乳清与胶原蛋白对 MPS 的影响

与年龄相关的骨骼肌质量和强度下降，称为肌肉减少症，与许多代谢疾病状态有关，包括但不限于癌症、中风、微血管疾病、2 型糖尿病、帕金森氏症和阿尔茨海默氏症。 此外，骨骼肌质量的下降还伴随着骨骼肌力量的急剧下降，称为动力不足，这是残疾和跌倒的易感因素。 肌肉减少症始于生命的第 5 个十年，并且至少根据人口估计，每年损失约 0.8%，50 岁以后力量损失更大，每年损失 2-5%。 抵消随着年龄增长而减少的肌肉质量的策略对于维持老年人的生活质量和进行日常生活活动的能力是必不可少的。

骨骼肌质量的损失是由肌肉蛋白质合成 (MPS) 和肌肉蛋白质分解 (MPB) 速率之间的不平衡所支撑的。 众所周知，在健康人类中，MPS 响应收缩活动和蛋白质喂养的速率变化是人类肌肉质量的主要控制点。 随着年龄的增长，MPS 的基础水平与年轻人相比没有变化，但是当参与者暴露于相同的刺激（称为合成代谢抵抗）时，MPS 反应在抵抗运动或蛋白质摄入等合成代谢刺激后的升高会减弱。 例如，与 0.24 g/kg 剂量相比，老年人需要 3-6 倍的阻力运动量和 0.4 g/kg 剂量的优质蛋白质，以刺激肌肉蛋白质合成的基础速率。

当以 MPS 的最大增加为目标时，蛋白质质量和剂量也很关键。 氨基酸消化率的重要性至关重要，因为未消化的膳食蛋白质可能未被吸收和排泄，而不是被小肠吸收或对瘦体重的贡献。 粮食及农业组织已认可可消化必需氨基酸评分 (DIAAS) 来评估蛋白质质量，因为它能够区分以前被归类为同等价值的蛋白质。 使用 DIAAS，消化率和质量得分最高的蛋白质是两种主要的乳蛋白酪蛋白和乳清，它们的得分分别为 1.18 和 1.09，而水解胶原蛋白肽（源自骨骼和软骨组织）的得分为 0，因为它缺乏氨基酸色氨酸。 重要的是，酪蛋白和乳清的亮氨酸含量高于胶原蛋白肽，包括更多其他必需氨基酸。 这一点尤为重要，因为我们自己实验室的数据表明，增加低蛋白混合常量营养素饮料的亮氨酸浓度可以挽救那些蛋白质含量较高的人的餐后 MPS 发生率。 此外，亮氨酸是雷帕霉素复合物 1 (mTORC1) 机制靶标的关键触发因素，mTORC1 是一种 280-kDa 丝氨酸/苏氨酸激酶，已知可激活 MPS 中涉及的关键翻译起始因子。 因此，较低质量的蛋白质剂量（例如水解胶原蛋白）在理论上需要更大的剂量才能引起对乳清或酪蛋白的类似反应。

使用水解胶原蛋白作为增强骨骼肌合成代谢的补充剂，以前的文献几乎没有研究过，大多数人体研究涉及使用胶原蛋白肽补充剂来增强含胶原蛋白的组织，如头发、皮肤和软骨关节。 在当前的文献中，发现补充胶原蛋白肽与抗阻运动相结合对老年男性瘦体重的增加有显着影响，同时在 12 周的训练期内脂肪量显着减少。 尽管胶原蛋白中的亮氨酸含量是分离乳清蛋白的 1/16，但与乳清蛋白相比，它还被发现对老年女性的氮平衡有显着影响。 如果水解胶原蛋白的合成代谢潜力能够与乳清蛋白相媲美，它可能会提供一种重要的、具有成本效益且可行的方法，使老年人能够达到建议的蛋白质推荐量。

抵抗运动后的蛋白质摄入提供了一种比单独的合成代谢影响更有效的附加刺激。 抗阻运动回合已被证明可以使肌肉对蛋白质的作用敏感。 我们的实验室之前已经表明，老年人在摄入 40 克乳清蛋白后进行抵抗运动后 MPS 的增幅最大，并且这种效果大于在不运动的情况下摄入 40 克蛋白质。 确定乳清蛋白和胶原蛋白肽的摄入量是否确实等同，以及是否可用于增强老年人抵抗运动后的肌肉蛋白质合成反应，对于我们了解老年人的蛋白质需求至关重要。

许多评估 MPS 速率对蛋白质摄入量的急剧变化的研究都是通过注入标记的氨基酸示踪剂并计算该示踪剂在数小时内掺入骨骼肌的情况来实现的。 虽然这种方法提供了重要信息，尤其是当与 MRI 等肌肉质量变化的定量测量相结合时，对示踪剂输注测量的 MPS 的评估仅限于 ~ 5-6 小时。 因此，分析技术的最新发展使得能够使用氘化水方法，从而能够评估 MPS 的掺入时间更长，即数天到数周。 事实上，这种方法最近得到了验证，它的使用现在正引起许多研究人员的兴趣。 然而，只有少数实验室证明有能力胜任这种测量。 事实上，我们最近使用这种方法进行了两项研究，我们获得的 MPS 值与已发表的报告完全一致。 我们建议使用氘化水方法结合使用稳定同位素示踪剂，将为我们提供在受控急性和自由生活情况下的 MPS 测量，并将在确定支持蛋白质的机制方面取得重大进展摄入和老化。