破解老年肌肉流失难题,低分子量水解乳清蛋白成营养干预新选择!
随着年龄增长,肌肉量悄然流失、肌力逐步衰退、行动能力持续下降,是多数老年人难以规避的衰老问题,医学上称之为肌少症。作为高发的老年综合征,肌少症不仅会导致老人走路迟缓、起身费力、肢体无力,还会大幅提升跌倒、衰弱及各类慢性疾病的发病风险,严重影响老年群体的独立生活能力与生活质量。值得关注的是,目前全球尚无获批可预防、治疗肌少症的特效药物,这也让科学营养补充+规律运动的非药物干预方案,成为延缓、改善老年肌肉流失的核心关键。
肌肉的生长与维持,核心依靠持续稳定的肌肉蛋白质合成(MPS),而膳食蛋白质是供给肌肉合成、修复肌肉损伤的核心原料。但老年人普遍面临两大肌肉养护困境:一是消化吸收功能衰退,普通蛋白质利用率大幅降低;二是存在典型的合成代谢抵抗,即便日常摄入足量蛋白质,肌肉蛋白合成效率依旧偏低,肌肉分解速度远快于合成速度,最终加速肌肉流失、肌力下滑。与此同时,传统高蛋白补充方案多为高剂量摄入,肠胃脆弱的老年人难以耐受,容易出现腹胀、吸收不佳等问题,适配性极差。
在众多优质蛋白中,乳清蛋白凭借高生物价(BV=104),营养价值远超大豆蛋白、酪蛋白等常见蛋白,是助力肌肉蛋白合成的优选原料。而经过酶解工艺制成的低分子量水解乳清蛋白(LMWPH),更是针对性解决了老年人的补蛋白痛点。区别于普通乳清蛋白,LMWPH由500Da以下的小分子肽段构成,无需复杂消化分解,可被人体快速吸收利用,精准激活调控肌肉合成的核心mTORC1通路,高效促进肌肉蛋白合成、抑制肌肉分解。同时,其含有的天然生物活性肽,兼具抗炎、抗氧化功效,能够有效改善老年人体内慢性炎症与氧化应激状态,从根源上缓解肌少症的诱发因素。
为探索更适配老年群体的温和、高效肌肉养护方案,本次权威随机、双盲、安慰剂对照临床试验,以60岁及以上健康老年人为研究对象,结合标准化下肢抗阻训练,开展12周干预研究。重点验证低剂量低分子量水解乳清蛋白复合营养方案对老年人群肌肉力量、躯体体能及身体成分的改善效果,旨在破解老年人“高蛋白不耐受、普通蛋白吸收差、肌肉养护无成效”的行业难题,为中老年肌少症预防、肌力提升提供科学、安全、可落地的膳食干预新路径。
接下来,就让我们一起走进这项研究,看看它如何为老年人的健康晚年“加把劲”。
低分子量乳清蛋白水解物和人参果提取物(人参植株的果实)增强韩国老年人的肌肉力量与体能:一项随机对照试验
背景/目的:
肌少症可通过适当的营养补充结合运动来预防或缓解。本研究评估了为期12周、采用低分子量乳清蛋白水解物(LMWPH)与人参果提取物(GBE)复合制剂,联合抗阻运动,对60岁及以上健康韩国成年人肌肉力量及体能表现的影响。
受试者/方法:
这项随机、双盲、安慰剂对照试验共纳入100名60岁及以上受试者,将其随机分配至LMWPH-GBE组(5000 mg/天,其中含LMWPH-GBE 4500 mg)或安慰剂组。受试者每周至少进行3天、每次30–60分钟的下肢力量训练。通过握力测试,膝关节伸肌力量、肌肉爆发力以及采用简易体能测试(SPPB)评估体能表现,并采用双能X线吸收测定法评估体成分,包括四肢骨骼肌质量、骨骼肌质量指数、体重指数、脂肪量及体脂百分比。
结果:
与安慰剂组相比(分别为−0.83 ± 2.86 kg 和−0.05 ± 0.61 分),LMWPH-GBE组右手握力(0.53 ± 2.82 kg,P = 0.027)和SPPB总分(0.18 ± 0.45 分,P = 0.049)均显著改善。此外,与安慰剂组相比,LMWPH-GBE组在SPPB子量表上也表现出改善:4米步速为0.26 ± 0.37 m/s(安慰剂组:−0.02 ± 0.31 m/s,P < 0.001),重复起坐时间变化为−2.30± 1.78 秒(安慰剂组:−0.06 ± 1.60 秒,P < 0.001)。两组间膝关节伸肌力量、肌肉爆发力及肌肉质量无显著差异,这可能是因为两组在12周内均进行了下肢力量训练。
结论:
为期12周的LMWPH-GBE补充可改善老年人的体能表现和肌肉力量,尤其是右手握力。低剂量蛋白质(LMWPH)和植物提取物(GBE)补充显示出作为实用膳食干预措施的潜力,适用于可能无法耐受更高蛋白质剂量的老年人。
引言
肌肉减少症(肌少症)是一种老年综合征,表现为衰老过程中骨骼肌质量、肌肉力量和体能的逐渐下降[1,2]。在韩国,约4%~45%的老年人受此影响[3],肌少症与衰弱、跌倒及慢性疾病风险增加密切相关。尽管其患病率不断上升,但目前尚无获批用于预防或治疗肌少症的药物,这凸显了非药物干预措施的重要性,包括蛋白质及营养补充,以及抗阻力量训练[4]。
膳食蛋白质对肌肉蛋白质合成(MPS)至关重要,可为构建和维持骨骼肌提供所需的氨基酸。在老年人中,蛋白质摄入不足会导致MPS减慢,促进肌肉分解并加速肌肉流失[5]。高生物价(BV)的优质蛋白质,如乳清蛋白(BV = 104),在促进MPS方面尤为有效,其效果优于生物价较低的植物蛋白,如大豆蛋白(BV = 74)和酪蛋白(BV = 77)[6]。经酶解工艺制得的水解乳清蛋白(WPH)含有具有额外益处的生物活性肽,包括抗氧化和抗炎特性;同时含有可被快速吸收的小分子肽,能够诱导骨骼肌蛋白质合成代谢[7,8]。特别是,由500 Da以下肽段组成的低分子量水解乳清蛋白(LMWPH)具有高生物利用度,可快速吸收,并激活mTORC1通路——该通路是MPS的关键调控因子[9]。这种快速吸收特性对存在合成代谢抵抗的老年人尤为有益,在此类人群中,尽管膳食蛋白质摄入充足,MPS效率仍会下降[10]。此外,LMWPH中的生物活性肽还具有抗炎和抗氧化特性,有助于对抗与肌少症相关的慢性炎症和氧化应激[11]。
近期研究表明,植物来源化合物(如植物提取物和植物化学物)可在肌肉健康中发挥辅助作用[12-14]。尽管它们无法替代充足的蛋白质摄入、抗阻训练和适当休息,但这些化合物可通过减轻氧化应激、抑制炎症反应及促进肌肉蛋白质合成(MPS),为肌肉维持营造有利环境[15]。多项研究已探讨了这些化合物支持肌肉健康的潜力,其中包括姜黄素(来源于姜黄,Curcuma longa)、白藜芦醇、槲皮素、表儿茶素、熊果酸、肌酸以及人参果提取物(GBE)[13,16-21]。
人参(Panax ginseng)含有具有药理学作用的生物活性人参皂苷,包括抗炎、降血糖及促进肌肉再生等特性[22,23]。尽管关于人参对肌少症影响的研究仍处于实验阶段,但多项研究表明,人参提取物有助于维持肌肉功能,并促进肌肉恢复与生长[21,24,25]。与根部提取物相比,人参果提取物(GBE)的人参皂苷含量更高[26]。动物研究显示,GBE可增强握力、肌肉质量和肌纤维横截面积等肌肉相关指标,同时降低体脂及肥胖相关因素[27]。GBE通过激活PI3K/Akt/mTOR通路来促进肌肉蛋白质合成(MPS),并抑制蛋白质降解,同时降低炎症细胞因子水平并改善胰岛素敏感性[28]。基于上述证据,Han等人[29]研究了低分子量蛋白水解物(LMWPH)与GBE联合使用(LMWPH-GBE)的效果,发现在小鼠模型中,该联合方案在增强肌肉力量与肌肉质量方面,比单独使用更为有效。他们报告称,LMWPH与GBE表现出协同增效作用,可增加力量和肌肉质量。基于这些结果,我们评估了为期12周补充LMWPH-GBE对60岁以上健康韩国成年人肌肉力量和体能表现的影响。
结果
1.受试者基线特征
本研究共筛选106名受试者,其中100名被纳入研究。12名受试者因中途退出或违反研究方案而被排除(图1)。排除上述受试者后,共有88名受试者被纳入最终分析。受试者平均年龄为67.99±5.09岁(LMWPH -GBE组:67.70±4.81岁;安慰剂组:68.27±5.40岁,P = 0.604);其中67.0%(n = 59)为女性。安慰剂组与LMWPH-GBE组在基线特征方面无显著差异,包括性别比例、年龄、体重、身高、每日能量摄入和体力活动水平。受试者中95.5%(n = 84)以右侧肢体为优势肢体(表1)。
图1图 1. 研究受试者流程图。
表1表1. 受试者基线特征
2.干预措施对肌肉力量和肌肉爆发力的影响
表2显示了LMWPH-GBE摄入对肌肉力量(握力和膝关节伸肌肌力)和肌肉爆发力的影响。基线时,所有受试者的左手握力为:男性17.4–41.9 kg,女性11.8–26.6 kg;右手握力为:男性17.9–46.1 kg,女性14.2–31.3 kg。干预12周后,MWPH-GBE组的右手握力显著大于安慰剂组(P = 0.027)。此外,LMWPH-GBE组在干预12周后的左手握力较基线显著提升(P = 0.047)。然而,等速肌力评估(即膝关节伸肌等速力量和膝关节肌肉爆发力)在两组之间无显著差异。
表2表2. LMWPH-GBE补充剂对肌肉力量与爆发力的影响。
3.干预措施对肌肉质量和身体成分的影响
通过DEXA与生物电阻抗分析法对基线期与干预12周后的身体成分(包括肌肉质量)的差异进行测定(表3)。与基线期相比,LMWPH-GBE组的骨骼肌质量及 SMMI /身高²在干预12周后均显著增加(骨骼肌质量:P = 0.045; SMMI /身高²:P = 0.044);相比之下,安慰剂组在基线期与干预12周之间未见显著差异。LMWPH-GBE组的脂肪质量显著降低(P = 0.003),而安慰剂组的总体脂肪率(%)和躯干脂肪率(%)显著升高(总体脂肪率,P = 0.045;躯干脂肪率,P = 0.019)。两组在其他指标上均未观察到显著差异。
表3表3. 补充 LMWPH-GBE对体成分及肌肉质量的影响。
4.干预措施对身体机能、实验室检查及生活质量的影响
基线时,所有受试者的SPPB评分均不低于10分。经过12周干预后,与安慰剂组相比, LMWPH -GBE组的总SPPB评分及各分项用时(即4米步行速度与重复椅子站立时间)上均显示出显著改善(P < 0.05),如表4所示。
表4表4. 补充LMWPH-GBE对体能表现、实验室检查及生活质量的影响。
两组在与肌力相关的各项血液学参数方面均无差异,仅安慰剂组在12周干预后蛋白水平出现显著下降(P=0.023)。生活质量评估工具EQ–5D–3L结果显示,两组之间无显著差异;仅在LMWPH-GBE组中观察到生活质量评分显著升高(P=0.005)。
讨论
此前多项研究表明LMWPH可影响肌少症,但仅有少数研究报道了GBE对小鼠模型中肌肉或肌少症的影响[27,28]。然而,LMWPH-GBE混合物对人体肌肉质量和肌少症的影响尚未见报道。此外,大多数针对老年人的乳清蛋白水解物(WPH)研究使用的剂量为20-35 g/d[31-33]。然而,对于消化功能受损的老年个体而言,摄入如此大剂量的蛋白质可能颇具挑战性。因此,本研究探究了低剂量蛋白质联合GBE对肌肉力量及体能表现的积极影响。
握力和SPPB测试结果表明,连续12周每日服用LMWPH-GBE可改善60岁及以上体力活动活跃成年人的体能状况。然而,补充LMWPH-GBE对肌肉质量或下肢膝关节伸肌力量无显著影响。在为期12周的研究期间,19名参与者共报告了23例不良事件(AEs)。所报告的不良事件均为轻微症状,且与LMWPH-GBE补充剂无关或不太可能相关。LMWPH-GBE组与安慰剂组之间,报告不良事件的参与者人数无显著差异。
Han等人[28]的研究阐明了LMWPH-GBE对肌肉力量、功能和质量产生影响的潜在作用机制。在该研究中,给老年小鼠服用LMWPH-GBE混合物后,握力和肌肉质量呈剂量依赖性增加,抗炎细胞因子水平升高,线粒体数量增多——线粒体对于骨骼肌的能量生成以及肌肉功能与力量的维持至关重要。此外,LMWPH-GBE混合物还增强了PI3K/Akt信号通路的激活和肌肉再生相关因子的基因表达,同时降低了肌肉生长抑制素(myostatin)的水平,而肌肉生长抑制素会干扰肌肉蛋白质合成(MPS)和再生过程。基于这些结果,摄入LMWPH-GBE混合物可能产生与运动相似的效果。在另一项研究中,Han等人[29]发现LMWPH和GBE对肌肉质量具有协同效应;GBE在促进蛋白质合成方面效果更佳,而LMWPH在抑制蛋白质降解方面略占优势。
具体而言,LMWPH与GBE混合物通过激活PI3K/Akt/mTORc1信号通路来促进肌肉蛋白质合成(MPS),并通过抑制泛素-蛋白酶体系统和自噬-溶酶体系统来抑制肌肉蛋白质降解。这些效应导致总肌肉蛋白水平升高,从而增加肌肉质量与肌力。
我们发现LMWPH-GBE能够增强肌肉力量,尤其是右侧手握力。这种右手特异性增强可能归因于左利手人群比例较低——人群中左利手仅占8%-15%[34],而我们的参与者中左利手仅占4.5%。优势侧与非优势侧之间肌肉功能(包括肌肉力量、协调性和精确性)的不平衡与肌细胞数量和大小的差异相关。通常,两侧肌力差异范围为5%至10% [35]。我们的研究结果显示,在短期(12周)摄入LMWPH -GBE混合物后,优势侧的肌力增幅大于非优势侧,这可能归因于日常生活中优势侧的频繁使用或运动锻炼的影响。然而,在膝关节伸肌力量或肌力输出方面,两组之间未观察到显著差异。尽管干预组的肌力输出改善幅度大于安慰剂组,但两组均有所改善,且组间无显著差异。Vechin等人[36]报道,老年受试者进行为期12周低强度血流限制抗阻训练后,即使不额外补充蛋白质等营养补剂,其肌肉力量和肌肉质量均有所增加,表明抗阻运动本身即可改善肌肉力量和质量。在本研究中,受试者被要求每周进行3次基于自身体重的下肢力量训练,每次30分钟至1小时。结合既往关于运动干预的研究的结果,本研究中实验组和安慰剂组膝关节伸肌力量和肌肉功率的整体提升,可能归因于运动训练干预本身的效果,而非服用LMWPH-GBE。
值得注意的是,在连续服用LMWPH-GBE混合物12周后,实验组的SPPB总分及其各分量表评分均有所改善。SPPB此前已被确立为评估活动能力受限和死亡风险的可靠指标[37],且近期证据表明,在老年人中,肌肉力量对身体机能的影响大于肌肉质量[38]。具体而言,Stevens等人[39]建立了SPPB总分及其分量表与握力之间的关联。Legrand等人[40]则指出,通过SPPB评估的老年人低身体机能与低握力相关。因此,在本研究中,SPPB表现的改善可能受到肌肉力量(握力和膝关节伸肌力量)提升的影响。握力和身体机能(SPPB)均为肌少症的关键诊断标准,与安慰剂组相比,实验组在这两项指标上均显示出显著改善。因此,连续服用LMWPH-GBE混合物12周或更长时间,可能在一定程度上预防或延缓因衰老导致的身体机能下降。
摄入LMWPH-GBE混合物带来的握力和身体机能(SPPB)改善也会影响老年人的生活质量。老年人的生活质量由三个重要因素构成:情绪状态(心理因素)、维持日常生活所需的基本活动能力(身体因素)以及独立生活能力(社会因素)[41]。因此,功能障碍、身体活动自由度下降以及心理健康状况恶化是降低生活质量的主要因素。老年人握力下降及平衡能力减弱与较低的生活质量相关,而较低的生活质量又与较高的发病率相关[42]。具体而言,平衡能力是日常生活中最重要的需求之一。当平衡能力受损时,跌倒风险增加,进而可能引发对跌倒的恐惧、活动能力下降、残疾以及社会孤立感——这些因素均会对老年群体的整体健康状况及生活质量产生负面影响[43]。这些研究结果表明,随着年龄增长,生活质量变得愈发重要。尽管本研究中的老年人生活质量未出现显著下降,但实验组的生活质量有所提升,这表明摄入试验食品12周后,握力与体能表现的改善也对生活质量产生了积极影响。
与既往实验动物研究显示LMWPH-GBE补充剂可增加肌肉质量和力量的结果不同,本研究结果显示,尽管受试者的握力(肌肉力量)和身体机能有所改善,但LMWPH-GBE补充剂并未影响肌肉质量或体脂相关指标。然而,既往研究[44-46]关于肌肉质量、肌肉功能衰退与肌肉力量之间关系的结论并不一致;因此,我们推测肌肉力量和肌肉功能的增强并不必然伴随肌肉质量的增加。正如既往关于运动效应相关研究报告所述,运动初期可提高神经系统的效率,这一阶段可先增强肌肉力量,随后才引发肌肉肥大或肌肉质量增加。然而,老年人肌肉质量的增长速度和幅度可能均低于年轻人群。这些既往研究的发现与本研究的結果一致。此外,在组内比较中,实验组在某些与肌肉质量和身体成分相关的指标上显示出轻微改善。但短期摄入实验性食物后,可能难以检测到显著变化。因此,延长实验性食品的服用时间可能对身体成分的变化产生积极影响,例如增加肌肉质量和减少体脂。此外,既往动物实验表明,LMWPH-GBE对肌肉质量和肌肉力量具有剂量依赖性效应。本研究的受试者为60岁以上的老年人,该人群本就难以增加肌肉质量。因此,未来需要进一步研究以验证更高剂量LMWPH-GBE混合物的效果,并探讨其在年轻受试者中的应用,以确认其在增加肌肉质量和改善身体成分方面的有效性。本研究存在若干局限性,包括仅在单一医疗机构进行。此外,受试者采用24小时膳食回顾法报告营养摄入情况,该方法可能无法准确反映其日常饮食习惯。此外,12周的研究周期过短,不足以观察到肌肉质量或身体成分的长期变化。尽管存在这些局限性,本研究结果仍具有重要价值。据我们所知,这是首项在老年人中评估LMWPH-GBE补充剂有效性和安全性的随机、双盲、安慰剂对照临床试验。此外,本研究还证实了LMWPH-GBE混合物对肌肉力量和身体机能的积极影响。
连续12周补充LMWPH-GBE混合物可改善老年人的身体机能和肌肉力量。尽管通常建议采用较高剂量的蛋白质补充剂,但对于消化功能减退的老年人而言,达到这一摄入量水平可能颇具挑战性。值得注意的是,本研究证实:即使采用低剂量蛋白质(LMWPH)联合GBE补充剂,也能有效提升老年人的身体机能与肌肉力量。
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