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    【健康科普】乳清蛋白在臨床營養中的應用

    作者:冬澤特醫 發布時間:2023-12-29 15:19:50 瀏覽次數:323

    乳清蛋白的營養學特征

    一.氨基酸組成

    在常見的食物蛋白源中,乳清蛋白的氨基酸組成最為合理,8種必需氨基酸含量最高達45.19%,蛋白質消化率校正后的氨基酸分數(protein digestibility corrected amino acids score,PDCAAS)為1.14,即營養價值最高。

    二.蛋白質消化特性

    食物蛋白質經胃腸蛋白酶的消化后降解成長肽、短肽和氨基酸,并主要以短肽(二肽、三肽)和氨基酸的形式在小腸吸收。乳清蛋白中的主要蛋白經過胃蛋白酶與胰蛋白酶消化后平均肽段長度最短(3.41~3.94),平均每百個氨基酸含酶切位點數最多(24.82個~29.21個),說明乳清蛋白更易被酶解消化,且產生的肽長度短,利用率高。

    乳清蛋白在臨床營養中的應用
    01糾正負氮平衡

    營養不良是住院患者面臨的一個普遍問題,高達50%的患者可能存在不同程度的蛋白質營養不良,如果患者從食物中攝取的蛋白質量不足,低于消耗的蛋白質量,機體就會處于氮收支不平衡的狀態,即負氮平衡狀態。乳清蛋白具有高蛋白、低膽固醇、低脂肪、生物利用率高等特點,通過飲食或管喂乳清蛋白可糾正患者由于蛋白質攝入不足或吸收障礙以及蛋白質分解流失過快而引起的負氮平衡狀態,提高血清蛋白(血清白蛋白、前白蛋白、血紅蛋白、血漿總蛋白等含量。

    02蛋白質攝入不足或吸收障礙

    因口腔、咽喉炎癥、腦血管意外、胃腸道手術后導致蛋白質經口攝食不足或吸收障礙,均可導致患者蛋白質營養不良。乳清蛋白水解后產生的小分子肽和游離氨基酸可在腸道內不經消化而直接被吸收,減輕了這類患者的消化負擔。王大維等將32例因頜面部骨折住院手術的病人給予乳清蛋白粉營養支持(試驗組),33例給予大豆蛋白粉支持(對照組),10d后試驗組體內血清蛋白及免疫球蛋白含量顯著高于對照組。楊曼等也發現,在喉癌術后患者治療過程中添加乳清蛋白,患者轉鐵蛋白、前清蛋白、血清總蛋白、清蛋白水平及淋巴細胞計數均顯著高于對照組。鄭文霞等對吞咽困難的重癥腦卒中患者進行腸內補充乳清蛋白治療,能有效提高患者血清白蛋白水平,縮短患者傷口愈合時間,降低并發癥發生的概率,與臧麗麗等的研究結果一致。以上研究表明,給蛋白質攝入不足或吸收障礙的病人提供足量乳清蛋白后,其體內負氮平衡狀態可以得到有效改善,并促進組織修復,提高治療效果。

    03蛋白質分解流失過快

    因危重癥、重度燒傷、透析、癌癥化療等可導致蛋白質流失過快,同時這類患者處于強烈的應激狀態,代謝亢進,蛋白質及脂肪分解、糖異生活躍,蛋白質消耗量增加,加重了這類患者的蛋白質營養不良。重度燒傷患者的大量體液從血管內滲出,組織分解與營養消耗增加,蛋白質分解流失過快,及時的乳清蛋白腸內營養支持可保護燒傷患者的胃腸結構,改善代謝狀態。孫萱等使觀察組的重度燒傷患者24 h連續泵入短肽型腸內營養劑(以水解乳清蛋白為主要成分),4周后有效糾正了負氮平衡,創面愈合時間也明顯短于對照組。同時乳清蛋白結合其他飲食,可以減輕或糾正這類病人的負氮平衡狀態和能量代謝,提高血清蛋白含量,利于患者身體恢復。

    04改善肌肉衰減綜合征

    亮氨酸、異亮氨酸與纈氨酸等支鏈氨基酸對促進肌肉蛋白合成和減少肌肉蛋白質分解起重要作用,因此,富含支鏈氨基酸的乳清蛋白可用于治療老年人的肌肉衰減綜合癥。Lin等將56名肌少癥患者分為飲食組(普通蛋白質)和支持組(乳清蛋白補充劑),干預12周后發現與飲食組相比,支持組的蛋白質攝入量更高,而且75歲以下患者的步態與速度均有了更好的改善。Pennings等證明,相較于酪蛋白和酪蛋白水解物,由于乳清蛋白消化吸收率、亮氨酸含量更高,故其能更有效地刺激老年男性餐后肌肉蛋白的合成,與Paddon等的研究結果一致。Reitelseder等研究表明,與酪蛋白組相比,攝入乳清蛋白后的成年男性體內血漿胰島素、支鏈氨基酸濃度與真核轉錄因子4E結合蛋白增加得更多。進一步研究表明,乳清蛋白中關鍵性的支鏈氨基酸可以通過雷帕霉素靶蛋白(m-TOR)途徑抑制骨骼肌蛋白質水解和刺激肌肉蛋白質合成,m-TOR復合物1通過使S6激酶與真核轉錄因子4E結合蛋白磷酸化來控制蛋白質合成速 率,而亮氨酸是所有氨基酸中最有效的激活劑。除支鏈氨基酸外,乳清蛋白中含有的賴氨酸和精氨酸也會刺激合成代謝激素或肌肉生長刺激因子,從而刺激肌肉生長和降低機體脂肪。乳清蛋白中富含的谷氨酰胺也可增加肌肉細胞體積,為機體細胞代謝提供能量,可作為蛋白質合成的底物并且能抑制蛋白分解,同時可作為肌肉生長合成代謝的前體,起到促進肌肉生長的作用。以上研究表明,乳清蛋白中的關鍵性氨基酸(如支鏈氨基酸、賴氨酸、精氨酸、谷氨酰胺等)對改善肌肉衰減綜合征起著至關重要的作用。

    05提高機體免疫力

    乳清蛋白中所含的免疫球蛋白包括IgG1、IgG2、IgA和IgM,對維持和促進機體免疫機能具有重要意義。免疫球蛋白具有抗蛋白酶水解的特性,能夠完整地進入近端小腸,并能凝集細菌、中和細菌毒素,提高腸道局部的免疫力,起到保護小腸黏膜的作用。解芳對試驗組的腫瘤化療患者給予乳清蛋白聯合腸內營養制劑,治療后發現試驗組患者體內的IgA、IgM、IgG水平明顯高于對照組。曾志等研究發現,保留了部分免疫原性的水解乳清蛋白配方在過敏性疾病嬰幼兒的應用中能增加NK細胞亞群分布,抑制血清IL-6、IL-8的釋放,提高患兒免疫功能,從而提高了治療效果。乳清蛋白中的糖巨肽因其天然的低苯丙氨酸含量而成為苯丙酮尿癥患者重要的膳食蛋白來源。糖巨肽還可通過促進腸道有益菌———雙歧桿菌的增殖來增加腸道免疫力。O’riordan等的研究表明,糖巨肽對雙歧桿菌的生長促進作用具有濃度依賴性,即濃度越高,促進作用越強。糖巨肽對機體內的免疫系統也具有促進調節作用,其可以通過減弱胃分泌與胃蠕動的方式來保護免疫球蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶等活性蛋白不被水解,這些活性蛋白和糖巨肽共同承擔了腸腔內抗感染的被動免疫反應。乳清蛋白中的乳鐵蛋白與α-乳白蛋白中均含有半胱氨酸殘基,半胱氨酸與谷氨酸是體內合成谷胱甘肽的前體,而谷胱甘肽具有抗氧化與解毒作用,是體內游離基的“清道夫”,幫助維持正常的免疫系統功能,因此攝入乳清蛋白可以通過調節體內谷胱甘肽的濃度來提高人體免疫力。Cheng等的研究發現補充乳清蛋白濃縮物可以選擇性地耗盡腫瘤部位中含有的谷胱甘肽,加強乳腺癌患者的免疫反應并降低癌細胞增殖率,成為克服癌癥治療耐藥性的有效途徑。以上研究表明,乳清蛋白是通過其所含有的多種活性成分(如免疫球蛋白、乳鐵蛋白、α-乳白蛋白、糖巨肽、氨基酸等)而在生物體中發揮免疫調節的作用。

    06促進礦物質吸收利用

    乳清蛋白含有高劑量和高生物利用率的鈣,每100 g乳清蛋白可提供500~800mg鈣,從而預防骨質疏松。Permyakov等研究發現,乳清蛋白中α-乳白蛋白的天然折疊結構通過鈣離子的結合而穩定,所有8個半胱氨酸的位置和鈣結合位點均被保留,可以有效結合鈣離子。乳清蛋白中的乳鐵蛋白可以誘導骨骼中成骨細胞的增殖分化并抑制破骨細胞的形成,而增強成骨細胞的活性在預防骨質疏松方面也具有一定的作用。Shi等利用液相色譜從乳鐵蛋白中分離出一種具有成骨活性的肽—LFP-C,此肽可以結合表皮生長因子受體的關鍵區域,從而激活絲裂原活化蛋白激酶通路,并對堿性磷酸酶活性和鈣沉積有促進作用。乳鐵蛋白也因其蛋白質結構域的特殊組成而具有強烈的結合鐵離子的能力,通過蛋白酶酶解乳清蛋白可以制備促礦物質吸收肽。潘道東等利用胰蛋白酶水解乳清蛋白制得促鈣吸收肽,經動物試驗證明水解乳清蛋白具有類似于酪蛋白磷酸肽功能的多肽成分,可顯著促進鈣吸收及增加骨密度。因此,對于因流血或者缺乏運動導致鐵、鈣流失過多的患者,乳清蛋白除助其補充蛋白質營養外,還可以促進其對礦物質的有效吸收和利用。

    07維持標準體質量

    乳清蛋白幾乎不含脂肪和碳水化合物,是低能和低脂飲食,且含有豐富的亮氨酸,有助于保持瘦體質量,減少脂肪合成和降低饑餓感,使機體更容易利用脂肪產生的能量。服用乳清蛋白可刺激脂蛋白脂肪酶,減少脂肪在腸道的消化和吸收,也能導致血漿乳糜微粒減少。Pal等的研究表明,攝入乳清蛋白可降低空腹三酰甘油血液濃度。童星的研究表明,乳清蛋白能通過影響脂質代謝來有效調節超重和肥胖人群的腰圍和體脂成分,改善高脂飲食誘導的脂肪組織中甘油三酯分解紊亂和胰島素耐量紊亂,降低肥胖的風險。此外,乳清蛋白含有的生物活性成分可促進機體釋放胰高血糖素樣肽-1、抑胃肽、多肽YY激素、膽囊收縮素等多種激素,具有抑制食欲、減少食物攝入和增加飽腹感的作用。Baer等對超重和肥胖成年人進行的一項雙盲試驗表明,服用乳清蛋白組的體重、脂肪質量和腰圍分別比食用碳水化合物組低1.8、2.3kg和2.4cm。Badely等系統回顧2000~2019年已發表的37篇有關乳清蛋白對超重和肥胖患者代謝綜合征影響的文獻,結果表明,與對照組相比,補充乳清蛋白可顯著降低試驗組患者的高密度脂蛋白、腰圍、甘油三酯、空腹血糖等指標。這表明在飲食中適當添加乳清蛋白,不僅可以增加飽腹感,而且可以幫助控制食物的攝入量,可有效促進減重和維持標準體重。

    08促進傷口愈合

    乳清蛋白可以有效促進傷口愈合。Wang等的研究表明乳清蛋白在剖宮產術后可顯著促進皮膚切口的創面愈合,并具有極高的子宮創面愈合潛力。乳清蛋白對傷口愈合的促進作用是多方面的。乳清蛋白中含有的β-乳球蛋白對促進蛋白質合成和減少蛋白質分解起著重要的作用,它既能降低自由基水平,控制炎癥分子水平,增強機體免疫力,減少傷口愈合時間,也可以幫助生成和重建受損的肌肉纖維,起到增加肌纖維生長,促進組織修復的作用。乳清蛋白含有的豐富支鏈氨基酸(如亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等)都可以被小腸快速、高效地吸收,成為機體合成蛋白質的原料,加快傷口愈合,修復和更新各項機體組織。因此,乳清蛋白可以作為手術、創傷、骨折、重度燒傷患者的臨床營養補充劑。

    【參考文獻】李云亮等.乳清蛋白在臨床腸內營養中的應用進展[J].中國乳品工業,2023,51(7):46-51.

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