《International Journal of Food Properties》:Dairy-derived nutrition across the lifespan: digestion, bioavailability, and healthy aging
摘要:乳制品在支持跨生命周期健康方面发挥重要作用,尽管营养需求和生理反应随年龄增长而变化。由于其复杂的基质,乳制品提供高质量蛋白质、脂质、微量营养素和生物活性化合物,这些成分共同影响消化、营养素生物利用度和生理反应。本综述综合了关于乳制品在支持从婴儿期到老年期各生命阶段健康作用的现有证据,特别关注老龄化人群。在生命早期,乳源性成分如乳脂肪球膜(MFGM)支持胃肠道发育、免疫功能及神经认知结局。在青春期和成年期,乳制品营养素包括钙、维生素D和富含亮氨酸的蛋白质,促进骨矿化、肌肉蛋白合成和心脏代谢健康。随着年龄增长,胃肠道功能、营养素吸收和肠道微生物群的变化降低了营养素生物利用度,导致骨质疏松症和肌少症等疾病的发生。基于乳制品的策略,包括蛋白质优化以及生物活性化合物和益生菌的掺入,在缓解这些年龄相关衰退方面显示出前景。总体而言,乳制品提供了一个多功能膳食框架,用于支持跨生命周期的健康和健康老龄化,并根据个体生理需求和生命阶段量身定制建议的新兴机遇正在出现。
乳制品支持早期发育和成年期健康
乳源性、人乳启发的婴儿健康与发育方法
人乳为婴儿提供最佳的生长和大脑发育所需宏量和微量营养素,同时保护其免受感染性疾病侵害。尽管建议在生命最初6个月内纯母乳喂养,但通常需要补充婴儿配方奶粉(混合喂养)或完全使用婴儿配方奶粉。传统婴儿配方奶粉旨在满足基本营养需求,但缺乏人乳的许多结构和生物活性复杂性。因此,婴儿营养领域的最新创新聚焦于人乳启发型配方,重点关注MFGM的利用。MFGM由包裹甘油三酯核心的三层膜组成,约占人乳总脂肪的98%,在泌乳早期提供婴儿近一半的能量摄入。牛乳MFGM作为成分和乳化剂被纳入部分婴儿配方奶粉中,旨在帮助婴儿消化和吸收乳剂,预防感染性疾病,并改善认知发育。
MFGM在塑造生命早期脂质消化和餐后脂肪酸代谢中发挥重要作用。MFG的结构组织促进了胃脂肪酶和内源性乳脂肪酶(如胆汁盐依赖性脂肪酶(BSSL)和脂蛋白脂肪酶)对脂质的有效胃部脂解,同时允许脂质结构在胃肠道(GI)中部分持续存在。这一过程通过早期释放短链和中链脂肪酸支持快速能量供应,同时使生物活性MFGM成分能够递送至远端肠道,从而影响微生物定植和免疫成熟。MFG结构导致的分布消化模式在婴儿中尤为重要,因其胰腺脂肪酶活性不成熟,脂质水解更依赖于替代酶。此外,MFGM相关鞘磷脂(SM)抵抗早期消化,仅在远端小肠被部分水解,延长了下肠道暴露于鞘脂及其生物活性代谢物的时间,这可能进一步调节脂质吸收、肠道信号传导和代谢发育。与这些机制效应一致,在婴儿配方奶粉中补充牛乳MFGM富集乳清蛋白组分,通过减少蛋白质降解和胰岛素生成氨基酸,同时增强脂肪酸氧化和生酮作用,将配方奶喂养婴儿的代谢谱转向母乳喂养婴儿。
补充MFGM或其生物活性组分也已被证明可保护婴儿免受GI和呼吸道感染。MFGM蛋白,特别是黄嘌呤氧化酶,通过催化反应生成过氧化氢类物质发挥直接抗菌活性,从而抑制鼠伤寒沙门氏菌和假单胞菌等致病菌的体外生长。同时,MFGM脂质,特别是神经节苷脂,以1.43 mg/100 kcal的浓度补充至婴儿配方奶粉以匹配人乳水平时,作为可溶性诱饵受体结合细菌表面黏附素,阻止病原体附着于肠上皮,从而减少早产儿(32至36周胎龄)中大肠杆菌的定植。当作为完整MFGM提供时,这些抗菌特性通过更广泛的肠道屏障完整性和免疫成熟效应得到补充。临床研究发现,与未补充MFGM者相比,牛乳MFGM补充降低了腹泻、急性中耳炎和发热等感染的发病率和严重程度,以及解热药物使用减少。机制上,MFGM极性脂质和蛋白质支持GI屏障完整性,增强潘氏细胞和杯状细胞群体,促进黏膜免疫发育,限制病原体转位和炎症。在鼠类炎症和感染挑战模型中,包括艰难梭菌和葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎,MFGM补充恢复肠道结构,调节肠道微生物群组成,并减少氧化应激。总之,这些发现表明MFGM在生命早期作为多功能保护基质,提供直接抗菌防御和通过屏障强化、免疫增强及肠道微生物群调节的间接保护。
除免疫效应外,MFGM补充通过对大脑结构和功能至关重要的生物活性脂质支持神经发育。MFGM富含鞘脂,特别是SM——髓鞘的关键组分,支持轴突绝缘、突触传递和神经信号传导,以及调节细胞间相互作用、神经元分化和大脑信号通路的神经节苷脂。与这些发现一致,2个月以下婴儿喂养MFGM补充配方至6个月龄,与标准配方喂养婴儿相比表现出独特的循环脂质组学谱。观察到的差异在神经活性脂质类别中尤为明显,包括鞘磷脂、磷脂酰胆碱种类和神经酰胺。随机对照试验和荟萃分析进一步证明,在婴儿配方奶粉中补充牛乳MFGM(约5 g/L,持续6至12个月)与健康足月婴儿及至2岁儿童的认知结局改善相关,特别是在解决问题、注意力和自我调节等执行功能方面。除对大脑脂质组成的直接效应外,MFGM可能通过肠脑轴间接支持神经发育和行为调节,提出的机制包括通过提供磷脂(关键细胞膜构建模块)改善肠道屏障功能和/或减少感染负担。总之,这些发现表明MFGM作为多功能基质,连接生命早期的脂质营养、免疫保护和大脑发育。
乳源性营养素和生物活性物质支持从青春期到成年期的骨骼、肌肉和心血管健康
青春期和青年期是骨骼快速生长的关键时期,其特征为钙需求显著增加以达到峰值骨量。在此窗口期实现最佳峰值骨量是长期骨骼健康的关键决定因素,对降低晚年年龄相关骨丢失和骨质疏松相关并发症风险至关重要。乳制品主要通过提供高生物利用度钙、磷、维生素D和高质量蛋白质支持骨骼发育和瘦体重增加。系统综述和干预试验表明,规律摄入乳制品(包括牛奶、酸奶和奶酪)可增加儿童和青少年的骨矿物质含量(BMC)和骨矿物质密度(BMD),主要通过增加用于骨矿化的钙可用性并提供用于胶原基质形成的优质蛋白质。提供约568 mL/日牛奶或约1,000 mg/日乳源钙(约3至4份/日)的乳制品干预在16个月内将BMD改善高达8%,对身高、体重或瘦体重影响极小,表明主要具有骨骼特异性益处。酪蛋白还通过结合钙和磷酸盐并形成胃凝块减缓胃排空,从而促进矿物质的高效吸收而发挥核心作用。
青少年发育通常是高体力活动时期,年轻运动员需要及时和充分的骨骼肌增长以支持力量和爆发力。虽然这些需求在生长期间被放大,成年人同样依赖高效的肌肉蛋白合成和组织重塑以支持身体表现、恢复和整体健康。实现这些结局需要摄入足量高质量膳食蛋白质,其取决于消化率以及氨基酸组成和生物利用度。乳蛋白非常适合满足青春期和成年期的这些需求。除增强矿物质生物利用度外,酪蛋白表现出独特的消化特性,影响餐后氨基酸动力学。在胃的酸性条件下,酪蛋白 destabilizes 并凝结成半固体凝块或凝乳,减缓胃排空并延迟氨基酸释放至小肠。因此,酪蛋白通常被归类为"慢速"蛋白,因其产生持续数小时的适度但持续的循环氨基酸浓度升高。这种延长的氨基酸可用性抑制全身蛋白质分解并支持更持续的合成代谢环境,使酪蛋白在长时间无食物摄入期间(如过夜恢复)特别有益。相比之下,乳清蛋白在胃条件下基本保持可溶性,因此比酪蛋白更快地从胃排空。乳清衍生肽和氨基酸的快速消化和吸收导致血浆氨基酸浓度显著但短暂的升高,通常称为高氨基酸血症。乳清特别富含亮氨酸——雷帕霉素复合物1(mTORC1)信号通路的机械靶点的关键激活剂,该通路刺激肌肉蛋白合成。因此,乳清蛋白在运动后早期阶段刺激肌肉蛋白合成方面特别有效。
除作为高质量蛋白质来源外,乳蛋白在GI消化和食品发酵过程中释放多种生物活性肽,其中许多表现出抗高血压特性。鉴于高血压仍是全球主要健康负担,影响全球约14亿30至80岁个体,但仅五分之一的人充分控制该病症,这一点尤为重要。控制不佳的高血压显著增加心血管疾病风险,包括心肌梗死、中风、慢性肾病和痴呆,对个体、医疗系统和经济造成沉重负担。除药物治疗外,饮食和生活方式改变是血压管理的核心。一项涵盖45项健康结局的41项系统综述和荟萃分析的伞形综述发现,每日摄入200 mL牛奶与较低的心血管疾病、中风和高血压风险相关。对于其他乳制品,大型队列研究和荟萃分析通常报告中性至适度有益的心血管效应,特别是发酵产品如酸奶,尽管结局因乳制品类型和摄入水平而异。值得注意的是,乳制品提供钾和钙,两者均独立与血压降低相关,荟萃分析报告补充这些矿物质后收缩压和舒张压显著降低。牛奶天然低钠,进一步支持其纳入血压控制的膳食方法。
此外,乳源性生物活性肽因其抑制血管紧张素转换酶(ACE)的潜力而受到越来越多的关注。ACE是肾素-血管紧张素系统的关键组分,通过将血管紧张素I转化为强效血管收缩剂血管紧张素II来调节血压,从而促进醛固酮释放、钠潴留和血压升高。乳源性ACE抑制肽来源于酪蛋白和乳清蛋白,分别称为酪激肽和乳激肽。这些肽在GI消化、发酵和乳品加工(包括奶酪成熟)过程中通过蛋白水解产生,常含有与ACE抑制活性相关的脯氨酸、缬氨酸和丙氨酸等氨基酸。对发酵乳制品和陈年奶酪的研究已鉴定出众多能够抑制ACE活性的肽,肽生成通常在成熟过程中增加,随后随着蛋白水解进一步进行而下降。尽管大量证据证明体外ACE抑制活性和动物模型中的有利发现,人类血压降低的临床证据仍不一致。这些不一致表明,包括消化过程中肽释放和稳定性、肠道吸收和生物利用度以及人类血压复杂生理调节在内的额外因素,可能促成乳制品对血压的影响,而这些在受控动物模型中未完全再现。
其他含有抗高血压肽的发酵乳制品实例包括酸乳和成熟的瑞士奶酪,其含有酪蛋白发酵过程中产生的乳三肽(异亮氨酸-脯氨酸-脯氨酸和缬氨酸-脯氨酸-脯氨酸),根据随机对照试验的荟萃分析,与收缩压和舒张压的显著降低相关。相比之下,乳清衍生抗高血压肽的证据仍然有限,特别是在人类中;一项随机临床试验中,参与者每日摄入125 mL乳清肽强化乳饮12周,尽管产品表现出体外ACE抑制活性,但未报告血压显著改善。
总体而言,乳制品作为实用且营养密集的膳食组分,支持青春期和成年期生长、体力活动和长期健康不断变化的生理需求。通过在一个整合食品基质中提供必需矿物质、高质量蛋白质和生物活性化合物,乳制品消费优化了关键生长和训练期间的骨骼和肌肉发育,同时有助于降低晚年心脏代谢和肌肉骨骼疾病风险。相反,牛奶摄入与前列腺癌、帕金森病、痤疮和婴儿缺铁风险升高相关。将乳制品纳入饮食时还应考虑潜在的牛奶过敏和乳糖不耐受。此外,随着个体年龄增长,GI道、营养转运系统和肠道微生物组的生理变化可影响乳源性营养素的消化和生物利用度,强调在评估乳制品在终身健康中的作用时考虑年龄特异性因素的重要性。总体而言,这些发现强调乳制品的健康效应取决于乳制品类型、摄入水平、个体生理状态和生命阶段,支持对乳制品推荐采取更细致而非统一的方法。
衰老对消化和生物利用度的影响
胃肠道功能、微生物组和营养素生物利用度与吸收的年龄相关变化
GI道在营养素的消化、吸收、转运和利用中发挥重要作用。衰老影响GI功能的每个阶段,从咀嚼和消化到营养素吸收、转运和废物排出。在老年人中,咬合力、机械感觉和味觉受体功能下降,以及唾液分泌减少和舌与咀嚼肌协调受损,均导致食物摄入不良。这些口腔期损伤因牙齿减少和口腔健康下降而进一步加剧。除这些食物摄入和口腔加工变化外,衰老还影响GI转运效率。尽管存在相当大的变异性,衰老与较慢的胃排空相关,这可延迟营养素吸收;一个有害后果是蛋白质生物利用度和餐后蛋白质合成降低。相比之下,在GI道下部观察到更一致的年龄相关效应,特别是在结肠,便秘和失禁率随年龄增加。这些现象有多种解释,包括平滑肌收缩和蠕动减少,以及肠神经活性降低。
与这些生理变化并行,衰老还伴随肠道微生物组的显著改变。作为营养代谢、免疫功能和GI健康的核心调节因子,肠道微生物群在决定营养素消化和生物利用度方面发挥关键作用。老年人通常表现出微生物多样性降低、微生物组稳定性下降以及关键细菌类群相对丰度的变化。重要的是,这些微生物组改变已与临床结局相关联,包括衰弱、合并症负担、营养状况不良和全身炎症升高。功能上,年龄相关的微生物代谢改变减少了支持肠道屏障功能、营养素吸收和宿主代谢的短链脂肪酸(SCFA)和其他代谢物的产生。值得注意的是,新兴证据表明这些不利变化可能部分通过膳食干预得以改善。
这些GI生理和微生物功能的综合改变对营养素生物利用度产生直接后果,特别是微量营养素。从约65至70岁开始,肠道钙吸收下降,部分由于维生素D介导的转运效率降低和肠上皮内钙处理改变。因此,膳食钙被吸收的比例较小,需要高摄入钙丰富食物或补充剂。同时,维生素D在肾脏中转化为活性形式的能力也随年龄受损,由于整体肾功能下降和关键酶活性降低。这些年龄相关的代谢变化因生物活性维生素D3产生不足而加剧,通常与日晒减少相关。因此,全球老年人群中维生素D3不足高度普遍,导致骨量减少、骨质疏松症和肌少症。
除正常衰老过程外,慢性疾病的累积进一步损害老年人的营养素吸收和利用。营养素生物利用度常受生命周期中发展的病理状况影响。例如,长期幽门螺杆菌感染可导致萎缩性胃炎,其特征为慢性炎症和胃黏膜变薄。该状况影响高达50%的70岁及以上成人,损害维生素B12、C、D和叶酸等关键微量营养素的吸收。总之,这些因素可导致老年人营养不良,增加下游心血管、免疫和肌肉骨骼疾病风险。
营养素可用性受损的一个主要下游后果是骨骼肌质量和功能的进行性丧失。肌肉质量下降主要归因于合成代谢抵抗,定义为肌肉组织对运动和膳食蛋白质摄入等合成代谢刺激反应能力下降。这种抵抗因年龄相关的蛋白质消化和吸收损伤而进一步加剧,包括胃酸和消化酶产生减少,以及GI道和肌肉中氨基酸转运蛋白功能下降。同时,合成代谢激素(如睾酮)减少和促炎细胞因子(如肿瘤坏死因子(TNF)-?、白细胞介素(IL)-1和IL-6)升高阻止了mTOR信号等关键蛋白质合成途径的激活。因此,老年人需要更高的平均高质量且易消化蛋白质摄入,如乳制品中发现的那些。
老年人骨折和其他损伤也因肌少症而加剧,这可导致身体残疾、独立性丧失和生活质量下降。由于骨骼肌对运动、姿势稳定和日常功能表现至关重要,其损失显著增加跌倒、骨折和残疾风险,从而降低生活质量。除机械作用外,骨骼肌是主要代谢器官;肌少症还导致胰岛素抵抗并增加代谢综合征、2型糖尿病和心血管疾病风险。
总之,GI功能、肠道微生物群、营养素吸收和肌肉骨骼代谢的这些相互关联变化强调了维持老年人充足营养的复杂性。应对这些挑战需要即使在消化效率受损情况下仍保持有效的膳食来源。乳制品作为高生物利用度钙、维生素D和高质量蛋白质的天然丰富来源,是应对衰老挑战的关键营养工具。
老年人肌肉骨骼健康的乳基营养策略
乳制品作为骨骼和肌肉健康的钙、维生素D和蛋白质关键来源
乳制品代表缓解年龄相关肌肉骨骼衰退的实用且有效工具。随着年龄增长,膳食摄入不足以及钙和维生素D的吸收和代谢不良与骨质疏松风险升高密切相关。这两种营养素对骨重塑、矿化和骨骼完整性维持至关重要。乳制品在有利食品基质中提供高生物利用度钙(牛奶中约1.1 g/L),作为有效递送载体,并通常补充或强化维生素D和钙,使其成为老年人骨骼健康的最佳膳食干预。
乳制品消费,特别是牛奶,与跨生命周期更高的BMD和BMC相关。关于乳制品减轻骨折风险的保护效应共识较少,尽管奶酪和酸奶消费似乎更一致地具有保护作用。例如,在一项绝经后女性临床研究中,长期消费强化低脂乳制品(牛奶和酸奶),前12个月每日1,200 mg钙和7.5 μg维生素D,随后18个月每日1,200 mg钙和22.5 μg维生素D,与未接受干预的对照组相比,显著增加了腰椎BMD。此外,在非常年长成人(平均年龄约86岁)中,增加牛奶、酸奶和奶酪摄入以分别提高钙和蛋白质消费562 mg/日和12 g/日,持续2年,与维持习惯饮食者相比,所有骨折发生率显著降低33%,髋部骨折降低46%,跌倒降低11%。除骨骼健康外,乳制品摄入也可能有益于口腔健康。来自乳制品来源的钙,特别是牛奶和发酵产品(但非奶酪),与牙周炎发病率呈负相关。
肌少症源于肌肉蛋白合成与分解之间的不平衡,由肌纤维大小和数量下降驱动。年龄相关的合成代谢抵抗可通过增加总蛋白质摄入部分克服,特别是富含亮氨酸的蛋白质来源如乳清蛋白,其有效刺激消化效率受损的老年人的肌肉蛋白合成。重要的是,老年女性需要比老年男性更高的亮氨酸剂量以引发相当的合成代谢反应。65至75岁老年女性的临床研究表明,消费富含亮氨酸的蛋白质饮料,单独或与抗阻运动结合,显著增强肌原纤维蛋白合成。具体而言,每日两次补充含4.2 g亮氨酸的15 g乳蛋白,比含1.3 g亮氨酸的15 g混合乳/大豆蛋白等氮饮料引发更大急性和整合肌原纤维蛋白合成。此外,每日两次含10 g乳蛋白并补充亮氨酸至总计3 g亮氨酸的低蛋白饮料,持续6天,产生的肌原纤维蛋白合成反应与含相同亮氨酸量的25 g乳清蛋白分离物相当,强调亮氨酸含量而非总蛋白质摄入是合成代谢反应的关键决定因素。
除优化蛋白质摄入和合成代谢信号外,新兴证据表明肠道微生物群和GI功能的调节可能进一步支持老年人的营养素利用。在一项231例胃肠疾病老年患者的回顾性研究中,补充鼠李糖乳杆菌GG(1×1010 CFU每日两次,持续≥7天)——一种常用于乳制品的益生菌——与未接受益生菌治疗相比改善了胃动力,表现为更大的胃窦收缩幅度(58.65 vs. 56.53 mm)和频率(4.06 vs. 3.81次收缩/分钟)、更短的胃半排空时间(28.15 vs. 29.77 min),以及促动力激素(胃动素和神经肽Y)浓度增加。这些改善伴随粪便脂肪、蛋白质和碳水化合物含量降低,表明接受益生菌补充的老年人营养素吸收增强。
除肌肉蛋白合成和周转受损外,衰老还与运动神经元变性和神经肌肉接头(NMJ)结构重塑相关,这导致肌肉功能和力量下降。新兴证据表明MFGM可能靶向肌少症的这一维度。在衰老小鼠模型中,MFGM补充结合习惯性运动减轻了年龄相关的股四头肌质量损失并改变肌肉转录组谱,值得注意的是增加了对接蛋白-7的表达——NMJ形成的关键调节因子。在一项随机、双盲、安慰剂对照初步试验中,健康老年人(60至73岁)每日消费1 g MFGM持续10周,同时参与每周两次低强度运动,与接受安慰剂者相比表现出更大的神经肌肉功能改善,包括膝伸肌力量增加、股四头肌横截面积增大、椅立时间缩短和肌纤维传导速度增强。
总体而言,乳基营养策略通过靶向骨质疏松症和肌少症的关键机制,包括矿化受损、合成代谢抵抗和神经肌肉变性,为老年人群提供临床相关益处。这些综合效应强调了乳制品和生物活性物质支持健康老龄化和功能长寿的潜力。
绝经后女性肠道微生物群、益生菌与骨骼健康之间的机制联系
在患有骨质疏松症的绝经后女性中,肠道微生物群在维持和改善骨骼健康中的作用日益受到认可。越来越多的证据表明益生菌可能代表对抗骨质疏松症的潜在策略,尽管结局因研究设计而异。
一项去卵巢小鼠绝经后骨质疏松模型的临床前荟萃分析显示,乳杆菌属和双歧杆菌属均改善了BMD和骨体积分数,其中乳杆菌表现出更强效应。具体而言,罗伊氏乳杆菌ATCC PTA 6475降低了去卵巢小鼠中破骨细胞相关标志物(TRAP5、RANKL)并抑制破骨细胞生成。绝经后女性的临床研究提供进一步但混合的支持。在低BMD的老年女性(75至80岁)中,12个月的罗伊氏乳杆菌补充(1010 CFU/日)与安慰剂相比减少了体积BMD和小梁骨分数的损失。类似地,一项使用三种乳杆菌菌株的12个月研究在早期绝经后女性中预防了安慰剂组观察到的腰椎骨丢失。相比之下,一项在52至70岁骨量减少女性中进行的6个月多菌株益生菌干预(GeriLact:干酪乳杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、保加利亚乳杆菌、短双歧杆菌和嗜热链球菌)降低了骨转换标志物(I型胶原交联C端肽、骨特异性碱性磷酸酶)但未影响BMD。同样,一项结合短乳杆菌HA-112和副干酪乳杆菌HA-274的48周干预对BMD或骨折风险无影响。总之,这些发现强调了益生菌对绝经后女性骨骼结局的潜力和变异性。
机制上,多条途径将肠道微生物群与骨骼健康联系起来。益生菌补充可增加SCFA产生,其降低结肠pH并增强钙溶解度和吸收。在小鼠中,8周SCFA补充增加了骨量并减少破骨细胞活性而不影响骨形成标志物。虽然许多益生菌不直接产生SCFA,但它们可促进产SCFA细菌,从而增加SCFA水平。益生菌可能通过扩增调节性T细胞(Treg)群体减少骨吸收。在一项小鼠机制研究中,4周口服鼠李糖乳杆菌GG增加了肠道来源的丁酸产生并扩增了肠道和骨髓Treg,其刺激CD8+ T细胞介导的Wnt10b分泌和成骨细胞Wnt信号传导。这些变化增强了年轻雌性小鼠的骨形成并增加了小梁骨体积分数(BV/TV),证明了一种益生菌可能通过其影响骨骼健康的潜在肠道微生物群-骨轴。最后,益生菌帮助维持肠上皮完整性。在骨质疏松症中,常观察到屏障破坏,其促进T辅助17(Th17)细胞扩增和破骨细胞生成细胞因子产生,驱动骨丢失。在雌激素缺乏的去卵巢大鼠模型中,益生菌补充富集了产丁酸肠道细菌,改善肠道屏障功能并降低肠道通透性,导致炎症抑制和骨髓Th17/Treg平衡恢复。这些变化与炎症性牙槽骨吸收的预防相关,表明益生菌可能通过调节肠-骨-免疫轴保护骨骼健康。总之,这些机制为观察到的益生菌对老年人骨骼健康的临床益处提供了生物学合理性。
虽然越来越多的报告表明益生菌可能改善BMD和骨转换标志物,但其他随机对照试验发现对骨丢失、骨转换或炎症生物标志物无显著效应,表明益生菌的功效可能取决于特定菌株、剂量、干预持续时间和目标人群。在一项涉及114名早期绝经后女性的12个月双盲、随机、安慰剂对照试验中,每日补充含植物乳杆菌DSM15312、DSM15313和副干酪乳杆菌DSM13434的益生菌混合物未能减轻骨丢失,与安慰剂相比,骨转换标志物、炎症生物标志物或面积BMD均无显著改善。类似地,荟萃分析报告尽管益生菌可能改善某些人群的腰椎BMD,但对髋部BMD和几种骨转换标志物(包括骨特异性碱性磷酸酶、骨钙素、骨保护素和炎症标志物)的效应通常不一致或不显著,突显了益生菌菌株、剂量和研究人群之间的显著异质性。
总之,当前证据表明益生菌可能代表支持老年人骨骼健康的有前景的辅助营养策略;然而,在做出广泛临床推荐之前,需要额外设计良好的随机对照试验来确定最佳菌株、剂量、干预持续时间和目标人群。值得注意的是,热灭活罗伊氏柠檬酸乳杆菌已被证明在去卵巢小鼠中增加骨体积和小梁厚度的程度与活菌相似,表明非存活或冻干细菌制剂也可能有效。此类制剂可更容易地掺入饮料或日常饮食中,可能扩大其可用性和商业应用。
结论
乳制品是多方面、适应性强的营养密集组分,通过其独特基质结构、高营养素生物利用度和多样化生物活性成分,支持跨生命周期的健康发育和健康老龄化。从早期发育到高龄,乳基质提供高生物利用度钙、维生素D、高质量蛋白质和生物活性化合物,支持关键生理系统,包括骨骼完整性、肌肉功能、免疫防御、代谢健康以及神经认知功能。重要的是,这些益处不仅由单个营养素介导,还由乳制品食品基质的结构和功能特性介导,其调节消化、吸收和全身反应。然而,值得注意的是,这些益处的程度因生命阶段、乳制品类型和消费水平而异,强调情境特异性指导而非统一推荐的重要性。
展望未来,未来研究应整合代谢组学、脂质组学、蛋白质组学、转录组学和微生物组分析,以更好地理解乳基质结构如何影响不同生命阶段的消化、营养素生物利用度和宿主代谢。需要在老年人、绝经后女性和胃肠道功能受损个体中进行设计良好的纵向队列研究和随机对照试验,以确定反应生物标志物并确定针对特定健康结局(包括骨骼健康、肌肉功能、认知表现和肠道健康)的最佳乳基质、剂量策略和干预时机。
同时,未来乳品营养研究必须整合可持续性、加工创新和健康结局。先进的膜处理和分级技术可从利用不足的流中生成富含生物活性的乳品成分,为增值营养和减少食物浪费创造机会。一个有前景的实例是乳清蛋白磷脂浓缩物(WPPC),一种在乳清蛋白分离物生产过程中产生的副产品,富含MFGM成分和生物活性磷脂如磷脂酰胆碱和鞘脂。尽管大多数当前发现仍处于临床前水平,仅进行了有限的人体研究,WPPC或MFGM补充已与若干潜在健康益处相关。这些包括生命早期骨骼健康和钙代谢改善、炎症减少和心血管标志物改善、肠道微生物群正向调节,以及神经认知发育和表现增强。这些组分的增值不仅扩展了下一代乳基营养干预的机会,还减少了食物浪费并改善了乳品生产系统的经济可持续性。
未来研究应超越孤立营养素评估,整合乳基质结构、GI消化、微生物组反应、代谢组学和临床结局。特别应强调使用标准化多组学方法和转化人体研究建立乳基质特征、微生物代谢和功能性健康结局之间的因果关系。此类努力将促进预测个体对乳制品干预反应的生物标志物鉴定,并支持跨生命周期的循证膳食推荐。未来个性化营养的进展将依赖于食品结构的刻意工程化以优化消化、营养素生物利用度和与肠道微生物组的相互作用。结合乳品加工、精准营养和系统生物学的进展将促进开发针对个体生理需求的下一代功能性乳制品,最终使乳基质更有效地支持健康老龄化、延长健康寿命并改善多样化人群的生活质量。
总之,这些进展将乳制品定位为不仅是必需营养素来源,而且是能够通过优化消化、营养素生物利用度和微生物组相互作用支持健康老龄化的工程化食品基质。通过整合食品加工、系统生物学和临床营养的进展,未来研究将能够开发针对生命周期特定生理需求的循证乳制品干预措施。最终,这些进展将支持制定针对不同生命阶段和生理状况的循证膳食推荐。