《The Journal of Nutrition》：A factorial model of the minimum metabolic demand for protein and indispensable amino acids in young adult males: implications for current recommendations.
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为解决人类膳食蛋白质及必需氨基酸推荐摄入量缺乏共识的问题，研究人员开发了一个阶乘模型，通过汇总各项强制性氨基酸损失，预测了蛋白质及每种必需氨基酸的最低代谢需求，并与现行FAO/WHO标准进行了对比。结果显示，总蛋白质需求与当前EAR接近，但多数必需氨基酸需求显著升高，且基于新需求计算的蛋白质质量评分普遍降低，揭示了当前推荐量可能不足，为理解蛋白质代谢机制和更新膳食指南提供了新的视角。
蛋白质，作为维持生命活动的基石，其摄入量与构成一直备受营养学界关注。然而，一个令人困惑的现象是：关于人类每日究竟需要多少蛋白质，尤其是其中那些身体无法自行合成、必须从食物中获取的必需氨基酸，科学界至今未能达成一致共识。现行由联合国粮农组织和世界卫生组织等权威机构发布的推荐摄入量，正面临着越来越多的质疑，许多研究认为这些标准可能定得过低，无法满足人体维持蛋白质平衡的真实代谢需求。这种分歧不仅困扰着科研人员，也对公共健康膳食指南的制定构成了挑战。问题的核心在于，蛋白质在人体内的代谢过程极其复杂，涉及消化、吸收、氧化、内源性分泌、尿液排泄以及通过皮肤、毛发、指甲等多种途径的损失。传统的估计方法，如氮平衡法和指示性氨基酸氧化法，虽各有所长，但也存在各自的局限和假设，可能无法全面捕捉所有代谢损失。因此，迫切需要一种能够系统整合这些复杂过程、从机制层面理解并预测人体对蛋白质和每种必需氨基酸最低需求的数学模型。
为了解决这一难题，并为了更深入地理解蛋白质代谢的底层逻辑，来自新西兰梅西大学利德特研究所的研究人员卡尔琳·S·斯塔克、罗伯特·R·沃尔夫和保罗·J·莫汉在《The Journal of Nutrition》上发表了一项开创性研究。他们开发并应用了一个全新的阶乘模型，旨在精确预测健康年轻成年男性对蛋白质和每种氨基酸的最低代谢需求。这个模型就像搭建一个精密的“代谢需求账本”，其核心思想是：人体每日对某种氨基酸的最低需求，等于通过各种途径不可避免损失掉的总和。研究人员系统性地汇总了七大类“损失项”，包括与进食状态相关的氧化损失、肠道内源性损失、尿液游离氨基酸及肽损失、皮肤毛发指甲等表皮损失，以及其他功能性损失等。通过整合大量已发表的、基于蛋白质膳食条件下的人体实验数据，他们首次计算出了在维持身体蛋白质平衡状态下，人体对总蛋白质及每种氨基酸（包括必需和非必需）的最低代谢需求量。
为了构建这一模型，研究人员主要整合并运用了此前已发表的关于总氧化损失和肠道内源性损失的子模型数据，并对其他来源的损失（如表皮损失、尿液排泄损失、功能性代谢损失等）从文献中进行了系统性的估计和计算。这些数据主要来源于针对健康年轻成年男性、在摄入接近当前估计需求量的高质量蛋白质膳食条件下进行的研究。
研究结果通过详细的表格和数据呈现，主要发现如下：
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最低代谢需求预测：模型预测，总蛋白质的最低代谢需求为634 mg/kgBW/day，与当前FAO/WHO的估计平均需要量（660 mg/kgBW/day）非常接近。然而，对于必需氨基酸，模型预测的需求总量为262 mg/kgBW/day，比当前推荐总量（184 mg/kgBW/day）高出约40%。
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各氨基酸需求差异：对于异亮氨酸和亮氨酸，模型预测值与当前推荐值相近。但对于缬氨酸、赖氨酸、含硫氨基酸、芳香族氨基酸、苏氨酸、组氨酸和色氨酸，模型预测的需求量均高于当前推荐值，增幅从15%到250%不等，其中苏氨酸的需求预测值达到了当前推荐值的2.5倍。
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损失来源贡献分析：对于总蛋白质和大多数氨基酸而言，氧化损失（占总需求的54-72%）是最大的需求贡献者，其次是肠道内源性损失（占12-40%）。不同氨基酸的损失构成存在差异，例如苏氨酸的肠道内源性损失贡献比例异常高，而组氨酸的尿液排泄损失贡献较大。
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与身体蛋白质组成的对比：模型预测的必需氨基酸需求占蛋白质总需求的比例为41%，这一比例非常接近人体总蛋白质中必需氨基酸的组成比例（42%），但显著高于当前推荐量计算出的比例（28%）。
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对蛋白质质量评估的影响：当使用模型预测的最低代谢需求值作为新的参考标准，来计算不同食物蛋白质的消化性必需氨基酸评分时，所有被测蛋白质（包括牛奶、鸡蛋、牛肉、大豆分离蛋白、大米和绿豆蛋白）的评分均低于使用当前FAO/WHO标准计算的评分。这意味着，为了满足基于新模型预测的氨基酸需求，人们需要摄入比当前推荐量更多的这些蛋白质。
在结论与讨论部分，研究者强调，这是50多年来首次为估算人类蛋白质和必需氨基酸需求而开发的数学阶乘模型。该模型不仅提供了对最低代谢需求的机制性理解，还揭示了当前推荐标准可能在必需氨基酸的总体需求量及其构成比例上存在显著低估。模型预测的必需氨基酸与总蛋白质的需求比例更接近人体自身的蛋白质组成，也与其他单胃动物的理想膳食比例更为吻合。这一发现具有重要的营养学意义：它暗示着使用现行标准计算的蛋白质质量评分（如DIAAS）可能高估了蛋白质源满足人体氨基酸需求的能力。因此，为了满足基于本模型预测的氨基酸需求，即使是“高质量”的动物蛋白，其所需摄入量也可能接近或超过当前蛋白质的推荐膳食供给量。该模型的价值不仅在于提供了一个新的需求估算基线，更在于其模块化和可适应的框架。未来，随着更多数据的获取，该模型可以被进一步优化，用于探究不同膳食模式（如蛋白质来源、膳食纤维含量）、不同人群（如女性、老年人、运动员）以及不同生理状态（如疾病、应激）对蛋白质和氨基酸代谢需求的影响，从而为实现个性化营养推荐提供强大的理论工具。
