蛋白质对老年肌肉减少症的作用

盛周煌，陈智仙

1.酵母功能湖北省重点实验室（宜昌 443000）；2.宜昌市营养健康食品工程技术研究中心（宜昌 443000）

肌肉约占身体质量的40%，对身体的稳定性和灵活性以及向其他组织提供氨基酸、储存和利用葡萄糖作为能量等代谢功能很重要[1]。与年龄相关的骨骼肌变化与日常生活相关的身体活动能力下降以及摔倒和骨折风险增加有关，所有这些都会降低生活质量，并最终导致残疾甚至增加死亡风险[2]。作为一种老年疾病，肌肉减少症在全球人口老龄化的背景下显得尤为重要，预计到2050年，全球将有2亿人受到肌肉减少症的影响[3]。

蛋白质是组成人体细胞、组织的重要成分，对维持生物体的正常运作是必不可少的，具有多种功能，如提供肌肉、骨骼和其他组织的结构成分，支持组织代谢，产生激素和酶，调节神经系统的发育，甚至可以用作能量来源。蛋白质摄入为肌肉蛋白质合成提供必需氨基酸，从而维持肌肉质量方面的作用，因此蛋白质摄入不足是肌肉减少症的一个可改变的核心危险因素[4]。许多研究表明，较高的蛋白质摄入量可以保护肌肉质量、力量和身体表现[5-7]。同样有很好的试验证据表明，补充蛋白质可以有效地提高肌肉减少人群的肌肉质量和力量[8]，然而摄入蛋白质的来源、摄入量和质量是决定其是否有效的关键因素，文章将从蛋白质的来源、数量和质量论述其对肌肉减少症的影响，为消费者正确选购和摄入蛋白质及企业有效开发蛋白产品提供理论指导。

1 蛋白质摄入量的影响

1.1 老年人对蛋白质的需求量增加

人到中年，细胞和分子的变化会减弱对营养刺激和体力活动的反应，导致更多的肌肉被分解[2]。由于与年龄相关的肌肉蛋白质合成代谢阻力，老年人的膳食蛋白质摄入量高于年轻人。老年人对蛋白质摄入从而引起的肌肉蛋白质合成MPS刺激相对不敏感，特别是摄入少量的高质量蛋白质或氨基酸[9-10]。在老年人中，少量的蛋白质无法刺激MPS速率，这可能是与年龄相关的肌肉损失的一个关键决定因素[11]。无论来源如何，摄入35~40 g蛋白质，都会比低剂量的蛋白质10~20 g刺激更高的MPS速率[12]。

中国营养学会推荐，肌少症病人蛋白质的推荐摄入量应维持在1.0~1.5 g/（kg·d），蛋白质补充高于推荐的每日摄入量[RDA，0.8 g/（kg·d）]可能是预防和减轻肌肉减少症的干预目标[13-14]。在健康、衰老和身体成分研究中，在老年社区居住的男性和女性样本中，膳食蛋白质与瘦体重的损失呈负相关[15]。同样，根据妇女健康倡议，蛋白质摄入量最高的绝经后妇女患虚弱的风险降低32%[16]。蛋白质摄入量高于当前RDA的饮食干预是治疗肌肉减少症的可行方法，建议在RDA以上适度增加蛋白质摄入量，以减少随着年龄增长而发生的肌肉量的进行性损失[17]。

对老年人群56~80岁的几项关键氮平衡研究的综合分析表明，老年人1.14 g/（kg·d）相对于年轻人[0.8 g/（kg·d）]需要更多的蛋白质[18]。蛋白质摄入不足可能是肌肉减少症的潜在机制，据报道蛋白质摄入量与年龄呈反比，据估计50%老年人摄入的蛋白质少于1.14 g/（kg·d），25%的老年人蛋白质摄入低于RDA，此外蛋白质摄入量接近RDA的老年人比蛋白质摄入量超过1.2 g/（kg·d）的老年人患病风险更大[19]。

1.2 蛋白质摄入量的性别二态性

男性和女性群体在对不同蛋白质摄食的合成代谢反应方面存在重要差异。蛋白质代谢和肌肉蛋白质合成存在性别二态性，这种情况在发生重大荷尔蒙变化的时期表现得特别明显，例如更年期[20]。

一般来说女性的体重和骨骼肌质量都低于男性，然而与男性相比，与年龄相关的骨骼肌质量下降率在女性中较小[21]。在基础吸收后状态、对营养刺激的反应、抗阻运动后或抗阻运动和蛋白质摄食结合后测量MPS时，年轻男性和女性之间没有差异[22-23]。可能是由于女性绝经期的变化，衰老似乎导致MPS在基础吸收后状态下的反应，以及对氨基酸和胰岛素可用性联合增加的反应，所体现出性别二态效应[24]。与老年男性相比，老年女性在每餐膳食期间可能需要更多的蛋白质（35~40 g）来强烈刺激MPS[12]。

2 蛋白质质量的影响

蛋白质正平衡与细胞外必需氨基酸EAAs水平呈正比[25]。因此，摄入EAA含量较高的蛋白质会对MPS产生更大的刺激。内脏摄取对单个氨基酸的提取率高达90%[25]，有效地减少了它们在外周组织中的可用性。最有效的蛋白质来源含有大量支链氨基酸BCAA，其包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，比其他氨基酸更能刺激MPS。BCAAs的独特之处在于它们能够逃避内脏摄取。例如，食用牛肉之后，内脏组织释放的氨基酸中有一半以上是BCAAs，即使牛肉中只有20% BCAAs[26]。进一步分析支链氨基转氨酶和支链α酮酸脱氢酶（负责BCAA降解的前两个步骤）的总活性，研究表明50%以上降解BCAAs的能力位于骨骼肌组织，而肝脏仅占20%。这些发现表明在20种氨基酸中，BCAAs与周围组织相互作用的机会最大，使它们成为调节骨骼肌组织结构和功能的候选者。因此，与这些氨基酸含量高的蛋白质相比，EAA含量较低，尤其是BCAA含量较低的蛋白质会被内脏组织以更高的效率吸收，导致用于肌肉蛋白质的合成减少。

BCAA中具有最高合成代谢效果的是亮氨酸，当量足够时可以单独刺激MPS并达到正蛋白质平衡。亮氨酸是一种必需的支链氨基酸，部分通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路调节肌肉功能[27]。研究表明，它可以通过减少蛋白质水解和增加蛋白质合成来改变骨骼肌中的蛋白质周转[28]。此外，它可以增加骨骼肌葡萄糖吸收，诱导胰腺细胞释放胰岛素，这是骨骼肌重要的合成代谢信号[29]。补充富含亮氨酸的蛋白质可以改善肌肉减少症老年人的肌肉力量，可作为肌肉减少症的营养治疗[30]。

3 蛋白质来源的影响

3.1 动物蛋白和植物蛋白

虽然蛋白质在老年人保持良好肌肉健康方面的作用具有强有力的证据基础，但蛋白质来源也具有重要影响。在氨基酸吸收和代谢利用方面，不同来源的等量蛋白质并不能达到等量的餐后反应。模拟研究发现，与牛奶蛋白相比，大豆蛋白经历了更大的内脏提取和氮损失[31]。这对老年人来说尤其重要，因为随着年龄的增长，内脏对氨基酸的提取会增加，因此可用于肌肉蛋白质合成的游离氨基酸会减少[32]。短期随机对照试验表明，乳清蛋白比酪蛋白或大豆分离物更能促进肌肉蛋白质合成[33-34]。与之前在年轻人中发现的结果一致，摄入乳清蛋白比大豆和酪蛋白等其他蛋白质来源更能刺激MPS，至少在克对克的蛋白质基础上是这样[10,33]。

蛋白质来源不同导致其在质量上也有本质差异，即它们的氨基酸分布及其生物利用度。动物来源的蛋白质被称为高质量蛋白质，因为它含有大量的9种必需氨基酸EAA，这些EAA的生物利用度更高。相比之下，植物蛋白质通常很少含有一种或几种EAA，例如许多豆类缺乏蛋氨酸、半胱氨酸和色氨酸[35]。目前的数据表明高蛋白或支链氨基酸（亮氨酸）摄入可能通过增强合成代谢途径和抑制分解代谢途径帮助逆转肌肉减少症受损的肌肉再生动力[36]。一般来说，乳制品的亮氨酸含量从10%（牛奶分离物，酪蛋白）到12%（乳清），而肉类和蛋类产品的亮氨酸含量约为8%~9%[37]。相反，小麦蛋白等植物性产品的亮氨酸低于8%，这表明它们不是刺激骨骼肌蛋白质合成的最佳选择。

3.2 微生物蛋白

酵母蛋白支链氨基酸含量较高，总量略高于乳清蛋白，其中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸比例与乳清蛋白相当，是一种很有前途的肌肉恢复补充剂。动物试验研究表明酵母蛋白可显著缓解衰老导致的肌肉减少，可显著缓解由衰老导致的肠道组织学和功能的衰退，这也预示着可能肠道菌群也参与干预-调控机制[38]。已经证明，肠道菌群有助于肌肉大小、组成和功能的年龄相关变化[39]。有人提出了衰老过程中的“肠道-肌肉轴”，认为肠道菌群与身体功能密切相关[40]。据报道，乳清蛋白的摄入和亮氨酸的补充都会改变微生物群的组成，并影响相关的代谢活动[41]。值得注意的是，大豆乳清混合蛋白显著改善了接受造血干细胞移植患者的肌肉大小和力量，这与肠道微生物群对肌肉代谢的调节有关[42]。

一项双盲和随机对照试验研究了酵母蛋白与乳清蛋白和安慰剂相比对成人肌肉质量和表现的影响，结果显示所有组都增加了瘦肌肉质量、力量和耐力，酵母蛋白组和乳清蛋白组增加的瘦质量和肌肉力量明显高于安慰剂组，且酵母蛋白和乳清蛋白的表现相似，这表明酵母蛋白与乳清蛋白一样有效，可以在老年人的运动中增加肌肉质量和力量。

4 结语与展望

增加蛋白质摄入是抑制肌肉减少的基础，老年人的代谢效率降低，需要更高的蛋白质摄入以促进蛋白质合成，老年女性需要更多的蛋白质补充来刺激肌肉蛋白质合成。此外，摄入富含EAA、BCAA尤其是亮氨酸的蛋白质能够更有效地促进肌肉蛋白质合成并抑制肌肉分解。因此保证优质的蛋白质来源、充足的蛋白质摄入量和高质量蛋白质才能有效发挥蛋白质对肌肉减少症的干预作用。老年人需要正确选购和摄入蛋白质类产品，企业在开发此类产品时应充分考虑其来源、摄入量和质量与有效性间的关系。肌肉减少的蛋白质干预作用需要结合其他营养摄入及运动共同刺激肌肉合成，饮食干预结合适当的运动方案可能是对抗肌肉减少症的最有效手段。