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《细胞·代谢》:异亮氨酸,长寿的拦路虎?科学家发现,限制异亮氨酸摄入能够改善代谢,延长小鼠寿命,雄性效果更好

 护花呤 2023-11-15 发布于广东

*仅供医学专业人士阅读参考


中文里有老话讲“人是铁,饭是钢”,英文里也有“you are what you eat”的俗语,可见人类跨越文化在吃这一件事上达成了共识。

食物塑造了人类的身体,也塑造了人类的健康。

蛋白质是肌肉之源,有几项研究发现,高蛋白饮食对代谢健康有益,老年人也经常被建议多摄入蛋白质,以避免老年人常见的虚弱和肌肉减少问题。

但是矛盾的是,也有临床研究发现,较低的蛋白质摄入与年龄相关疾病和死亡的风险降低有关。动物实验中,卡路里限制(CR)和蛋白质(PR)限制都表现出了一定的改善代谢、延长寿命的效果。

到底哪边是对的?

今日,威斯康辛大学麦迪逊分校科研团队在《细胞代谢》杂志发文,发现支链氨基酸(BCAA)中的异亮氨酸(Ile)是延寿关键。限制膳食中异亮氨酸的摄入,能够显著改善小鼠代谢健康、延长健康寿命。

之前,他们曾经在实验中证实,减少BCAA摄入可以让雄性小鼠健体延寿,但会缩短雌性小鼠寿命。本次实验中,限制异亮氨酸仍旧对雄性小鼠更为有效,但雌性小鼠也能享受到一定的健康收益。

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论文题图

一直以来,科学家们都在尝试找出CR和PR中,具体起效的成分。由于二者都会减少必需氨基酸(EAA)的摄入,因此这9种氨基酸就成了关注的重点。

其中蛋氨酸颇受关注,亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸组成的BCAA家族也是研究热点。在之前的研究中,将BCAA摄入降至1/3,能够将雄性小鼠的寿命延长30%以上。

三种BCAA不能一概而论,它们各有各的机制。例如,缬氨酸参与调控脂肪酸跨内皮转运和葡萄糖摄取,而人体中血液异亮氨酸水平与死亡风险有关。

针对异亮氨酸,研究者们在HET3小鼠中进行了实验。HET3小鼠是一种衰老相关研究常用的动物品系,它们的每个个体都表现出不同的遗传特征,相较单一近交品系都能够更好地模拟复杂的衰老问题。

实验设计则与之前的研究相似,小鼠的饮食分为蛋白质占比21%的对照组,将所有氨基酸(AA)减少67%的低AA组,和只将异亮氨酸减少67%的低Ile组。各组间摄入热量的脂肪含量均等,成分配比导致的热量缺口由碳水化合物补足。

实验先在年轻小鼠中进行。有趣的是,低Ile组小鼠体重增加明显减少了(且雄性效果更好一些),而低AA组无法抵抗脂肪积累。

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低Ile饮食减少了脂肪积累

低Ile饮食也显著改善了小鼠的血糖控制,且与胰岛素敏感性的改善无关,可能是Ile限制改善了肝脏糖异生。

此外,低Ile组小鼠的食物摄入和能量消耗都是增加的,所以这些改变也并不是因为小鼠吃少了。

那么控制异亮氨酸对衰老的影响又如何呢?

研究者选择在小鼠6个月大时开始低Ile饮食。最直观的是,这些小鼠们几乎一辈子不知肥胖滋味,相较对照组完全攒不下来肥肉。

但也同样掉肌肉就是了!

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小鼠体重的变化

与年轻小鼠一致,在22个月大检查衰老Ile小鼠的糖代谢,也发现了显著的改善。

值得一提的是,低Ile衰老小鼠的衰弱指数(frailty index)显著降低,运动能力等身体指标也比对照组更好。

低Ile饮食显著延长了小鼠的寿命,雄性小鼠中位寿命增加了33%,最大寿命显著增加;雌性增加约7%,最大寿命不变。

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低Ile饮食对寿命的影响

有意思的就在这里。限制异亮氨酸,对于不同年龄和不同性别的个体,产生的影响似乎是完全不同的。

研究者详细分析了小鼠肝脏的转录组、代谢组和脂质组,发现低Ile饮食与对照饮食引起的基因表达模式完全不同,与低AA饮食的差异也非常大。

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Ile限制效果受年龄和性别影响

估计看到这里,已经有很多人急着问,哪些食物里异亮氨酸比较多了。

很遗憾,就人类的食谱来说,减少异亮氨酸摄入,差不多只能少吃蛋白了……但限制蛋白摄入并不和限制异亮氨酸同样有益,亮氨酸、丝氨酸和甘氨酸之类都是吃少了会有害的啊。

想把减少异亮氨酸摄入作为长久之计,还是等等“科技与狠活儿”吧。

参考资料:

[1]https://www./cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00374-1


本文作者丨代丝雨

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