综述:食品来源的生物活性肽在应对肌肉减少症(sarcopenia)方面的潜力:识别方法、结构特征、作用机制、临床应用前景以及实际应用与安全性考量

《Trends in Food Science & Technology》:The potential of food-derived bioactive peptides in managing sarcopenia: Identification, structure, mechanism of action, clinical perspective, practical and safety considerations

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:Trends in Food Science & Technology 15.4

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  抗衰老肽在肌肉萎缩治疗中的应用机制及水解工艺研究。摘要:BAPs通过激活肌肉蛋白合成、能量代谢及线粒体生物生成等信号通路发挥抗 sarcopenia 作用,其氨基酸组成与分子量影响生物利用度。生物信息学结合实验验证发现海洋、动物及植物来源BAPs可抑制肌肉萎缩标志物,临床显示可增强肌肉质量与功能。

  
梅赫迪·尼库(Mehdi Nikoo)|郭雪倩(Xueqian Guo)|张阿明(Amin Zhang)|崔志勇(Zhiyong Cui)|江水(Shui Jiang)|杨艳(Yan Yang)|刘园(Yuan Liu)|王文莉(Wenli Wang)
伊朗乌尔米亚大学(Urmia University) Artemia与水产养殖研究所(Artemia and Aquaculture Research Institute),病理生物学与质量控制系(Department of Pathobiology and Quality Control),乌尔米亚 57179-44514

摘要

背景

随着年龄的增长、营养不良、体力活动减少、氧化应激以及慢性疾病的影响,骨骼肌的质量、力量和功能会逐渐下降,这种现象被称为“肌少症”(sarcopenia)。肌少症会导致患者出现多种不良的身体状况,如跌倒和骨折的风险增加、运动障碍、日常活动困难、体脂增加以及独立能力下降。研究表明,源自食物的生物活性肽(Bioactive Peptides,简称BAPs)具有潜在的作用,可能有助于改善肌少症的症状。

研究范围与方法

本文综述了有关BAPs作为健康老龄化营养策略的最新研究进展。研究人员利用生物信息学技术(包括虚拟筛选、分子对接和动态模拟)从肽组学数据中识别出与蛋白质受体相互作用的靶标肽,并通过实验进行了验证。文章还讨论了信号通路的关键作用、氨基酸组成的营养影响、结构-活性关系、生物利用度以及临床应用和安全性方面的问题。

主要发现与结论

来自海洋、动物(如牛奶和胶原蛋白)和植物的BAPs已被证明能够激活与肌肉蛋白质合成(Muscle Protein Synthesis,简称MPS)、能量代谢和线粒体生物发生相关的多种信号通路。在不同比例的支链氨基酸(Branched-Chain Amino Acids,简称BCAAs)作用下,BAPs在增强肌肉质量和力量方面发挥了重要作用。实验结果表明,这些肽能够抑制肌肉萎缩的标志物,并可能减缓与年龄相关的肌肉退化进程。

引言

肌少症是一种与衰老相关的病理现象,其特征是随着年龄增长,肌肉质量、力量和功能逐渐丧失,同时伴随健康状况恶化,包括心血管疾病、糖尿病、功能能力下降和认知障碍(Yuan & Larsson, 2023)。这种肌肉流失综合征表现为肌肉纤维数量减少、修复能力减弱以及活性氧(ROS)水平升高和电子传递链功能障碍(Guan et al., 2025),从而增加患者出现跌倒和骨折等不良身体状况的风险,影响日常生活质量(Brown et al., 2020; Wiedmer et al., 2021; Liu et al., 2023)。除了年龄因素外,能量和蛋白质摄入不足、缺乏体力活动以及癌症、帕金森病、抑郁症、厌食症、肝病、肾脏疾病、呼吸系统疾病和代谢紊乱等慢性疾病也会导致肌少症(Kuchay et al., 2022; Yu, Li et al., 2024)。此外,约20%的老年人存在食欲减退或食物摄入量减少的问题,这可能是由于视力、味觉和嗅觉减退等感官障碍、口腔健康状况不佳、胃排空延迟以及调节食欲的激素水平变化(如饱腹激素胆囊收缩素水平升高)所致(Calvani et al., 2023)。肌少症可分为“原发性肌少症”(与年龄相关)和“继发性肌少症”(由慢性疾病和蛋白质摄入不足引起,Zheng, Feng et al., 2024)。随着年龄增长,老年人对膳食蛋白质的消化和吸收能力下降,蛋白质代谢能力也随之减弱,导致蛋白质合成与降解之间的平衡失调(Goes-Santos et al., 2024)。失去的肌纤维部分被脂肪和纤维组织替代。因此,肌少症是一种涉及多种代谢途径的复杂多因素病理过程(Zheng, Feng et al., 2024)。 生物活性肽(BAPs)是由2-20个氨基酸组成的短序列,分子量小于3 kDa,通过肽键连接。它们被视为具有良好功能性的食品成分和营养补充剂。不同的氨基酸类型、残基位置、大小和独特的三维构象赋予了它们在体内发挥多种生理功能的能力(Toldrá et al., 2023)。BAPs通常来源于各种食物蛋白质,如肉类、鸡蛋、乳制品、海鲜、胶原蛋白和明胶、农业废弃物、藻类和植物(Fernando & Wu, 2025; Guo et al., 2025; Hyun et al., 2025)。随着工业级蛋白酶成本的降低,肽的商业化生产正在迅速发展,消费者也越来越倾向于选择具有抗氧化、降压、抗糖尿病、抗炎、抗菌、降胆固醇、免疫调节和抗肥胖等健康功效的食物(Davoudi et al., 2024; Fernando & Wu, 2025)。酶促水解是一种在受控条件下生产BAPs的常用方法,酶的类型和水解条件(如时间、温度、pH值和固液比)会影响BAPs的结构和生物活性(Nirmal et al., 2022)。 目前,治疗与年龄相关的肌肉流失及相关健康问题的最有效策略是采取更健康的生活方式,包括定期进行体力活动和合理饮食(Calvani et al., 2023; Rolland et al., 2023; Luo et al., 2025)。膳食蛋白质,尤其是以肽和氨基酸的形式,对于促进蛋白质合成和肌肉健康至关重要(Liu, Wang et al., 2023)。研究表明,膳食蛋白质水解物和BAPs可以通过多种生化途径增强肌肉健康,促进肌肉质量和力量的提升(Gilmartin et al., 2020; Zhu et al., 2023)。本文旨在探讨食品蛋白质酶促水解的最新进展、BAPs的鉴定与筛选方法,以及它们在肌肉修复和蛋白质合成机制中的积极作用。同时,文章还讨论了临床应用、实际操作和安全性问题,以及氨基酸组成的影响。

肌少症

“肌少症”一词源于希腊语“Sarx”(意为“肉”)和“Penia”(意为“损失”),指随着年龄增长骨骼肌质量、力量和功能的逐渐下降(Dhillon & Hasni, 2017)。欧洲老年人肌少症工作组(EWGSOP)将肌少症定义为骨骼肌质量和力量的进行性丧失,导致身体功能下降和生活质量降低,死亡风险增加(Lim et al., 2025)。

抗肌少症肽:鉴定与虚拟筛选

肽在减轻氧化应激、清除体内的活性氧(ROS)以及对抗多种与年龄相关的疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病、2型糖尿病、神经元损伤和高血压)方面发挥着重要作用(Hsieh et al., 2023; Scarabattoli et al., 2025)。此外,一些植物和动物来源的肽能够刺激肌肉蛋白质合成(MPS)并抑制肌肉萎缩。

BAPs在肌少症管理中的作用机制 从海洋、动物和植物蛋白质及其副产品中分离出的具有抗肌少症效果的肽已被证明能够通过多种信号通路刺激肌生成(myogenesis)、促进肌肉蛋白质合成(MPS)并抑制肌肉萎缩的标志物(Moro et al., 2019)。研究人员利用C2C12和L6等稳定肌细胞系来研究这些肽的作用机制。

分子量

分子量(MW)是肽的重要物理特性,影响其胃肠道吸收、生物利用度和生理功能。肽通常包括二肽到寡肽(含25个氨基酸),其特定的分子量决定了它们与目标受体(如氢键、疏水相互作用和静电吸引力)的结合点数量(Xing et al., 2026)。

低浓度肽的疗效

在利用肽治疗肌少症时,一个关键问题是:在复杂的水解产物中,浓度极低的特定肽如何能够产生显著的生理效应。需要考虑激素样信号放大、多种肽的协同作用以及持续膳食摄入的累积效应等因素。肽还可以减少肌肉纤维直径和肌球蛋白的表达。

结论与展望

研究表明,蛋白质水解物和肽是健康老龄化的有效营养策略。BAPs不仅可以减少肌肉流失,还能促进与肌肉蛋白质合成和肌生成相关的信号通路(如IGF-1/AKT/mTOR、FoxO转录和线粒体生物发生等)(表1)。此外,已鉴定的抗肌少症肽对肌肉细胞无毒性,并能抑制肌肉萎缩的标志物。在生产过程中,必须确保每批产品中都含有有效的抗肌少症肽。 # 参考文献列表(此处为实际论文中的参考文献列表) Cheng et al., 2025; Fricker, 2024; Karankar et al., 2025; Lee et al., 2022; Lee et al., 2024; Li et al., 2023; Liu et al., 2023; Liu et al., 2026; Mizushima, 2025; National Center for Biotechnology Information, 2025; Wu et al., 2024; Yu et al., 2024. # 作者贡献声明 # 梅赫迪·尼库(Mehdi Nikoo):研究、方法设计、数据整理、初稿撰写及修订 # 郭雪倩(Xueqian Guo):数据整理、初稿撰写 # 张阿明(Amin Zhang):数据整理、初稿撰写 # 崔志勇(Zhiyong Cui):研究、数据整理、初稿撰写 # 江水(Shui Jiang):研究、数据整理、初稿撰写 # 杨艳(Yan Yang):数据整理、初稿撰写 # 刘园(Yuan Liu):指导、修订工作 # 王文莉(Wenli Wang):概念框架制定 # 利益冲突声明 作者声明不存在任何可能影响本文研究的利益冲突。 # 数据说明 本文研究未使用任何数据。 # 作者声明 作者声明没有可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。 # 致谢 本研究得到了中国国家自然科学基金(NSFC32572735, 32402275)和乌尔米亚大学的支持,资助梅赫迪·尼库前往上海交通大学访问(通知编号D24/4730)。
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