据，“食肉动物”们不妨再估算一番是否超量，尤其是在使用支链氨基酸（BCAA）补剂的朋友们，更得注意亮氨酸摄入啦！参考资料：[1]https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s42255-024-00984-2本文作者丨代丝雨