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乳清蛋白在慢性消耗性疾病营养支持中的应用

2019-09-10周衍香刘中洋

中国食物与营养 2019年9期
关键词:营养支持

周衍香 刘中洋

摘 要:近年来,慢性消耗性疾病(CWD)的发病率和死亡率逐年升高,而营养不良是其主要合并症。本文就乳清蛋白(WP)的作用以及在CWD营养支持中的应用进行综述作用。

关键词:乳清蛋白;慢性消耗性疾病;营养支持

近年来,大量的临床研究证实,乳清蛋白(whey protein,WP)在慢性消耗性疾病(chronic wasting disease,CWD)营养支持方面有着独特的优势,显著改善了慢性疾病患者的营养状态及机体抵抗力,从而减轻患者的并发症,降低死亡率[1]。本文综述了WP的作用及其在CWD营养支持中的应用。

1 乳清蛋白的作用

1.1 促进肌肉蛋白质合成

Burd等[2]研究发现,WP在促进蛋白质合成方面比酪蛋白更有效,原因可能是由于WP中支链氨基酸(BCAA)水平高于酪蛋白。Pennings等[3]也证实,WP比酪蛋白以及酪蛋白的水解物更能有效刺激餐后肌肉蛋白质的增生。CWD患者的营养支持中,WP在纠正机体的负氮平衡、促进肌肉蛋白质合成、维持机体免疫力等方面发挥重要作用。

1.2 免疫调节

WP作为抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)的前体,通过提高GSH水平来维持和增强机体免疫力。WP中所含的免疫球蛋白对维持和促进机体免疫机能具有重要意义。

1.3 抗菌、抗病毒

CWD患者由于机体免疫球蛋白低下容易引发微生物感染。乳铁蛋白通过与细菌、病毒结合,破坏细菌的细胞膜稳定性或者阻断病毒对宿主细胞的接触、识别、结合来抑制微生物生长。乳过氧化物酶也是一种天然抗菌剂,对革兰氏阴性菌显示出抗菌作用。

1.4 抗氧化、抗肿瘤

WP可以减少体内自由基对健康的损害,延缓或防止CWD的发生与发展。WP含有半胱氨酸,能促使机体合成GSH,GSH作为一种抗氧化剂,不仅能抑制肿瘤的发生和发展,还能防止细胞氧化损伤。彭新颜等[4]通过用H202诱导建立MRC-5细胞氧化损伤模型,发现WP通过增加机体的抗氧化酶系来提高机体清除氧自由基的能力,减少过氧化物引起的细胞损伤,使细胞内环境趋于稳定,起到保护细胞的作用。

1.5 其他作用

对于创伤或手术患者,WP在促进伤口愈合的同时,还能提高机体免疫力,避免伤口感染[5]。Ksiazyk等[6]证明,给予短肠综合征患者补充WP后可以促进伤口愈合。多数学者已经证明,WP能够预防高血压、高血脂、糖尿病以及减少心血管疾病患病危险因素的不良影响[7]。

2 乳清蛋白在慢性消耗性疾病营养支持中的应用

2.1 慢性阻塞性肺疾病

预计到2020年,慢性阻塞性肺疾病(COPD)将成为全球第五大疾病和全球第三大死亡原因[8]。COPD患者合并营养不良的发生率高达70%左右,常引起肌肉萎缩,当呼吸肌和膈肌无力时,会出现呼吸困难。WP含有丰富的亮氨酸,亮氨酸在骨骼肌蛋白质合成调控中起着关键作用[9]。Dickinson等[10]研究发现,亮氨酸通过刺激哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m-TOR)途径促进肌肉蛋白质的合成。WP在抗炎、改善肺功能方面也发挥着重要作用。侯维维等[11]将60例稳定期的COPD患者随机分为常规膳食组、高蛋白膳食组、高脂肪膳食组3组,营养治疗8周后,比较各组的营养指标(包括体重指数、上臂围、上臂皮褶厚度、血清转铁蛋白、血清前白蛋白);营养治疗16周后,比较各组的肺功能指标(FEV1、SF-36生活质量评分、6min步行距离),结果表明,高蛋白膳食组的营养指标及肺功能指标均优于其他两组。β-羟基-β甲基丁酸(HMB)是亮氨酸代谢过程中的天然产物,已证实可以增加肌肉合成、减少肌肉分解,并且具有抗炎作用。HMB通过增长瘦体组织来增长骨骼肌,增强膈肌功能,改善患者的呼吸困难。Hsieh等[12]通过给34名在ICU的COPD患者补充HMB,1周后补充HMB的COPD患者中50%以上呼吸功能好转,表明HMB可以改善COPD患者的呼吸能力。

2.2 肺结核

肺结核是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)引起的一种CWD,结核菌会使机体分解代谢增加,患者正常膳食能量供给不足时,机体便会出现不同程度的营养不良,严重影响细胞免疫功能,在一定程度上加重了肺结核病情。冯治宇等[13]证实,对结核病伴营养风险的患者进行积极的营养支持可有效改善肺部感染,并缩短感染控制时间。Kerry等[14]在感染MTB的小鼠的饮用水中加入0.5%的牛乳铁蛋白,结果乳铁蛋白治疗组的小鼠肺部炎症明显减轻,分析表明,乳铁蛋白处理的小鼠肺内CD4+、CD8+、IFN-γ、IL-17增多,这些细胞在MTB感染的过程中起保护作用,机制为乳铁蛋白能增强IFN-γ介导的巨噬细胞对MTB的杀伤作用。乳铁蛋白除了增强IFN-γ介导的反应外,还使肺中产生的IL-17细胞数量增加,一些研究表明,IL-17合成细胞可能在MTB宿主防御中发挥着重要作用[15]。有文献已经证实,肺结核患者存在着抗氧化能力降低的现象,WP通过提高GSH水平,来增强机体的抗氧化能力和免疫力[16]。在抗结核治疗过程中,结核药会对肝脏产生一定的毒性,GSH能够促进肝细胞恢复,保护细胞膜,预防肝损伤。有报道称急性进展性肺结核患者体内超氧化物歧化酶(SOD)活性被抑制[17]。包怡红等[18]研究发现,给衰老组小鼠喂养WP后,小鼠体内SOD含量增加,酶活性增强,丙二醛(MDA)含量下降,SOD能够防止氧化物质损伤组织细胞,使体内的氧化和抗氧化机制处于平衡。

2.3 糖尿病

糖尿病病人糖原代谢异常,尿中丢失蛋白质较多,蛋白质消耗量大,必须充分补充优质蛋白质,以避免出现负氮平衡。WP含有丰富的亮氨酸,可以保护瘦体组织、减少脂肪合成,使机体产生饱腹感,减轻糖尿病患者“三多一少”症状。Ogiwara等[19]证实,WP在消化过程中释放一种二肽(Wheylin-1),Wheylin-1在体内和体外以Akt(肝脏和骨骼肌中激活胰岛素受体的细胞内因子)系统依赖性方式增加胰岛素敏感性。Stevenson等[20]研究表明,WP可以降低餐后血糖。王旸等[21]將102例2型糖尿病患者随机分为对照组(50例安慰剂进餐)和观察组(52例WP进餐),干预1周后发现,观察组的肠抑胃肽(GIP)和胰高血糖素样肽l(GIP-1)均高于对照组,且观察组血糖控制水平优于对照组。WP含有丰富的BCAA,能够促进早期GIP的分泌,GIP和GLP-l为分泌活性最强的肠促胰岛素,正常人进餐后经GIP和GLP-1作用分泌的胰岛素占总量的50%~70%[22]。对伴有肾功能损害的糖尿病患者应该限制蛋白质的摄入,有报道已经指出,在血肌酐为114.92μmol/L左右开始限制蛋白质摄入可以延缓肾功的衰退速度[23]。近年来,随着生活方式的改变,糖尿病合并高血压、高血脂等心脑血管疾病的风险性日益增加,而WP降低血糖、血压、血脂以及预防心脑血管疾病的作用都已被证实。

2.4 肝硬化

营养不良是肝硬化患者面临的常见问题,患者通常合并低白蛋白血症、腹水、感染,严重者可出现肝肾综合征、肝肺综合征、肝性脑病等并发症。及时给予恰当的营养支持有助于改善患者的营养状况和肝功能。Holecek[24]指出,BCAA能改善肝脏功能、提高免疫力。孔令甲等[25]将60例肝硬化患者(排除合并并发症患者)随机分成2组,即治疗组(日常膳食+15gWP)和对照组(正常饮食),第6个月时,发现治疗组的上臂围、三头肌皮褶厚度、总蛋白、白蛋白、前白蛋白指标均高于对照组,治疗组肝性脑病和感染的发生较对照组显著减少,表明WP能有效改善肝硬化患者营养状况及肝功能,减少部分肝硬化并发症的发生。肝硬化患者血浆蛋白含量较低时会形成腹水,Tsuda等[26]研究发现,给营养不良的肝硬化患者补充BCAA后,白蛋白水平显著提高。WP不仅能满足机体对蛋白质的需求,还能防止脂肪沉积于肝内,避免了对肝脏的损害。Kume等[27]已经证明,当缺乏蛋白质摄入和胆碱能抗脂肪肝因子时,可进一步损害肝脏并诱发肝硬化。

2.5 慢性肾衰竭

慢性肾衰竭(Chronic renal failure,CRF)患者长期低蛋白饮食,尿蛋白丢失,随着病情的加重,晚期机体会出现恶病质。对于维持血液透析的患者,血透使蛋白质分解加速,使总蛋白和肌肉蛋白丢失增加。韩婷等[28]将60例接受透析治疗的CRF患者,随机分为试验组(常规饮食+WP)和对照组(正常饮食),15d后观察,发现试验组的BCAA含量较干预前升高,而对照组干预后较干预前BCAA含量升高不明显,表明WP能明显改善CRF透析患者的蛋白质营养状况。Hassan[29]证明,补充WP可显著改善腹膜透析患者营养状况和低蛋白血症,且患者耐受性良好。Afaghi等[30]证实,给血液透析的患者补充BCAA或者ISO-乳清,将有助于改善患者的营养状况,使透析更加彻底,从而提高患者的生存质量。

2.6 恶性肿瘤

在恶性肿瘤患者治疗过程中,联合或强化应用WP可以改善患者的营养状况和免疫状态。Parodi[31]阐述了WP在抑制肿瘤发展方面优于其他膳食蛋白,原因是WP含有大量能够合成GSH的有效底物,而GSH可以直接或通过其相关酶破坏活性氧,解毒致癌物,维持蛋白质的还原状态,并确保有能力的免疫系统。WP中的β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、乳铁蛋白和血清白蛋白都具有抗癌潜力[32]。Yin等[33]综述了乳铁蛋白通过诱导细胞凋亡、抑制血管生成、调节致癌物代谢酶而发挥抗肿瘤的作用。绝大多数恶性肿瘤患者整体治疗中的一个重要手段就是化疗,化疗通常会引起恶心、呕吐、免疫力低下等毒性反应,WP可以缓和放化疗的副作用。Bumrungpert等[34]对42名接受静脉化疗的癌患者进行双盲对照试验,结果表明,WP能提高化疗患者的GSH水平,改善患者的营养状况和免疫力,减轻化疗的副作用。多数恶性肿瘤患者都伴有焦虑和抑郁,WP可以提高机体内色氨酸的含量,从而增加5-羟色胺(5HT)的活性,5HT作为一种神经递质,能够减轻患者的抑郁和焦虑。

3 讨论

CWD患者机体处于一种高分解的代谢状态,对蛋白质和能量的需求增加,极易出现严重的营养不良,致使患者免疫功能、器官功能等受损,这将会直接影响患者的预后。因此,在对CWD患者的综合救治过程中,应重视营养支持。WP所含的氨基酸种类齐全且丰富,易被人体消化吸收,此外,WP中其他成分仍具有很好的生物效应。WP大量研究证实,WP在某些程度上能显著改善患者的营养状况及提高患者抵抗力,从而缩短患者住院治疗的时间,减轻患者的心理负担,提高患者的生存质量。综上所述,WP诸多有效的功能和良好的生物利用价值使之成为临床各种治疗饮食或管喂饮食优质蛋白质的最好来源,这也为CWD患者在营养支持方面提供了一种新思路。

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Abstract:In recent years,the incidence and mortality of CWD have increased year by year,and malnutrition is its main complication.This article summarized the role of WP and its application in CWD nutritional support.

Keywords:whey protein(WP);chronic wasting disease(CWD);nutritional support

(责任编辑 李婷婷)

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