Nature子刊亮氨酸暴露实验证明高蛋白饮食如何使你的动脉硬化

根据匹兹堡大学医学院的一项研究，高蛋白摄入可能会激活有助于动脉斑块形成的免疫细胞，从而增加动脉粥样硬化的风险，亮氨酸在其中起着关键作用。

　　

高蛋白摄入可能通过激活有助于动脉斑块形成的免疫细胞而增加动脉粥样硬化的风险，亮氨酸在其中起着关键作用。

匹兹堡大学医学院的研究人员发现了一种分子机制，过量的膳食蛋白质会增加动脉粥样硬化的风险。研究结果发表在2月19日的《Nature Metabolism》杂志上。

这项研究结合了小型人体试验、小鼠实验和培养皿中的细胞实验，结果表明，从蛋白质中摄入超过22%的饮食热量会导致免疫细胞的激活增加，免疫细胞在动脉粥样硬化斑块形成中发挥作用，从而增加患病风险。此外，科学家们还发现，一种氨基酸——亮氨酸——似乎在推动与动脉粥样硬化或动脉硬化相关的病理途径中起着不成比例的作用。

高蛋白饮食的风险

“我们的研究表明，提高蛋白质摄入量以追求更好的代谢健康并不是万灵药。你可能会对你的动脉造成真正的损害，”资深和共同通讯作者、皮特大学心脏病学教授Babak Razani医学博士说。“我们的希望是，这项研究开启了一场对话，探讨如何以精确的方式改变饮食，从而在分子水平上影响身体功能，降低疾病风险。”

根据对过去十年美国人平均饮食的调查，美国人通常消耗大量蛋白质，主要来自动物来源。此外，近四分之一的人每天从蛋白质中获得的热量超过22%。

Razani说，这种趋势可能是受膳食蛋白质对健康生活至关重要这一流行观念的推动。但他和其他研究小组已经表明，过度依赖蛋白质对长期健康可能不是一件好事。

机制及其对人类健康的影响

在他们2020年的研究中，Razani的实验室首次表明，过量的膳食蛋白质会增加小鼠动脉粥样硬化的风险，他的下一项研究与密苏里大学哥伦比亚分校的代谢专家Bettina Mittendorfer博士合作，深入研究了潜在的机制及其与人体的相关性。

为了找到答案，Razani的实验室，由第一作者Xiangyu Zhang博士和Divya Kapoor医学博士领导，与Mittendorfer的团队合作，结合他们在细胞生物学和新陈代谢方面的专业知识，并在各种模型(从细胞到鼠到人类)上进行了一系列实验。

Mittendorfer说:“我们的机制研究表明，氨基酸是蛋白质的真正组成部分，它可以通过特定的信号机制引发疾病，然后改变这些细胞的新陈代谢。例如，血管系统中被称为巨噬细胞的小免疫细胞可以引发动脉粥样硬化的发展。”

为了确定摄入富含蛋白质的食物后免疫细胞激活的时间线，研究人员在健康人类受试者中进行了初步实验，在小鼠和人类巨噬细胞中模拟了类似的情况，巨噬细胞对蛋白质衍生的氨基酸特别敏感。

他们的研究表明，通过蛋白质摄入超过22%的日常饮食热量会对负责清除细胞碎片的巨噬细胞产生负面影响，导致这些细胞在血管壁内堆积成“墓地”，并随着时间的推移恶化动脉粥样硬化斑块。有趣的是，对循环氨基酸的分析表明，亮氨酸——一种在牛肉、鸡蛋和牛奶等动物源性食物中富含的氨基酸——是异常巨噬细胞激活和动脉粥样硬化风险的主要原因，这表明了个性化饮食调整或“精确营养”的进一步研究的潜在途径。

导航蛋白质消费和心血管健康

Razani小心翼翼地指出，许多问题仍有待解答，主要是:当一个人每天摄入的卡路里中有15%来自美国农业部推荐的蛋白质，而22%来自蛋白质之间会发生什么?是否存在一个“最佳点”，既能最大限度地发挥蛋白质的好处——比如增加肌肉——又能避免引发导致心血管疾病的分子级联损伤事件。

这一发现在医院尤为重要，因为营养学家经常向病情最严重的病人推荐富含蛋白质的食物，以保持肌肉质量和力量。

“也许盲目地增加蛋白质负荷是错误的，”Razani说。“相反，重要的是要从整体上看待饮食，并建议均衡饮食，以免无意中加剧心血管疾病，尤其是那些有心脏病和血管疾病风险的人。”

Razani还指出，这些发现表明，富含植物蛋白和动物蛋白的饮食中亮氨酸水平的差异可能解释了它们对心血管和代谢健康影响的差异。他说:“这种机制研究为未来的饮食指南提供信息的潜力是相当令人兴奋的。”

参考:“Identification of a leucine-mediated threshold effect governing macrophage mTOR signalling and cardiovascular risk” by Xiangyu Zhang, Divya Kapoor, Se-Jin Jeong, Alan Fappi, Jeremiah Stitham, Vasavi Shabrish, Ismail Sergin, Eman Yousif, Astrid Rodriguez-Velez, Yu-Sheng Yeh, Arick Park, Arif Yurdagul Jr, Oren Rom, Slava Epelman, Joel D. Schilling, Marco Sardiello, Abhinav Diwan, Jaehyung Cho, Nathan O. Stitziel, Ali Javaheri, Irfan J. Lodhi, Bettina Mittendorfer and Babak Razani, 19 February 2024, Nature Metabolism.