不同蛋白质水平下中链和长链三酰甘油对老年雄性C57BL/6J小鼠肌少症的影响

《Food Bioscience》:Effects of Medium- and Long-chain Triacylglycerol on Sarcopenia under the Different Protein Levels in Aged Male C57BL/6J Mice

【字体: 时间:2026年06月13日 来源:Food Bioscience 5.9

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  Xinyi Cheng|Chenyu Jiang|Jun Jin|Qingzhe Jin|David Julian McClements|Wei Wei|Xingguo Wang中国江苏省无锡市214122,江南大学食品科学与技术学院,食品科学资源国家重点实验室摘要中链和长链甘油

  
Xinyi Cheng|Chenyu Jiang|Jun Jin|Qingzhe Jin|David Julian McClements|Wei Wei|Xingguo Wang
中国江苏省无锡市214122,江南大学食品科学与技术学院,食品科学资源国家重点实验室

摘要

中链和长链甘油三酯具有独特的结构与代谢特性,可通过改善能量供应与利用来支持老年人的蛋白质代谢。本研究给老年C57BL/6J小鼠喂食含有三种实验用油的饲料,同时设置不同蛋白质水平组。研究评估了小鼠的肌肉质量与功能、组织形态学特征、与蛋白质相关的代谢指标以及肌肉蛋白质组学状况。研究发现,这些改善效果与蛋白质水平密切相关:在低蛋白和中蛋白水平下,MLCT能够提升肌肉力量与功能,维持肌纤维完整性,并改善与蛋白质相关的各项指标;而在高蛋白水平下,其作用则显著减弱。此外,蛋白质组学分析显示,MLCT会显著改变肌肉蛋白质的表达,尤其在与脂肪酸氧化、线粒体能量代谢、氧化应激调节以及泛素介导的蛋白质分解相关的通路中表现出显著变化。总体而言,这些研究结果表明,MLCT在制定精准营养策略以预防和管理老年人肌少症方面具有潜力。

引言

全球人口老龄化速度加快,导致各类与年龄相关的疾病日益增多,给全球医疗体系带来了巨大压力(Cruz-Jentoft, Bahat等,2019;Cruz-Jentoft & Sayer,2019)。在这些疾病中,肌少症是一种进行性的骨骼肌疾病,其特征为肌肉质量与身体功能下降,这会大幅增加老年人跌倒、残疾、代谢功能障碍以及死亡的风险(Cruz-Jentoft & Sayer,2019)。肌少症不仅严重影响生活质量,还会给老龄化社会带来日益沉重的社会和经济负担。越来越多的证据表明,肌少症的发生并非由单一因素导致,而是一个复杂的过程,涉及营养摄入不足、炎症反应、线粒体功能异常、与年龄相关的激素变化以及神经肌肉功能损害等多种因素(Dennison, Sayer & Cooper,2017;Wiedmer等,2021)。
在各种潜在的干预策略中,营养支持被认为是改善肌少症最有效的手段之一。以往的研究主要聚焦于蛋白质或氨基酸补充,认为充足的膳食蛋白质摄入是维持肌肉蛋白质合成的关键因素(Houston等,2008;Kondo等,2023)。然而,衰老过程中往往会出现食欲下降、胃肠消化吸收功能受损,以及“合成抵抗”现象,即膳食蛋白质或氨基酸对肌肉蛋白质合成的促进作用会被削弱(Breen & Phillips,2011;Deutz等,2014)。因此,与年轻人相比,老年人通常需要更高的蛋白质摄入量才能维持肌肉质量(Moore等,2015)。但由于依从性差、会增加胃肠负担以及可能引发代谢压力,单纯增加膳食中的蛋白质摄入并不总是可行的,尤其是对于体弱老年人而言(Wolfe & Miller,2008)。最近有一项研究表明,限制膳食蛋白质摄入反而可以改善多种组织中的线粒体功能、蛋白质稳态以及炎症状况,这一发现挑战了“高蛋白质摄入对肌少症始终有益”的传统观点(Lu等,2025)。
更重要的是,在能量摄入不足的情况下,膳食中的蛋白质或氨基酸会优先被氧化以满足基本的能量需求,而非用于肌肉蛋白质的合成,这就降低了它们的合成代谢效率,进而可能加剧肌肉质量的流失(Wolfe,2006)。作为能量密度最高的宏量营养素,脂类在提高老年人膳食能量与蛋白质的利用效率方面具有一定的优势。作为一种替代能源,脂类可以让膳食中的蛋白质用于肌肉组织的构建与维护,而非被自身用作能量来源,从而提升蛋白质的利用效率。除了作为维持代谢与内环境稳定的重要能量来源外,脂类还能通过调控细胞内信号通路、炎症反应以及线粒体功能等方式影响骨骼肌的稳态,发挥重要的代谢调节作用,例如n-3多不饱和脂肪酸就具有这样的功能(Smith等,2011;Witard, Combet & Gray,2020)。因此,探索能够协同改善肌肉蛋白质代谢的脂类营养策略至关重要。
中链和长链甘油三酯是一类结构特殊的脂质,其中中链脂肪酸与长链脂肪酸在同一甘油骨架上发生酯化反应(Cheng等,2024)。它们独特的分子结构带来了诸多优势,包括中链脂肪酸能够快速氧化以提供能量,同时减少脂肪积累,此外还能提升长链多不饱和脂肪酸的生物利用度(Wang, Cao等,2022;Wang, Xu, Liu, Wei, Jin & Wang,2023;Yuan等,2020)。以往的研究已经表明,摄入MLCT有助于改善脂质与能量代谢,这对于那些代谢灵活性较低的群体,如老年人来说尤为适用(Abe, Ezaki & Suzuki,2019;Bendixen等,2002;Lee, Tang, Ab Karim, Alitheen & Lai,2014;Lee等,2018;Yuan等,2024)。
尽管具有上述理论优势,但迄今为止,尚无系统性研究探讨在不同蛋白质水平下MLCT对老年人肌少症的影响,其潜在功效的机制证据也依然缺乏。因此,本研究旨在系统探究在不同膳食蛋白质水平下,MLCT对老年雄性C57BL/6J小鼠骨骼肌健康的影响。通过检测不同配方饲料喂养小鼠的肌肉质量、运动表现、肌纤维形态、代谢指标以及肌肉蛋白质组学特征,本研究试图阐明MLCT在不同膳食蛋白质水平下调节肌少症的潜在作用。我们的研究结果有望为制定精准营养策略,以预防和管理老年人群体的肌少症,提供机制层面的见解与实验依据。

章节节选

材料

富含辛酸/癸酸的甘油三酯购自上海优创实业有限公司(中国上海)。低芥酸菜籽油以及富含二十二碳六烯酸的藻油(DHA含量>40%)由海之源生命科技有限公司(中国青岛)提供。含有37种成分的混合脂肪酸甲酯标准品购自Sigma-Aldrich公司(中国上海)。正己烷、乙腈和异丙醇均为色谱级产品。

实验用油的成分分析

本研究共测试了三种具有不同脂肪酸组成且脂肪酸在甘油骨架上连接位置不同的实验用油:LCT、MCT/LCT和MLCT。这些油的脂肪酸组成详见表2。LCT由菜籽油构成,其脂肪酸谱以长链脂肪酸为主。LCT中的主要脂肪酸包括油酸(18:1 n-9)、亚油酸(18:2 n-6)、α-亚麻酸(18:3 n-3)以及棕榈酸(16:0),其中油酸的比例超过

结论

本研究表明,MLCT对肌少症的有益作用与膳食蛋白质水平密切相关。在低蛋白和中蛋白水平下,MLCT通过改善能量供应、增强肌肉功能以及维持肌肉蛋白质稳态,有效缓解了肌少症症状;而在高蛋白水平下,其作用则明显减弱。在中蛋白水平下的蛋白质组学分析显示,MLCT能够协同调控骨骼肌的代谢过程。

作者贡献说明

Xinyi Cheng:撰写原文初稿、数据可视化、方法设计、数据整理。Chenyu Jiang:撰写文章的审阅与编辑工作、项目指导。Jun Jin:撰写文章的审阅与编辑工作、项目指导。Qingzhe Jin:项目指导、项目管理工作、方法设计。David Julian McClements:撰写文章的审阅与编辑工作、项目指导。Wei Wei:撰写文章的审阅与编辑工作、项目指导。Xingguo Wang:项目指导、项目管理工作、方法设计。

未引用参考文献

Wang等,2022年。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

数据可用性

数据将根据申请予以提供。

资助情况

本研究得到了中国国家关键研发计划的资助(编号:2021YFD2100303)。

利益冲突声明

? 作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
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