《The American Journal of Clinical Nutrition》:Metabolic impact of reduced-protein Nordic diet-based complementary feeding: a secondary analysis of a randomized controlled study
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本研究发现,在婴儿辅食期采用低蛋白质的北欧饮食模式,能够有效降低血浆支链氨基酸(BCAAs)水平,并影响胰岛素样生长因子-1(IGF-1)等关键代谢指标。该研究为“早期蛋白质假说”提供了重要的机制证据,揭示了通过调整辅食中的蛋白质含量可能有助于减缓婴儿快速增重,为早期预防儿童肥胖提供了新的膳食策略。
婴儿辅食中的蛋白质是“越多越好”吗?一项来自瑞典的研究给出了新答案。 在资源丰富的国家,婴幼儿的蛋白质摄入量常常超出推荐标准。流行病学研究已经发现,婴儿期过高的蛋白质摄入,特别是来自动物和乳制品的蛋白质,与儿童后期肥胖风险的增加有关。这背后的理论被称为“早期蛋白质假说”,它认为过量的蛋白质会提升血液中的支链氨基酸(BCAAs)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平,进而通过激活mTORC1等信号通路,促进婴儿时期的快速生长,为未来肥胖埋下隐患。基于此,研究人员开始探索在婴儿辅食阶段降低蛋白质摄入是否能够成为一种有效的干预策略。
为了回答这个问题,一个由Xuan He, Zhichao Zhang, Ulrica Johansson, Daniel J. Tancredi, Olle Hernell, Bo L?nnerdal, Torbj?rn Lind, Carolyn M. Slupsky等人组成的研究团队,对一项在瑞典进行的名为“OTIS”的随机对照试验进行了二次分析。该试验将250名4-6个月大的健康婴儿随机分为两组:一组接受“降低蛋白质的北欧饮食”辅食,另一组接受代表瑞典典型喂养实践的“常规饮食”辅食,并持续喂养至18月龄。研究人员希望通过分析婴儿血浆的代谢组学特征,并结合结构方程模型(SEM),来检验“早期蛋白质假说”提出的通路——即探究累积蛋白质摄入、循环BCAAs、IGF-1与婴儿生长结果(体重、BMI)之间的复杂关系。该研究成果已发表在营养学领域的权威期刊《The American Journal of Clinical Nutrition》上。
为开展这项研究,研究人员运用了多项关键技术方法。首先,他们通过一个在瑞典招募的健康婴儿队列(北欧饮食组n=98,常规饮食组n=110),收集了婴儿在6、9、12和18月龄的详细5天饮食记录,用以计算累积蛋白质摄入量。其次,研究团队在婴儿12和18月龄时采集了血浆样本,并利用靶向质子核磁共振(1H-NMR)代谢组学技术,精准定量了包括BCAAs在内的52种血浆极性代谢物浓度。最后,为了验证“早期蛋白质假说”的理论路径,他们构建了两个基于协方差的结构方程模型(CB-SEM),分别以婴儿体重和BMI为结局变量,系统分析累积蛋白质摄入、血浆总BCAAs、IGF-1、胰岛素-葡萄糖比值以及一系列母体和婴儿协变量之间的因果关系。
研究结果揭示了北欧饮食对婴儿代谢和生长的具体影响:
1. 参与者特征与饮食依从性
参与研究的婴儿在入组时基线特征均衡。饮食记录分析显示,与常规饮食组相比,北欧饮食组的婴儿在整个研究期间摄入了更多的水果蔬菜和更少的蛋白质。这种差异在12月龄时最为明显,到18月龄时有所减弱,可能与部分婴儿开始进入托幼机构有关。尽管两组婴儿的蛋白质摄入都满足绝对需求,但常规饮食组有更高比例的婴儿蛋白质供能比超过了15%的推荐上限。
2. 不同的辅食方案塑造了独特的婴儿血浆代谢组
代谢组学分析表明,不同的辅食方案显著影响了婴儿的血浆代谢谱。主成分分析(PCA)显示,两组婴儿的血浆代谢物在12月龄时存在显著差异。具体而言,北欧饮食组婴儿的血浆中,与膳食蛋白质摄入和代谢相关的多种标志物水平显著更低,包括支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)、尿素以及BCAAs的分解代谢物(如2-酮异戊酸、3-羟基异丁酸)。同时,北欧饮食组婴儿的血浆甘氨酸水平更高,而常规饮食组的肉碱水平更高。这些代谢特征与各自的饮食模式(如北欧饮食富含植物性食物、红肉摄入较少)相符,表明辅食喂养模式深刻地塑造了婴儿的血浆代谢组。
3. 结构方程模型分析揭示了膳食蛋白质、代谢标志物与生长结果之间的关系
结构方程模型(SEM)分析为“早期蛋白质假说”提供了定量支持。模型结果显示:
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蛋白质摄入与代谢标志物的关联:累积蛋白质摄入量与血浆IGF-1水平呈显著正相关。同时,作为近期蛋白质摄入指标的血浆总BCAAs水平,也与血浆IGF-1水平呈正相关,并与胰岛素-葡萄糖比值存在边际关联。
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蛋白质摄入与生长结果的关联:在控制了血浆IGF-1、胰岛素以及母体、婴儿协变量(如出生体重、母乳喂养时长等)的影响后,累积蛋白质摄入量仍与婴儿体重呈显著正相关。这意味着,即使排除了通过代谢物介导的效应,较高的蛋白质摄入本身仍直接关联于较高的婴儿体重。
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生长结果的差异:累积蛋白质摄入量与婴儿体重显著相关,但与婴儿BMI(身体质量指数)的关联未达到统计学显著性。这可能与婴儿期BMI的自然波动性较大有关。模型还显示,婴儿出生体重和血浆胰岛素-葡萄糖比值对婴儿体重和BMI均有正向影响,而母亲孕期增重和母乳喂养时长对婴儿体重有微弱的负向影响。
结论与讨论归纳:
本研究通过严谨的随机对照试验设计和先进的代谢组学与结构方程模型分析,系统评估了降低蛋白质的北欧辅食方案对婴儿代谢和早期生长的影响。核心结论是:婴儿期的辅食喂养模式能够显著塑造其血浆代谢组特征。采用低蛋白质、富含果蔬的北欧饮食,可以有效降低婴儿血浆中支链氨基酸及其分解产物的水平,这是“早期蛋白质假说”中关键的下游代谢改变。
更重要的是,研究通过结构方程模型证实,在蛋白质摄入普遍超标的资源丰富环境中,降低辅食期的蛋白质摄入,有助于减缓婴儿的体重增长过快——而婴儿期快速增重是未来发生肥胖的一个明确的早期预测指标。这一发现为通过膳食干预进行早期肥胖预防提供了直接证据。研究也指出,虽然蛋白质摄入与体重增长相关,但在本研究的观察期内(至18月龄),其与BMI(作为脂肪量的替代指标)的关联尚不明确,这可能与随访时间较短、婴儿期身体成分变化快速有关,提示长期随访的必要性。
该研究的优势在于其随机对照设计、相对较大的样本量以及整合了膳食、代谢组学、人体测量和生化数据的多维度分析。其局限性在于研究对象均为瑞典的健康婴儿,结论在其他人群中的普适性有待验证,且18月龄时饮食依从性的下降可能削弱了组间差异。此外,模型主要聚焦于蛋白质,未考虑蛋白质来源(植物 vs. 动物)或其他膳食成分(如纤维)与肠道菌群的复杂互作。
总之,这项研究不仅证实了调整婴儿辅食蛋白质含量的代谢益处,还通过代谢物谱(尤其是BCAAs)阐明了饮食影响早期生长的潜在生物学通路。在全球儿童肥胖率持续上升的背景下,这项工作强调了早期生命营养编程的重要性,并为制定基于证据的婴儿辅食指南提供了科学依据。未来需要更长期的随访研究,以全面评估此类早期膳食干预对远期代谢健康和肥胖风险的影响。