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本研究聚焦于评估膳食支链氨基酸(BCAA)摄入与新发高血压之间的关联,为解决BCAA摄入对心血管健康的潜在影响问题提供了前瞻性证据。研究人员利用CUME队列长达六年的随访数据,通过验证的膳食问卷评估BCAA摄入,并采用Cox回归模型进行分析。结果显示,在特定亚组(如男性、30-39岁成年人)中,较高的BCAA、异亮氨酸、缬氨酸和亮氨酸摄入与高血压风险增加存在关联。这项研究为制定针对性的膳食干预措施,以促进高血压的一级预防,提供了来自巴西人群的首个前瞻性证据。
高血压是全球范围内导致过早死亡的主要原因之一,影响着全球超过12亿成年人,其中约三分之二生活在低收入和中等收入国家。在巴西,约有39.2%的成年人患有高血压,使其成为心血管疾病(CVD)和死亡最重要的可改变风险因素。虽然健康生活方式(包括健康饮食)对预防高血压至关重要,但营养学研究正逐步深入到蛋白质及其组成部分——氨基酸的层面。支链氨基酸(Branched-Chain Amino Acids, BCAA),包括缬氨酸(Valine)、亮氨酸(Leucine)和异亮氨酸(Isoleucine),是人体无法自身合成的必需氨基酸,必须从食物中获取。近年来,随着代谢组学分析的发展,越来越多的证据表明BCAA的摄入可能与肥胖、糖尿病、心血管疾病以及高血压等慢性病的发展有关。这些氨基酸能激活关键的细胞信号通路,如mTORC1(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1),该通路在代谢调节、血管稳态和内皮功能中扮演核心角色。慢性高水平的BCAA可能通过导致胰岛素抵抗、增加氧化应激、干扰一氧化氮合成等方式,促进内皮功能障碍和血压调节紊乱。然而,探讨BCAA摄入与高血压关系的前瞻性研究仍然有限,尤其在拉丁美洲人群如巴西中尚属空白,而不同人群的饮食模式差异可能对研究结果的普适性产生影响。为了填补这一知识空白,解答特定膳食成分对巴西人群高血压风险的影响,研究人员在《EUROPEAN JOURNAL OF NUTRITION》上发表了一项基于“米纳斯吉拉斯大学队列”(CUME Study)的前瞻性研究,旨在评估膳食BCAA摄入对巴西成年人群高血压发病率的长期影响。
为了探究BCAA摄入与高血压发病的关系,研究者主要采用了以下几种关键技术方法:首先,研究设计为一项观察性、开放、并行的前瞻性队列研究,依托于巴西的CUME研究,在2016至2022年间对参与者进行了多波次随访。核心的暴露变量(BCAA摄入量)通过一份经过验证的、包含144个条目的半定量食物频率问卷(FFQ)进行评估,并使用专业软件(Dietpro?)结合巴西及美国农业部食物成分表,计算每日的缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及总BCAA摄入量,并按三分位数分组。结局变量(高血压发病率)基于参与者在至少一次随访中满足以下任一条件来定义:自报收缩压 ≥ 140 mmHg 或舒张压 ≥ 90 mmHg、使用降压药、或被医生诊断为高血压。统计分析方面,研究采用了Cox比例风险回归模型来计算风险比(HR)及其95%置信区间(CI),以评估BCAA摄入与高血压发病率之间的关联,并对模型根据年龄、性别、身体质量指数(BMI)、体力活动、饮酒、饱和脂肪摄入等多种潜在混杂因素进行了调整。此外,研究还进行了按性别、年龄组的分层分析,以探索效应的异质性。
结果
研究人群与基线特征
研究最终纳入了3192名基线时无高血压的参与者(男性1067人,女性2125人,平均年龄34岁)。经过中位2.21年的随访,共识别出213例新发高血压病例。总的高血压发病率为19.8/1000人年。与未患高血压的参与者相比,新发高血压患者更可能为女性、年龄≥40岁、拥有专科学位、全职或兼职工作,且能量摄入中位数更高。
BCAA摄入来源与人群特征
对BCAA摄入贡献最大的食物依次是:未加工的鸡肉(16.56%)、乳制品(16.33%)、未加工的牛肉(14.98%)、鱼类(7.85%)以及豆类/扁豆(6.44%)。摄入BCAA最高三分位数组的参与者更可能体力活动活跃,且能量、蛋白质和饱和脂肪摄入的中位数更高,碳水化合物摄入中位数更低。
BCAA摄入与高血压的总体关联
在针对多种混杂因素进行调整后的总体分析中,未观察到总BCAA、缬氨酸、亮氨酸或异亮氨酸摄入的三分位数与高血压发病率之间存在独立的统计学显著关联。
按性别分层的关联分析
在按性别进行的分层分析中,发现了显著的关联模式。在男性参与者中,摄入量处于第二三分位数(而非最高三分位数)的总BCAA和异亮氨酸,与新发高血压风险增加直接相关。具体而言,总BCAA摄入第二三分位数的风险比(HR)为1.76,异亮氨酸摄入第二三分位数的HR为2.04。而在女性参与者中,未发现任何BCAA成分的摄入与高血压风险存在显著关联。
按年龄组分层的关联分析
在按年龄组分层的分析中,关联模式呈现出年龄特异性。在30-39岁的成年人群中,缬氨酸和亮氨酸摄入处于第二三分位数与高血压风险增加直接相关(HR分别为1.74和1.94)。相反,在更年轻的参与者(18-29岁)中,亮氨酸摄入处于第二三分位数与高血压风险呈负相关,即显示出保护性关联(HR = 0.36)。在其他年龄组中未发现显著关联。
结论与讨论
本项前瞻性研究首次在巴西成年人群中评估了膳食BCAA摄入与高血压发病率之间的关联。主要结论是,BCAA摄入与高血压风险之间的关联并非简单线性,而是具有人群异质性和“非线性的剂量-反应”特征。具体表现为,在总体人群中未发现显著关联,但在特定亚组中发现了明确的风险模式:在男性中,中等水平(第二三分位数)的总BCAA和异亮氨酸摄入与高血压风险增加相关;在30-39岁的中年人中,中等水平的缬氨酸和亮氨酸摄入是风险因素;然而,在18-29岁的年轻人中,中等水平的亮氨酸摄入反而与较低的高血压风险相关。
研究讨论部分深入剖析了这些发现的可能机制和意义。首先,在中年男性和30-39岁人群中观察到的正向关联,可能与BCAA代谢的潜在不良影响有关。BCAA可以激活mTORC1通路,长期激活会损害胰岛素信号传导(如下调IRS1/IRS2),引发胰岛素抵抗。BCAA分解代谢产生的代谢物(如源自缬氨酸的3-羟基异丁酸酯,3-HIB)可促进血管内皮细胞的脂肪酸转运,导致组织脂毒性和进一步的胰岛素功能受损。此外,BCAA代谢异常还可能增加氧化应激并破坏一氧化氮合成,从而导致内皮功能障碍。这些机制共同构成了高血压发展的病理生理基础。研究中观察到的关联多出现在摄入的“第二三分位数”(中等水平),而非最高水平,提示可能存在一个代谢阈值,超过此阈值不良效应开始显现,但极高摄入可能伴随其他生理适应或反映了不同的饮食模式构成。
其次,研究揭示了年龄和性别差异的重要影响。30-39岁人群的风险增加可能反映了该年龄阶段开始出现的代谢灵活性下降、胰岛素敏感性早期衰退和内脏脂肪增加,使其对BCAA的负面血管效应更敏感。而年轻人群(18-29岁)中亮氨酸的保护性关联,则可能归因于其更高的代谢灵活性、更强的氨基酸氧化能力以及更高效的内皮和胰岛素信号通路,使得他们能够利用亮氨酸在肌肉合成代谢中的生理益处,而不易触发有害的代谢途径。在性别差异方面,男性对BCAA不良效应的更高敏感性,可能与女性雌激素的保护作用有关。雌激素能增强内皮功能、具有抗炎和抗氧化特性,并能通过调节PI3K/Akt通路改善胰岛素敏感性,从而可能抵消高BCAA摄入引发的部分负面代谢和血管效应。
再者,研究的实际意义在于为公共卫生和临床实践提供了新视角。它提示在倡导健康饮食和高血压一级预防时,不仅需关注盐、脂肪、总蛋白的摄入,也需考虑膳食蛋白质的“质量”和氨基酸构成。过量摄入富含BCAA的动物性蛋白(如红肉、禽肉),特别是在特定人群(如中年男性)中,可能需要予以关注。然而,研究也强调不能一概而论,需考虑年龄、性别等个体差异。
本研究的优势在于其前瞻性队列设计、较大的样本量、对多种混杂因素的充分调整,以及首次提供了巴西人群的相关证据。局限性包括:依赖基线一次性饮食评估,可能未捕捉到随访期间的饮食变化;高血压基于自报诊断,虽经验证但可能存在一定错分;食物频率问卷并非专为精确评估单一氨基酸摄入而设计;缺乏血浆BCAA浓度的测量,无法直接关联膳食摄入与体内代谢水平。
总之,这项研究为BCAA在高血压发病中的作用提供了来自非亚洲人群的新证据,强调了膳食蛋白质成分与慢性病风险的复杂关系,并指出未来研究需进一步阐明其具体生物学机制、确定风险阈值,并探索基于个体特征的精准膳食建议,以更有效地预防高血压及相关心血管疾病。