蛋氨酸限制饮食的健康益处及其实现策略研究进展

蛋氨酸是人体必需氨基酸中唯一的一种含硫氨基酸,参与机体蛋白质合成、转硫途径和一碳代谢等重要代谢通路。近年来国内外大量研究表明限制饮食中蛋氨酸摄入能产生许多有益于机体健康的生理功能。本文全面地综述蛋氨酸限制(methionine restriction,MR)饮食改善肠道健康、延长寿命、减肥降脂、改善胰岛素敏感性和糖尿病、缓解动脉粥样硬化和心血管疾病、改善学习记忆功能、抗肿瘤和癌症等健康益处及其对骨骼、骨骼肌和蛋白质合成的影响;总结目前国内外已报道的采用蛋白质限制饮食、纯素食饮食、基于单体氨基酸配制的饮食、口服蛋氨酸酶及注射重组蛋氨酸酶5种方法实现MR的优点和缺点;并且对未来的重点研究方向进行展望。通过了解MR的健康益处及其实现策略,可为低蛋氨酸系列新食品的开发应用以及MR健康功能的实现提供理论参考。

蛋氨酸限制与补偿对羔羊生长性能及内脏器官发育的影响

本试验旨在研究蛋氨酸限制与补偿对羔羊生长性能及内脏器官发育的影响。选取12对1周龄断奶的湖羊双胞胎公羔羊,采用配对试验设计,每对双胞胎羔羊分别分到2组中。第1阶段,2-8周龄,分别补充[基础代乳粉＋0.70%蛋氨酸,基础开食料＋0.40%蛋氨酸,对照（control,CON）组]和限制蛋氨酸[基础代乳粉,基础开食料,限制（restriction,RES）组];第2阶段,9-12周龄,2组羔羊饲喂相同的饲粮（基础开食料＋0.40%蛋氨酸）。在8和12周龄末,各选取6对双胞胎羔羊进行屠宰,分离内脏器官并称重。结果表明：1）8周龄,RES组的体重显著低于CON组（P〈0.05）;2-8周龄,RES组平均日增重极显著低于CON组（P〈0.01）,而RES组料重比显著高于CON组（P〈0.05）;9-12周龄,2组平均日增重和料重比均无显著差异（P〉0.05）。2）8周龄,RES组的宰前活重、空体重、胴体重均显著低于CON组（P〈0.05）,但2组间的屠宰率无显著差异（P〉0.05）;12周龄,RES组和CON组宰前活重、空体重、胴体重、屠宰率均无显著差异（P〉0.05）。3）8和12周龄,2组的各内脏器官在重量、占宰前活重比例均无显著差异（P〉0.05）。4）8周龄,RES组的瘤胃重量显著低于CON组（P〈0.05）,其余各胃肠道指数均无显著差异（P〉0.05）;12周龄,2组间各胃肠道指数也无显著差异（P〉0.05）。由此可见,限制饲粮蛋氨酸水平降低了羔羊瘤胃重量、生长性能和屠宰性能,恢复饲粮蛋氨酸水平后,羔羊生长性能及内脏器官发育状况也随之恢复。

蛋氨酸限制和胶原蛋白肽对高脂饮食小鼠脂代谢和氧化应激的联合作用

目的:研究饮食蛋氨酸限制(methionine restriction,MR)和胶原蛋白肽对高脂饮食小鼠肝脏脂代谢和氧化应激的联合作用。方法:将36只C57BL/6雄性小鼠随机分为4组:低脂正常饮食组(ND组)、高脂饮食组(HF组)、高脂蛋氨酸限制组(MR组)及高脂蛋氨酸限制和胶原蛋白肽联合作用组(PMR组)。每周监测体质量,22周实验结束,测定血浆中的甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)含量;测定肝脏中的TG和TC含量;测定肝脏和血浆中的总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathion peroxidase,GSH-Px)活力和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction,q PCR)测定脂代谢相关基因固醇调节元件结合蛋白1c(sterol regulatory element-binding protein1c,SREBP1c)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(acetyl Co A-carboxylase 1,ACC-1)、胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase,CYP7A1)、对肉碱酰基转移酶1(carnitine palmityl transferase 1,CPT1)和过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxisome proliferator activated receptorα,PPARα)的表达。结果:与HF组相比,MR组小鼠体质量、肝脏中的TG和TC含量极显著降低(P<0.01);肝脏脂肪合成相关基因FAS和SREBP1c极显著下调(P<0.01),ACC-1显著下调(P<0.05);脂肪分解相关基因CYP7A1和PPARα极显著上调(P<0.01),CPT1显著上调(P<0.05);肝脏中T-AOC和GSH-Px活力显著增加(P<0.05),MDA和活性氧含量极显著降低(P<0.01);血浆中T-AOC和GSH-Px活力极显著增加(P<0.01),血浆MDA和全血活性氧含量极显著降低(P<0.01)。与MR组相比,PMR组体质量和肝脏中的TG含量极显著降低(P<0.01);血浆中的TG和TC含量显著降低(P<0.05);脂肪合成相关基因SREBP1c和ACC-1显著下调(P<0.05);脂肪分解相关基因CPT1和PPARα显著上调(P<0.05);肝脏GSH-Px活力显著增加(P<0.05)。结论:蛋氨酸限制饮食能显著降低高脂饮食小鼠血脂和肝脏脂肪积累,增强肝脏抗氧化能力,且蛋氨酸限制与胶原蛋白肽的联合作用更能显著降低高脂饮食小鼠血脂和肝脏脂肪积累,增强肝脏抗氧化能力。

蛋氨酸限制对高脂饮食诱导的肥胖小鼠胰岛功能损伤的改善作用

目的:研究饮食蛋氨酸限制(methionine restriction,MR)对高脂饮食诱导的肥胖小鼠胰腺损伤的缓解作用。方法:将210只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组(CON,0.86%(质量分数,下同)蛋氨酸+4%脂肪)30只和高脂饮食组(HF,0.86%蛋氨酸+20%脂肪)180只。10周后,120只成功诱导肥胖模型的小鼠随机分为HF组、高脂饮食+蛋氨酸限制组(HF+MR,0.17%蛋氨酸+20%脂肪)、恢复正常饮食组(C*,0.86%蛋氨酸+4%脂肪)、恢复正常饮食+蛋氨酸限制组(C*+MR,0.17%蛋氨酸+4%脂肪)。干预第24周时测定糖耐量,分别在8、16、24周后处死小鼠,测定空腹血糖水平、胰岛素水平、血浆及胰腺H2S水平、血浆及胰腺氧化还原状态相关指标;实时荧光定量聚合酶链式反应测定胰腺胰岛素分泌相关基因以及内质网应激相关基因表达量。结果:饮食蛋氨酸限制显著降低了小鼠体质量,增加了食物摄入和能量摄入(P<0.05);显著降低了空腹血糖水平、空腹胰岛素水平、糖耐量和胰岛素抵抗指数(P<0.05);显著增加了血浆和胰腺H2S水平,改善了血浆和胰腺的氧化还原状态(P<0.05);显著上调了胱硫醚-γ-裂解酶、胱硫醚-β-合成酶、肌腱膜纤维肉瘤肿瘤基因同系物A、十二指肠同源框因子-1和B细胞淋巴瘤基因2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)的表达(P<0.05),显著下调了Bcl-2同源促凋亡基因、转录因子X盒结合蛋白-1、C/EBP同源蛋白、肌醇需求激酶1α的表达(P<0.05);且以上指标在HF+MR组和C*+MR组小鼠中表现出相似的变化趋势。结论:饮食蛋氨酸限制可能是通过改善高脂饮食诱导肥胖小鼠胰腺组织内质网应激和氧化还原状态,进而起到保护胰腺和促进胰岛素分泌的作用。

蛋氨酸限制对高脂饮食小鼠肠道氧化还原状态、炎症和菌群的影响

目的:研究饮食蛋氨酸限制对高脂饮食小鼠肠道氧化还原状态、炎症和菌群的影响。方法:将27只SPF级雄性C57BL/6小鼠随机分为3组,分别为正常饮食组(C:0.86%(质量分数,下同)蛋氨酸、4%猪油)、高脂饮食组(HM:0.86%蛋氨酸、20%猪油)、高脂蛋氨酸限制组(LM:0.17%蛋氨酸、20%猪油),每周测定小鼠体质量,12周实验结束后处死小鼠,并取血液、回肠、盲肠和结肠样品,测定血浆胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和LPS结合蛋白(LPS-binding protein,LBP)的含量;测定回肠和结肠组织中氧化应激相关指标;用实时荧光定量聚合酶链式反应测定回肠炎症基因肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)mRNA的表达水平;提取盲肠内容物DNA,用限制性末端酶切的方法分析小鼠盲肠内容物中菌群的变化;提取结肠内容物DNA,用高通量测序分析小鼠结肠内容物中菌群的变化。结果:与HM组相比,LM组小鼠体质量、血浆TC、TG和LDL-C水平显著降低(P<0.05,P<0.01),HDL-C水平极显著增加(P<0.01);回肠总抗氧化能力和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(glutathione/oxidizided glutathione,GSH/GSSG)的比值显著增加(P<0.05);结肠GSH/GSSG比值显著增加(P<0.05),丙二醛含量显著降低(P<0.05);血浆LPS和LBP水平显著降低(P<0.05,P<0.01);回肠TNF-α、IL-6 mRNA的表达水平显著下调(P<0.05);盲肠菌群Shannon-Weiner指数与均匀度指数显著上升(P<0.05),结肠菌群中双歧杆菌和颤螺杆菌丰度显著增加(P<0.05)。结论:饮食蛋氨酸限制具有显著改善高脂饮食小鼠肠道组织氧化还原状态、炎症反应和菌群结构的作用。

蛋氨酸限制对高脂饮食小鼠骨骼的改善作用

研究蛋氨酸限制对高脂饮食小鼠的股骨强度、氧化还原状态和微结构等骨骼生长状况的影响。将54只C57BL/6小鼠随机分为3组:正常对照组(4%脂肪+0.86%蛋氨酸,CON)、高脂组(20%脂肪+0.86%蛋氨酸,HF)与高脂蛋氨酸限制组(20%脂肪+0.17%蛋氨酸,MR)。分别饲喂11、22周后,测定小鼠股骨干重、骨长度、骨密度、骨矿物质含量、骨强度与氧化还原状态,观测22周小鼠的股骨微结构。结果显示:22周的MR小鼠体重与对照组接近;与HF组相比,MR组小鼠的股骨干重、骨长度与骨矿物质含量在11周后显著降低(P<0.05),但22周后上述指标均提高,与HF组、对照组接近(P>0.05),且骨矿物质含量显著高于HF组(P<0.05),骨小梁厚度与松质骨体积显著增加;尽管MR骨强度显著低于HF组,但单位体重骨强度在11周、22周后均显著高于HF组(P<0.05)。MR饮食改善了骨骼氧化还原状态(P<0.05),增加骨矿物质含量,使单位骨强度增加,骨性能提升。由此得出结论:长期MR饮食可控制体重,改善骨微结构与骨性能。

膳食蛋氨酸限制的抗衰老作用及机制研究进展

蛋氨酸是人体必需氨基酸,参与蛋白质和体内多种具有重要功能的生物分子的合成。近年来在多种模式生物中发现限制膳食中蛋氨酸的摄入可延长寿命,促进代谢健康,延缓或改善多种慢性衰老相关疾病的发生发展。本文简要概括了近年来膳食蛋氨酸限制健康促进作用和相关机制的进展,以其对进一步研究和应用提供有益线索。

蛋氨酸限制提高内源性H2S活性延缓衰老的机制研究进展

蛋氨酸限制(Methionine restriction,MetR)作为饮食限制的方法之一,能够改善多种无脊椎动物、啮齿类动物及包括人类灵长类动物的衰老及其相关疾病。但MetR对衰老的具体调节作用机制尚未完全明确,目前除了与饮食限制的共有机制以外,越来越多的研究表明内源性硫化氢(Endogenous hydrogen sulfide,H2S)可能是其发挥效应的主要机制。硫化氢作为水溶性和脂溶性的小分子气体,在延缓衰老进程和改善衰老相关疾病中具有重要意义。本文阐述了MetR通过提高内源性H2S的活性延缓衰老的机制及相关研究。

蛋氨酸限制对于肥胖人群的影响

不健康的饮食方式导致肥胖的现象日益增多。肥胖不仅导致相关疾病的发生,降低人类寿命,同时伴随着胰岛素抵抗症状的出现,导致氧化应激和炎症反应等代谢紊乱和并发症的发生。蛋氨酸限制作为一种不限制总能量摄入,调整膳食结构的饮食方式,为人体带来许多益处。本文将从蛋氨酸限制对肥胖人群减重、延缓衰老、提高胰岛素敏感性、减缓氧化应激和减缓炎症反应5个方面作用进行阐述。

蛋氨酸和亮氨酸限制对动脉粥样硬化小鼠肝脏脂肪沉积和氧化应激的改善作用

研究膳食蛋氨酸限制(MR)和亮氨酸限制(LR)对小鼠动脉粥样硬化(AS)的干预作用以及肝脏脂肪沉积和氧化应激的影响。将24只雄性ApoE-KO小鼠按体重随机分成3组:AS模型组(AS)、蛋氨酸限制干预组(AS+MR)和亮氨酸限制干预组(AS+LR)。饲养8周后,测定小鼠脂肪组织、肝脏和心脏等器官质量,观察主动脉斑块及肝脏组织形态结构的变化,分析肝脏和血浆中脂质水平及氧化还原状态等相关指标。与AS组小鼠相比,AS+MR组小鼠体重、脂肪组织和肝脏的质量显著降低(P<0.05);主动脉壁斑块面积显著降低(P<0.05);肝脏组织中脂肪浸润面积明显降低;肝脏和血浆中甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平显著降低(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇水平显著升高(P<0.05);肝脏和血浆中总抗氧化能力、总超氧化物歧化酶、总谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽水平显著升高(P<0.05),丙二醛水平显著降低(P<0.05);肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶水平显著升高(P<0.05)。LR与MR具有相似的干预效果,但效果差于MR。MR干预和LR干预均能够降低AS小鼠肝脏脂肪沉积和氧化应激,具有改善AS的作用,且MR比LR的干预效果更好。本研究为目前AS高发的预防和改善提供了新的方法和理论依据。

蛋氨酸调控畜禽氧化应激的研究进展

蛋氨酸是畜禽必需的氨基酸,在机体中具有广泛而重要的生物学功能。近年来研究表明,限制饮食中的蛋氨酸(MetR)可产生许多生理效应,如延长寿命、预防代谢性疾病和参与调节炎症性疾病。作为评价机体健康水平的重要指标,氧化应激得到越来越多的关注。大量研究证实了MetR对机体氧化应激的正面效应,MetR可通过减少线粒体活性氧产生、调控关键信号通路以及改变miRNAs表达等方式参与氧化应激的调控,从而对畜禽健康产生广泛的影响。围绕MetR对畜禽氧化应激的影响,重点阐述了MetR与氧化应激相关的分子机制。

传统食物蛋白质营养评价体系面临的挑战与建议

蛋白质是生命最重要的物质基础,蛋白质摄入数量不足或过多,氨基酸摄入不平衡等都会对身体健康造成极大的影响。当前食品蛋白质营养评价体系是以氨基酸生物利用率为基础的,鲜少考虑氨基酸的健康效应。综述传统蛋白质营养评价体系的研究进展,指出传统蛋白质品质评价体系面临的挑战,并深入思考,首次提出在传统蛋白质评价体系的基础上引入"蛋氨酸分数(methionine score,MS)"这一新指标,并给出了MS的定义和计算公式,建议将其与传统蛋白质评价体系中的可消化必需氨基酸评分(digestible indispensable amino acid score,DIAAS)相结合,在评价氨基酸利用率的同时考虑氨基酸的健康效应,以补充传统的食品蛋白质品质评价体系。