研究發現減少一種胺基酸的攝取量可提高小鼠的壽命和健康水平
新的研究發現,將一種胺基酸–異亮氨酸的攝取量減少三分之二,就能改善中年小鼠的壽命、體重和健康狀況,而不需要減少卡路里的攝取量。研究結果表明,限制飲食中的異亮氨酸水平可能是健康老化的關鍵。
吃什麼對健康和長壽有很大影響。然而,堅持限制卡路里的飲食可能很困難,這引起了人們對在不減少卡路里攝入量的情況下模擬限制卡路里飲食的干預措施的興趣。
對限制蛋白質飲食的益處進行的研究表明,蛋白質攝取量的降低與老年相關疾病和死亡風險的降低以及代謝健康的改善有關。現在,威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員在探索限制卡路里飲食的替代方法時發現,減少小鼠體內一種氨基酸的攝入量可以延長它們的壽命,使它們變得更瘦,更不虛弱,也更不易患癌症。
研究的通訊作者達德利-拉明(Dudley Lamming)說:”我們喜歡說卡路里不僅僅是卡路里。飲食中的不同成分除了作為卡路里的功能外,還有其他價值和影響,我們一直在研究一種成分,很多人可能吃太多了。”
這種成分就是異亮胺酸,它是九種必需胺基酸之一。早期對威斯康辛人健康狀況的一項研究數據發現,體重指數(BMI)較高的人往往攝取更多的異亮氨酸,而異亮氨酸在雞蛋、乳製品、大豆蛋白和許多肉類等食物中含量豐富。
為了進一步研究異亮氨酸對健康的影響,研究人員讓雄性和雌性不同基因的小鼠食用三種氨基酸定義的飲食中的一種。對照組飲食包含所有20 種常見氨基酸,反映了21% 的熱量來自蛋白質的天然飼料。其他飲食要么減少了所有氨基酸,要么只減少了67% 的異亮氨酸。這三種食物的脂肪含量相同,即等熱量。
研究開始時,老鼠大約六個月大,大致相當於30多歲的人類,它們想吃多少就吃多少。
拉明說:”很快,我們就看到食用低異亮氨酸飲食的小鼠脂肪減少了–它們的身體變得更健壯,脂肪減少了。相比之下,食用低氨基酸飲食的小鼠最初變得更瘦,但體重和脂肪又重新增加了。”
研究人員發現,與對照組相比,食用低異亮氨酸飲食的小鼠壽命更長;雄性小鼠平均壽命長33%,雌性小鼠平均壽命長7%。除了壽命延長外,”健康壽命”也有所改善。在低異亮氨酸餵食的雄性小鼠中,壽命與與身體狀況相關的虛弱指標(包括尾巴僵硬度、皮毛顏色和震顫發生率)之間存在很強的負相關性。在對照組餵食的雌性動物中,壽命與鬍鬚脫落、毛髮脫落和脊柱彎曲(後凸)呈強烈的正相關,而在異亮氨酸攝入量減少的雌性動物中,這些缺陷與壽命呈負相關。
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將小鼠的異亮氨酸攝取量限制在67% 會對小鼠的壽命和健康產生一系列益處。
值得注意的是,在減少所有氨基酸(包括異亮氨酸)攝入量的飲食中,發現雌雄小鼠的健康壽命都得到了改善,體弱的程度與低異亮氨酸飲食相同,但並沒有延長雌雄小鼠的壽命。
「先前的研究表明,從非常年幼的小鼠開始,低熱量、低蛋白或低氨基酸飲食可以延長壽命,」拉明說。「我們從已經開始變老的小鼠開始研究。即使在接近中年的時候開始改變飲食習慣,仍能對壽命和我們所說的『健康壽命』產生如此大的影響,這很有趣,也很令人鼓舞。”
研究人員說,異亮氨酸攝取量減少的小鼠攝取的熱量明顯高於同類小鼠,這可能是因為它們試圖增加異亮氨酸的攝取量。但它們也消耗了更多的卡路里,僅僅通過調整新陳代謝就減掉並保持了更瘦的體重,而不是通過更多的運動。
小鼠也能更好地控制血糖,雄性小鼠較少出現與年齡相關的前列腺增生。雖然癌症是研究中使用的不同基因小鼠的主要死因,但低異亮氨酸餵養的雄性小鼠患腫瘤的幾率較低。
人們對減少異亮氨酸攝取有益健康的機制還不甚了解,需要進一步研究。此外,還需要進行更多的研究,以確定限制異亮氨酸攝取是否會產生負面影響,並研究胺基酸的最佳水平如何隨年齡和性別而變化。
“拉明說:”我們發現雌性小鼠比雄性小鼠獲益更少,我們或許可以利用這一點來找到機制。”
研究人員指出了這項研究的一些限制。他們只研究了單一的限製水平,而對卡路里和蛋白質限制飲食的其他研究表明,不同品系和性別的小鼠可能對不同的限制水平做出最佳反應。此外,為了保持飲食等熱量,低氨基酸飲食中氨基酸的減少量由額外的碳水化合物來平衡,異亮氨酸的減少量由非必需氨基酸來平衡。
更複雜的是,人類需要異亮胺酸來維持生命。它是紅血球內的攜氧色素,有助於製造血紅蛋白,也是肌肉蛋白質合成、能量生產和免疫系統支持等重要功能所必需的。
“我們不能讓每個人都改吃低異亮氨酸飲食,」拉明說。「但將這些益處縮小到單一胺基酸,能讓我們更接近了解生物過程,或許還能為人類提供潛在的干預措施,例如異亮氨酸阻斷藥物。”
這項研究發表在《細胞代謝》雜誌。