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在营养与健康领域,动物蛋白(APs)和植物蛋白(PPs)对能量代谢的影响尚不明确。研究人员开展了针对超重和肥胖男性的交叉设计研究,对比 AP 和 PP 餐后对能量代谢参数的影响。结果显示 AP 更能提升能量消耗和碳水化合物氧化。这为膳食蛋白选择提供了科学依据。
在人类营养与健康的研究版图中,蛋白质代谢与能量代谢的关系一直备受关注。蛋白质在人体的诸多生理过程中扮演着关键角色,从氨基酸运输到细胞内蛋白质周转,再到含氮代谢物的排泄等,每一步都离不开能量的参与。而且,相较于碳水化合物和脂肪,蛋白质具有更高的产热效应,这使得高蛋白质饮食在减肥、维持肌肉质量等方面展现出潜在优势。
然而,并非所有蛋白质来源都具有相同的热效应和代谢影响。不同蛋白质的氨基酸组成、生物利用度和消化率各不相同,这导致它们对能量代谢的作用也有所差异。比如,动物蛋白和植物蛋白在结构、氨基酸构成等方面存在明显区别,理论上会对餐后能量和营养物质代谢产生不同影响。但目前关于动物蛋白和植物蛋白对能量代谢的餐后影响研究较少,且结论相互矛盾。有的研究表明动物蛋白能增加能量消耗,有的则显示不同蛋白质来源对能量消耗影响相似。在底物氧化方面,相关研究同样有限,且结果不一致。正是在这样的背景下,为了深入探究这一科学问题,来自伊朗马什哈德医科大学(Mashhad University of Medical Sciences)的研究人员开展了一项极具意义的研究,该研究成果发表在《Nutrition Journal》上。
为了揭开动物蛋白和植物蛋白对能量代谢影响的神秘面纱,研究人员精心设计了一项急性随机交叉临床试验。他们从马什哈德医科大学的学生和教职工中招募了 48 名年龄在 18 - 60 岁、BMI 在 25 - 35 kg/m2的超重和肥胖男性。为确保研究结果不受其他因素干扰,严格排除了患有多种疾病、服用影响代谢药物或有特殊饮食限制等不符合条件的人群。
研究人员为参与者准备了两种基于动物蛋白(AP,主要来源于鸡胸肉、鸡蛋和酸奶)和植物蛋白(PP,主要是大豆蛋白)的高蛋白测试餐,这两种餐食按照伊朗文化和口味偏好设计,提供 20% 的每日能量需求,且蛋白质、碳水化合物和脂肪比例均为 30%、40%、30%。在研究过程中,参与者需在不同的两天分别食用这两种测试餐,中间间隔 7 - 10 天的洗脱期。
在测试当天,参与者需空腹 10 - 12 小时后抵达研究中心。研究人员会先测量他们的人体测量参数和身体成分,评估身体活动水平,并插入静脉导管用于采血(血液生物标志物结果未在本研究报告)。之后,在禁食阶段和餐后阶段,利用间接测热法(通过 Meta - ? Lyzer 3B 设备测量CO2和O2的输出和输入,计算呼吸商(RQ)等参数)测量能量代谢参数,包括静息代谢率(RMR)、饮食诱导产热(DIT)和底物氧化(SO)。在餐后阶段,分别在进食后 60、180 和 300 分钟进行测量,整个测量过程在安静、温度和光照适宜的环境中进行。
研究结果
- 基线特征:参与者平均年龄为 33.48 ± 8.35 岁,平均 BMI 为 29.15 ± 2.33 kg/m2 ,不同身体活动水平的参与者分布较为均匀。两种测试餐的感官特征评分除外观外,其他方面无显著差异,动物蛋白餐的外观评分更高。
- 能量代谢参数:禁食状态下,两组的能量代谢参数无显著差异。但餐后 60 分钟,食用动物蛋白餐的参与者静息能量消耗(REE)和食物热效应(TEF)显著高于食用植物蛋白餐的参与者。餐后 300 分钟,植物蛋白餐组的碳水化合物氧化显著高于动物蛋白餐组,而脂肪氧化则显著低于动物蛋白餐组。餐后 60 分钟,动物蛋白餐组的蛋白质氧化显著高于植物蛋白餐组。餐后 180 分钟,动物蛋白餐组的 RQ 显著高于植物蛋白餐组;餐后 300 分钟,情况则相反。
- REE 和 TEF 的变化模式:食用两种餐食后,REE 和 TEF 均有所上升。动物蛋白餐使 REE 在餐后 60 分钟达到峰值,上升了 14.2%;植物蛋白餐则在餐后 180 分钟达到峰值,上升了 9.55%。到测试结束时,两组的 REE 恢复到相似水平,TEF 的变化趋势与 REE 一致。
- 底物氧化的变化模式:食用植物蛋白餐时,碳水化合物氧化在测试期间相对稳定,仅在后期略有下降;食用动物蛋白餐时,碳水化合物氧化逐渐上升,在 180 分钟达到峰值后下降,且下降幅度比植物蛋白餐更明显。两种餐食在餐后 60 分钟时脂肪氧化均增加,之后植物蛋白餐组的脂肪氧化保持相对稳定,动物蛋白餐组则在 180 分钟后快速下降,随后又有所上升,但两组间无显著差异。蛋白质氧化在餐后均增加,动物蛋白餐组在 60 分钟达到峰值,植物蛋白餐组在 180 分钟达到峰值,且动物蛋白餐组的峰值更高,但两组间无显著差异。
研究结论与讨论
该研究表明,动物蛋白比植物蛋白具有更显著的产热效应,能使超重和肥胖男性在餐后产生更高的能量消耗和碳水化合物氧化。动物蛋白较高的产热反应可能与其对蛋白质合成的影响有关,其氨基酸组成更符合人体需求,能促进蛋白质合成,进而产生更大的产热反应。此外,动物蛋白的消化吸收速度更快,也可能是导致其产热效应更强的原因。
在底物氧化方面,动物蛋白和植物蛋白的影响也有所不同。动物蛋白可能因胰岛素的抗脂解作用,导致脂肪氧化在餐后快速下降;而植物蛋白则使脂肪氧化在餐后有轻微上升。在蛋白质氧化方面,虽然饮食蛋白质来源对整体蛋白质氧化无显著影响,但动物蛋白能使蛋白质氧化更快增加,这可能与其消化吸收速度有关。
这项研究具有重要意义。它为人们在选择蛋白质来源时提供了科学依据,对于超重和肥胖人群的饮食管理具有指导价值。然而,研究也存在一些局限性。例如,参与者在研究过程中活动受限,可能影响代谢反应;对参与者的一些研究前要求的监测依赖电话和自我报告,准确性有待提高;由于经费限制,未能完成生化测试;且试验餐的脂肪和碳水化合物类型以及体积未能精确匹配,可能影响研究结果。未来研究可针对这些不足进一步深入探究,以更全面地了解动物蛋白和植物蛋白对能量代谢的影响机制。