Nature子刊亮氨酸暴露實驗證明高蛋白飲食如何使你的動脈硬化
摘要：匹茲堡大學醫學院的一項研究,高蛋白攝入增加動脈粥樣硬化的風險，亮氨酸在其中起著關鍵作用。。
高蛋白攝入可能通過激活有助于動脈斑塊形成的免疫細胞而增加動脈粥樣硬化的風險，亮氨酸在其中起著關鍵作用。 匹茲堡大學醫學院的研究人員發現了一種分子機制，過量的膳食蛋白質會增加動脈粥樣硬化的風險。研究結果發表在2月19日的《Nature Metabolism》雜志上。
圖1 鑒別亮氨酸介導的控制巨噬細胞mTOR信號傳導和心血管風險的閾值效應
這項研究結合了小型人體試驗、小鼠實驗和培養皿中的細胞實驗，結果表明，從蛋白質中攝入超過22%的飲食熱量會導致免疫細胞的激活增加，免疫細胞在動脈粥樣硬化斑塊形成中發揮作用，從而增加患病風險。此外，科學家們還發現，一種氨基酸——亮氨酸——似乎在推動與動脈粥樣硬化或動脈硬化相關的病理途徑中起著不成比例的作用。
高蛋白飲食的風險
“我們的研究表明，提高蛋白質攝入量以追求更好的代謝健康并不是萬靈藥。你可能會對你的動脈造成真正的損害，”資深和共同通訊作者、皮特大學心臟病學教授Babak Razani醫學博士說。“我們的希望是，這項研究開啟了一場對話，探討如何以精確的方式改變飲食，從而在分子水平上影響身體功能，降低疾病風險。”
根據對過去十年美國人平均飲食的調查，美國人通常消耗大量蛋白質，主要來自動物來源。此外，近四分之一的人每天從蛋白質中獲得的熱量超過22%。
Razani說，這種趨勢可能是受膳食蛋白質對健康生活至關重要這一流行觀念的推動。但他和其他研究小組已經表明，過度依賴蛋白質對長期健康可能不是一件好事。
機制及其對人類健康的影響
在他們2020年的研究中，Razani的實驗室首次表明，過量的膳食蛋白質會增加小鼠動脈粥樣硬化的風險，他的下一項研究與密蘇里大學哥倫比亞分校的代謝專家Bettina Mittendorfer博士合作，深入研究了潛在的機制及其與人體的相關性。
為了找到答案，Razani的實驗室，由第一作者Xiangyu Zhang博士和Divya Kapoor醫學博士領導，與Mittendorfer的團隊合作，結合他們在細胞生物學和新陳代謝方面的專業知識，并在各種模型(從細胞到鼠到人類)上進行了一系列實驗。
Mittendorfer說:“我們的機制研究表明，氨基酸是蛋白質的真正組成部分，它可以通過特定的信號機制引發疾病，然后改變這些細胞的新陳代謝。例如，血管系統中被稱為巨噬細胞的小免疫細胞可以引發動脈粥樣硬化的發展。”
圖2 #1研究評估了極限攝入液態餐中蛋白質對單核細胞mTORC1激活和下游功能的影響。
為了確定攝入富含蛋白質的食物后免疫細胞激活的時間線，研究人員在健康人類受試者中進行了初步實驗，在小鼠和人類巨噬細胞中模擬了類似的情況，巨噬細胞對蛋白質衍生的氨基酸特別敏感。
他們的研究表明，通過蛋白質攝入超過22%的日常飲食熱量會對負責清除細胞碎片的巨噬細胞產生負面影響，導致這些細胞在血管壁內堆積成“墓地”，并隨著時間的推移惡化動脈粥樣硬化斑塊。有趣的是，對循環氨基酸的分析表明，亮氨酸——一種在牛肉、雞蛋和牛奶等動物源性食物中富含的氨基酸——是異常巨噬細胞激活和動脈粥樣硬化風險的主要原因，這表明了個性化飲食調整或“精確營養”的進一步研究的潛在途徑。
導航蛋白質消費和心血管健康
Razani小心翼翼地指出，許多問題仍有待解答，主要是:當一個人每天攝入的卡路里中有15%來自美國農業部推薦的蛋白質，而22%來自蛋白質之間會發生什么?是否存在一個“最佳點”，既能最大限度地發揮蛋白質的好處——比如增加肌肉——又能避免引發導致心血管疾病的分子級聯損傷事件。
這一發現在醫院尤為重要，因為營養學家經常向病情最嚴重的病人推薦富含蛋白質的食物，以保持肌肉質量和力量。
“也許盲目地增加蛋白質負荷是錯誤的，”Razani說。“相反，重要的是要從整體上看待飲食，并建議均衡飲食，以免無意中加劇心血管疾病，尤其是那些有心臟病和血管疾病風險的人。”
Razani還指出，這些發現表明，富含植物蛋白和動物蛋白的飲食中亮氨酸水平的差異可能解釋了它們對心血管和代謝健康影響的差異。他說:“這種機制研究為未來的飲食指南提供信息的潛力是相當令人興奮的。”
參考資料
[1] Identification of a leucine-mediated threshold effect governing macrophage mTOR signalling and cardiovascular risk
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