酮对瘦女性热量限制期间肌肉萎缩的影响

热力学表明，在能量消耗超过能量摄入的时期，体重会下降。 这种能量负平衡可以通过减少能量摄入（称为热量限制）、增加能量消耗（即更高水平的体力活动）或两者结合来获得。 由于脂肪和骨骼肌质量的损失比例约为 3:11，持续的能量不足导致体重净损失，具体取决于热量限制的严重程度、饮食组成和初始体脂百分比。 肌肉量减少是由于下调的肌肉蛋白质合成与增加的泛素-蛋白酶体介导的肌肉蛋白水解相结合，导致负的净蛋白质周转率。

在体育运动中，许多运动员试图通过减轻体重来实现不同的目标，例如通过优化功率重量比来提高成绩、参加特定体重类别的比赛或出于审美原因。 然而，体重减轻通常伴随着骨骼肌质量的有害损失，这与无数的负面后果有关，包括身体机能受损和受伤的易感性增加。 因此，经历热量限制时期的运动员努力通过减少脂肪来减轻体重，同时尽量减少瘦体重的损失。 最近的研究表明，增加蛋白质摄入量，高于推荐的膳食允许量（0.8 克/千克/天），可以减少热量限制期间肌肉质量的损失。 研究表明，与正常饮食蛋白质相比，高蛋白饮食对肌肉蛋白水解的影响较小，但可以恢复肌肉蛋白质合成，这可能是保持瘦体重的主要机制。 具体来说，在年轻的健康运动员中，表明较高的蛋白质摄入量为 1.6-2.4 每天每公斤体重克减少短期热量限制期间的肌肉质量损失。

在女运动员中，较长时间的低能量可用性（有或没有饮食失调）通常与月经失调和骨密度降低相关，这种综合征称为“女运动员三联征”。 三联征在强调美学或瘦身的运动中尤为常见，并可能对终生健康造成影响。 然而，在热量限制期间，在女性中尽量减少瘦体重损失和防止激素和骨代谢失调的干预措施仍然缺失。

酮体，即 D-β-羟基丁酸 (βHB)、乙酰乙酸 (AcAc) 和丙酮是在低血糖和胰岛素水平条件下从循环脂肪酸在肝脏中合成的天然化合物。 在正常生理条件下，血清酮水平的浓度仍然很低 (< 0.1 mM)。 然而，在饥饿或应用生酮饮食期间，即低碳水化合物含量，βHB 和 AcAc 的血清浓度可分别增加至 5-8 mM 和 1-2 mM。 在这些情况下，酮体可作为各种组织（包括大脑、心脏和骨骼肌）的替代和更有效的能量来源，从而“节省”葡萄糖储存量。 在正常情况下，大脑只能使用葡萄糖作为能量燃料来维持中枢神经系统的功能。 因此，在能量应激期间保留葡萄糖储存对于生存极为重要。 此外，这种葡萄糖储存的节省可防止肌肉蛋白质分解，肌肉蛋白质可用作糖异生的前体，为大脑和其他组织提供葡萄糖。 因此，酮体的可用性减少了用于糖异生的肌肉蛋白质的分解，因此即使在能量可用性有限的情况下也能保持骨骼肌质量。 因此，提高酮体水平可能是防止在精力充沛的压力期间骨骼肌萎缩的重要策略。

最近，酮体的血清水平可以通过摄入酮体酯 (R)-3-羟丁基 (R)-3-羟基丁酸酯 (3HHB) 来增加。 这种口服可吸收的酮体酯已被证明在动物和人类中都是安全且耐受性良好的，并且可以在 30 分钟内将酮体水平升高至 5-6 mM，与禁食大约一周后的水平相似。 这种酮体酯的可用性允许对酮体对肌肉稳态的影响进行对照研究，而没有饥饿和生酮饮食的负面影响，即高血清甘油三酯和胆固醇水平。 3HHB 对耐力表现的影响仍有争议。 然而，我们实验室最近的一项研究表明，运动后摄入 3HHB 会增加蛋白质合成的标志物，体外实验进一步证实了这一点。 通过培养生理浓度的酮体，C2C12 成肌细胞显示亮氨酸介导的肌肉蛋白合成增加。 最近，我们发现在癌症恶病质小鼠模型中，膳食补充 3HHB 显着改善了存活率以及功能能力和肌肉完整性的维持。

由于酮体的这些合成代谢特性以及酮体在能量应激期间阻止肌肉蛋白质分解以进行糖异生的事实，酮体可能是预防或治疗骨骼肌萎缩的有前途的策略。 因此，我们的目的是研究 3HHB 摄入量对瘦女性在热量限制期间肌肉萎缩的影响及其不良后果。 此外，我们比较了摄入 3HHB 与高蛋白饮食的效果，高蛋白饮食目前被认为是在低能量时期尽量减少瘦肉损失的最佳策略。 最后，我们旨在研究摄入 3HHB 与高蛋白饮食相结合的协同效应。