高蛋白饮食对肥胖雄性大鼠肝脂肪变性的改善效果取决于蛋白质来源

《The Journal of Nutritional Biochemistry》:Amelioration of Hepatic Steatosis in Male Obese Rats by High-Protein Diet is Dependent upon Protein Source

【字体: 时间:2026年02月13日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8

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  高蛋白饮食中植物蛋白或混合蛋白可减轻代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)大鼠肝脏脂肪沉积及胰岛素抵抗,机制涉及VLDL合成相关蛋白(ApoB-100、MTP)增加和脂质氧化减少,且效果不依赖体重变化。

  
Fadi H.J. Ramadan | Peter Zahradka | Carla G. Taylor
曼尼托巴大学食品与人类营养科学系,温尼伯,MB R3T 2N2,加拿大

摘要

背景与目的

与代谢功能障碍相关的脂肪性肝病(MASLD)其特征是甘油三酯积累和胰岛素抵抗。目前,减肥仍然是减少肝脏脂肪的主要策略。高蛋白饮食(HPDs)可能改善新陈代谢、降低体重并减少肝脏脂肪,然而,特定蛋白质来源的效果尚不清楚。本研究分别考察了来自动物和植物蛋白的高蛋白饮食对肝脏脂肪变性和MASLD相关代谢途径的影响。

方法

肥胖的fa/fa Zucker雄性大鼠被给予高蛋白饮食(35%的热量来自蛋白质),这些饮食包含蛋清、植物蛋白(大豆+豌豆蛋白,1:1)或混合蛋白(蛋清+大豆+豌豆蛋白,2:1:1)或酪蛋白(HPcasein)作为蛋白质来源,或者正常蛋白质饮食(15%的热量来自蛋白质,包含酪蛋白),持续8周。

结果

与HPcasein相比,HPplant和HPmixed饮食使体重增加了1.2倍。含有蛋清、植物蛋白或混合蛋白来源的高蛋白饮食将肝脏与体重的比例降低了约30%,并将肝脏甘油三酯降低了约50%。这些变化与较小的脂滴、较少的纤维化以及肝脏中脂质过氧化减少有关。含有蛋清、植物蛋白或混合蛋白的高蛋白饮食通过ChREBP增加了VLDL合成标志物(ApoB-100、MTP)。这些饮食还降低了HOMA-IR,并减少了HMGCS2(酮生成标志物)。

结论

含有蛋清或植物蛋白的高蛋白饮食减少了肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗指标,这与体重无关。确定高蛋白饮食中特定蛋白质来源的效果是进一步研究MASLD管理的重要考虑因素。

引言

肝脏在脂质稳态中起着至关重要的作用。脂质的摄取、从头合成、代谢和输出共同决定了肝脏中的总脂质含量。这些过程之间未能保持平衡会导致脂肪变性[1,2]。肝脏脂肪变性是代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的第一阶段,其特征是肝脏内的脂质(主要是甘油三酯)超过器官总重量的5%[[1], [2], [3]]。MASLD被认为是全球慢性肝病的主要原因,其诱因不仅仅是酒精消费。全球MASLD的患病率已超过32%,男性发病率高于女性[4]。在大多数情况下,MASLD与其他代谢紊乱共存,尤其是肥胖和胰岛素抵抗[[1], [2], [3], [4]]。由于目前除了肝脏移植和最近批准的用于MASH及2期或3期纤维化的Resmetirom之外,尚无有效的治疗方法[5],因此减肥(包括通过GLP-1受体激动剂实现的减肥)[6]仍然是减少肝脏脂肪和管理MASLD早期阶段及其相关状况的唯一可行方法[2,3]。 最近关于MASLD预防和管理的专家共识建议采用高蛋白、低碳水化合物且能量摄入受控或限制的个性化均衡饮食[7]。针对蛋白质的具体饮食建议鼓励摄入健康的蛋白质来源(主要是植物性蛋白质)、定期食用鱼类和海鲜、低脂或无脂乳制品以及瘦肉或未加工的肉类和家禽[7]。这些建议基于证据,表明高蛋白饮食(HPDs)可以减轻体重、改善胰岛素抵抗并降低肝脏脂肪含量[7,8]。临床试验表明,含有30%能量来自蛋白质的高蛋白饮食可以减少2型糖尿病患者或MASLD患者的肝脏脂肪并改善血糖参数,然而,富含动物蛋白(肉类、乳制品)的饮食与富含植物蛋白(主要是豆类蛋白)的饮食是否同样有效尚无定论,也不清楚体重的轻微下降是否是降低肝脏脂肪的原因[[9], [10], [11], [12], [13]]。临床前研究表明,与美国营养学会为啮齿动物设计的半纯化酪蛋白饮食相比,含有大豆蛋白的饮食可以减少肥胖大鼠的肝脏脂肪并改善胰岛素抵抗[8,14,15]。有趣的是,含有动物蛋白和植物蛋白混合物的高蛋白饮食(35%的能量来自蛋白质)在减少肥胖大鼠的肝脏脂肪和改善血糖参数方面与仅含大豆蛋白的高蛋白饮食同样有效[8]。这些发现引发了关于特定饮食蛋白质来源及其混合物在MASLD背景下以及对基于可接受宏量营养素分配范围(ADMR)中35%能量来自蛋白质的高蛋白饮食背景下对肝脏脂质代谢的影响的问题[16]。 到目前为止,研究尚未探讨高蛋白饮食(在ADMR范围内)如何改变脂质代谢途径,因此,高蛋白饮食中饮食蛋白质来源对MASLD治疗的重要性仍不清楚。本研究的目的是考察含有动物和/或植物蛋白来源的高蛋白饮食对表现出肝脏脂肪变性、胰岛素抵抗和肥胖的fa/fa Zucker大鼠的肝脏脂肪变性和脂质相关代谢途径的影响。假设含有植物蛋白或植物蛋白和动物蛋白混合物的高蛋白饮食(而非单独的动物蛋白来源)可以通过减少脂质合成和增加肝脏中的脂质输出来降低肝脏脂肪和胰岛素抵抗,与正常蛋白质对照饮食(15%的能量来自蛋白质,即美国营养学会-93饮食中的酪蛋白来源)相比。

部分摘录

动物、饮食和体内评估

六周大的fa/fa Zucker雄性大鼠(品系代码185;Charles River Laboratories,Saint-Constant,PQ;n=48)被单独饲养在平底笼子里,笼内铺有木屑垫料和纸板管作为娱乐设施,环境温度恒定为25±1°C,光照周期为12小时黑暗/12小时光照。经过1周的适应期后,大鼠被随机分配到6组(每组n=8只,主要根据肝脏TG作为评估指标):基线组(在体内评估后第0周被安乐死),或正常蛋白质饮食组

体重和组成

从第6周开始,食用植物基高蛋白饮食(HPplant和HPmix)的fa/fa大鼠累积体重增加更多(图1A),最终体重也更高(图1B),相比NPcasein或HPcasein饮食组。HPegg白饮食组的体重增加与casein饮食组相似,但体重差异并非由身体成分变化引起(图1C-D)。此外,饮食中不同水平的酪蛋白对这些身体成分参数没有影响。

肝脏脂肪变性、脂滴、脂质过氧化、肝脏损伤和纤维化

讨论

本研究的主要发现是,含有蛋清和/或植物蛋白的高蛋白饮食改善了肝脏脂肪变性,表现为肝脏与体重的比例降低、肝脏TG含量降低以及脂滴变小(图1、图2),且没有伴随体重减轻。这些改善与FA代谢中关键蛋白质的变化同时发生(图4、图5),包括ApoB-100和MTP(图6),这些蛋白质对于将TG包装到VLDL中以进行脂质输出是必需的。

财务支持声明

本研究由加拿大蛋农协会(资助P.Z.和C.G.T.)以及加拿大自然科学与工程研究委员会的发现计划(RPGIN-2019-06096资助P.Z.和RPGIN-2019-05880资助C.G.T.)资助。

作者贡献

概念构思:P.Z.和C.G.T.;方法学:F.R.、P.Z.和C.G.T.;正式分析:F.R.、P.Z.和C.G.T.;调查:F.R.;可视化:F.R.、P.Z.和C.G.T.;资源获取:P.Z.和C.G.T.;初稿撰写:F.R.;审稿和编辑:P.Z.和C.G.T.;监督:P.Z.和C.G.T.;项目管理:P.Z.和C.G.T.;资金获取:P.Z.和C.G.T. 所有作者均已阅读并同意手稿的最终版本。

CRediT作者贡献声明

Fadi H.J. Ramadan:初稿撰写、可视化、方法学、调查、正式分析。 Peter Zahradka:审稿与编辑、可视化、监督、资源获取、项目管理、方法学、资金获取、正式分析、概念构思。 Carla G. Taylor:审稿与编辑、可视化、监督、资源获取、项目管理、方法学、资金获取、正式分析、概念构思。

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。资助者在研究设计、数据分析和解释或发表决定方面没有发挥作用。

致谢

感谢Luis Cordero-Monroy、Samritha Raman Sivakumar和R.O. Burrell实验室的工作人员在动物研究中的协助。感谢St. Boniface医院基金会对基础设施的支持。
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