饮食干预可以促进健康衰老,甚至延长寿命,这些干预措施中最具特征的是卡路里限制(CR)。蛋白质限制(PR)改善代谢健康,减少肥胖和改善胰岛素敏感性,低蛋白(LP)饮食的消耗促进长寿。虽然尚未确定介导CR和PR有益作用的确切机制,但这些饮食不可避免地涉及减少必需膳食氨基酸的消耗。限制九种必需氨基酸是CR饮食对寿命有益的必要条件,这表明一种或多种必需氨基酸可以调节寿命。在LP饮食的背景下,支链氨基酸(BCAAs)亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸是独特的代谢重要性。将三种BCAA限制67%发现改善了雌雄小鼠的代谢健康,且雄鼠延长了超过30%的寿命。由于三种BCAA中的每一种都具有不同的分子和代谢作用,其中蛋白质或支链氨基酸限制的有益代谢效应主要是由异亮氨酸限制介导的。而仅限制异亮氨酸可促进葡萄糖耐量,使肝脏胰岛素敏感,并减少肥胖;其还在人类健康和衰老中起关键作用,与人体质量指数相关,血液中的异亮氨酸水平与死亡率增加相关。
2023年11月,美国威斯康星大学麦迪逊分校的Dudley W. Lamming教授团队在《Cell Metabolism》期刊上发表题为“Dietary restriction of isoleucine increases healthspan and lifespan of genetically heterogeneous mice”的研究文章,该研究发现限制异亮氨酸的饮食水平可促进代谢健康并延长寿命,在促进健康衰老的能力方面比LP饮食更强大,并且可能是预防和干预年龄相关疾病的独特有效方法。

该研究采用能更好反映人类群体遗传多样性的9周龄雄、雌HET3小鼠进行实验,实验中对照饮食包含20种常见的氨基酸,其中21%的卡路里来自蛋白质,实验组为氨基酸(低AA)或异亮氨酸(低Ile)均减少67%的饲料。连续饲喂14周后,发现低Ile膳食处理的年轻雌雄小鼠肥胖倾向更低,且血糖水平能够得到更好地控制,机体代谢更加健康。探究体重减轻与摄食量间的关系,发现低lle饮食小鼠的体重减轻并不是由食物摄入量减少引起的,而是与能量消耗的增加有关。接下来,探索了长期Ile限制对健康的影响,采用6个月大的HET3小鼠进行三种饮食喂养,结果显示无论年龄或性别如何,Ile消耗量与个体代谢健康指标之间的相关性往往呈正相关。进一步探究了不同饮食喂养对于小鼠寿命的影响,发现低Ile饮食显著延长了小鼠的寿命,雄鼠中位寿命增加了33%,最大寿命显著增加;雌鼠增加约7%,最大寿命不变。评估了小鼠的肌肉力量、功能和运动协调性,发现在衰老过程中,低Ile饮食雄鼠的抓握能力更好,可能与其体重减轻有关,后期伴随体重差异的减少其抓握优势也消失;低Ile饮食雄鼠的整体肌肉协调性也更好。由于HET3小鼠的主要死因是癌症,对死亡小鼠做了尸检,发现低Ile饮食雄鼠肿瘤死亡可能性降低,但在雌鼠各组间无显著差异。此外,发现雄鼠中对照组多死于肝癌,而低Ile喂养组肝癌比例降低了(但肺癌增加);雌鼠中对照组多死于乳腺癌,而低Ile喂养组乳腺癌比例降低。最后,为了确定虚弱程度如何以饮食和性别依赖的方式与寿命相互作用,对雄雌小鼠中虚弱程度与寿命进行关联分析,发现低Ile饮食改善了雄鼠和雌鼠的健康寿命,降低了虚弱程度,并延长了雄鼠的寿命。
总之,异亮氨酸在代谢健康和衰老中至关重要,并提供了额外的证据表明蛋白质质量-膳食蛋白质的特定AA组成-与蛋白质消耗量一样重要,甚至更重要。虽然需要额外的研究和随机临床试验来确定膳食异亮氨酸如何影响人类的健康衰老,并确定限制异亮氨酸在临床环境中是否可行,但该研究支持限制特定必需氨基酸的饮食水平可能提供长寿和健康的秘诀这一观点。
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https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.10.005



