A magas fehérjetartalmú étrend bevitelének ellentmondásai: kielégítő hatás, valamint a vese és a csontok egészsége 1, 2

Marta Cuenca-Sánchez

3 Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszék – A, Murcia Biomedical Research Institute, Murcia Egyetem, Lorca campus, Lorca, Spanyolország; és

Diana Navas-Carrillo

4 Sebészeti Osztály, Hospital de la Vega Lorenzo Guirao, Murciai Egyetem, Murcia, Spanyolország.

Esteban Orenes-Piñero

3 Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszék – A, Murcia Biomedical Research Institute, Murcia Egyetem, Lorca campus, Lorca, Spanyolország; és

Absztrakt

A magas fehérjetartalmú étrend hosszú távú fogyasztása összefüggésbe hozható anyagcsere és klinikai problémákkal, például a csonttömeg csökkenésével és a veseműködési zavarokkal. Noha jól elfogadott, hogy a magas fehérjetartalmú étrend káros lehet a veseműködési zavarban szenvedő egyének számára, kevés bizonyíték van arra, hogy a magas fehérjebevitel veszélyes lenne az egészséges egyének számára. Úgy gondolják, hogy a magas fehérjetartalmú ételeknek és ételeknek nagyobb a jóllakó hatása, mint a magas szénhidráttartalmú vagy magas zsírtartalmú ételeknek. A magas fehérjetartalmú étrendnek a jóllakottság modulációjára gyakorolt hatása többféle anyagcsere útvonalat foglal magában. A fehérjebevitel komplex jeleket vált ki, a peptidhormonok felszabadulnak a gyomor-bél traktusból, a vér aminosavai és az ezekből származó metabolitok a vérben. A fehérjebevitel serkenti az anyagcsere hormonokat is, amelyek az energia állapotáról adnak információt az agynak. Úgy tűnik, hogy nagy mennyiségű fehérje hosszú távú fogyasztása csökkenti az élelmiszer-bevitelt, a testsúlyt és a test zsírosságát számos jól dokumentált tanulmányban. A cikk célja átfogó áttekintést nyújtani a magas fehérjefogyasztás súlycsökkenés és fenntartás hatékonyságáról, valamint a hosszú távú bevitel emberi egészségre gyakorolt lehetséges következményeiről.

Bevezetés

Bár úgy gondolják, hogy az egészséges emberek nem tartalmaznak káros hatásokat, ha magas fehérjetartalmú étrendet fogyasztanak, figyelembe kell venni a hosszú távú vizsgálatok hiányát. Mindezek a megállapítások kiemelik a hosszú távú magas fehérjebevitel emberi egészségre gyakorolt hatásának elemzésének fontosságát. Úgy gondolják azonban, hogy a magas fehérjetartalmú ételeknek és ételeknek nagyobb a jóllakó hatása, mint a magas szénhidráttartalmú vagy zsíros ételeknek. Ezért ennek a kéziratnak az a célja, hogy átfogó áttekintést nyújtson a magas fehérjetartalmú étrendek súlycsökkenésben betöltött szerepéről, mivel számos anyagcsere útvonalon keresztül kielégítő hatásúnak bizonyultak. Ezenkívül alaposan megvitatjuk a hosszú távon magas táplálékfehérjék szerepét a csontok egészségében és a vesekárosodásban.

Mód

Az áttekintéshez közzétett adatokat a PubMed adatbázisban történő keresés és kiválasztás alapján azonosítottuk. Ugyancsak felhasználták a releváns cikkek referencia listáit, valamint a magas fehérjetartalmú étrend és a táplálkozási megfelelőség felülvizsgálatát, amelyek 2014 júliusáig jelentek meg. Olyan kulcsszavak kombinációját használták, mint a „magas fehérjetartalmú étrend”, „fogyás”, „csontok egészsége”, „vesekárosodás” és „jóllakó hatás”. A keresést szűkítették az angolul és spanyolul publikált vizsgálatokra, amelyeket embereken vagy állatokon végeztek. Az összes kiválasztott cikk bibliográfiáját és a magas fehérjetartalmú étrend és/vagy az emberi egészség áttekintő cikkeit ellenőriztük más releváns cikkek szempontjából.

A jóllakottság fiziológiája diétás fehérjék segítségével

Úgy gondolják, hogy a magas fehérjetartalmú ételeknek és ételeknek nagyobb a jóllakó hatása, mint a magas szénhidráttartalmú vagy magas zsírtartalmú ételeknek; azonban úgy tűnik, hogy a fehérjék gyenge íze nem a fő mechanizmus, amely ezt a tényt megmagyarázza. A fehérjebevitel komplex jeleket vált ki, a peptid hormonok felszabadulnak a gyomor-bél traktusból, a vér aminosavai és származék metabolitjai pedig a vérben. A fehérjebevitel serkenti az anyagcsere hormonokat is, amelyek az energia állapotáról adnak információt az agynak (10). Ezeket a jeleket gyakran leválasztják a táplálás hedonikus komponenseiről, amelyek perifériás szenzoros komponenseket tartalmaznak. Olyan agyi régiókat is érintenek, amelyek befolyásolják a jutalmat és a motivációt, mint például a mezolimbikus rendszer és a nucleus accumbens. A jelek összetett integrálása miatt azonban nehéz megérteni az egyes utak pontos funkcióját (10).

Emésztőrendszeri jóllakási hormonok

A gyomor-bél traktusban generált legfontosabb jóllakottsági jelek: a duodenumban található kolecisztokinin, az YY peptid (PYY), amelyet az L-sejtek szekretálnak a bél disztális szegmenseiben, és a glükagon-szerű peptid 1 (GLP-1) az ileumban. ( Asztal 1 ).

ASZTAL 1

A magas fehérjetartalmú étrend kielégítő hatásának élettana 1

Ügynök	A szintézis helye	A cselekvés mechanizmusa	Kielégítő hatás	Referencia
CCK	Duodenum és ilealis sejtek	Emésztőenzimeket és epét bocsát ki a hasnyálmirigyből, illetve az epehólyagból	Kötődik specifikus receptorokhoz (CCK-1R), amelyek a vagális szenzoros terminálokon találhatók, és az NTS-hez teltségérzetet közvetítenek	11, 12
PYY3–36	L-sejtek a bélben	Csökkenti a kalóriabevitelt; a koncentráció pozitívan korrelál az elfogyasztott kalóriák számával	Az NTS-hez afferens vagális utakon keresztül hat a hipotalamuszon; A hatást a POMC idegsejtjeinek gerjesztése és az anorexigén áramkörök aktiválása közvetíti	13, 14
GLP-1	Ileum	Késlelteti a gyomor kiürülését és hangsúlyozza a glükóz által kiváltott inzulinszintézis és szekréció stimulálását, elnyomva a glükagon szekrécióját	Aktiválja a vagus ideget, jóllakottsági jeleket juttat el afferens szálakon keresztül az NTS-be	15–17
Neuropeptidek és aminosav-prekurzorok	Ventrális tegmentális terület; accumbens mag	A magas fehérjetartalmú étrend csökkenti a jutalom-vezérelt étkezési magatartást a kortikolimbikus rendszer specifikus agyi régióinak aktiválása révén	Szerotonerg útvonalak és transzmitterek vesznek részt a jutalomkörben, befolyásolva aminosav-prekurzoraik agyi hozzáférhetőségét; a magas fehérjetartalmú étrend elősegíti az élelmiszer-ingerekre gyakorolt agyi aktivációs válaszok csökkenését a limbikus régiókban az élelmiszer-motivációval kapcsolatban (azaz hippocampus, amygdala, elülső cingulált és parahippocampus)	10, 20, 21

Kolecisztokinin.

A nyombél- és az ileumsejtek szekretálják, amikor a tápanyagok belépnek a lumenbe, a kolecisztokinin emésztőenzimek és epének felszabadulását okozza a hasnyálmirigyből, illetve az epehólyagból (1. táblázat). Megköti azokat a specifikus receptorokat is (kolecisztokinin-1R), amelyek a vagalis szenzoros terminálokon helyezkednek el, és továbbjutnak a nucleus tractus solitarius (NTS) felé, ami teltségérzethez vezet. Egyes kísérletek azt mutatták, hogy az exogén kolecisztokinin jóllakottságot vált ki és csökkenti az étkezés méretét a különféle fajokban (11). A kolecisztokinin-33 fiziológiás dózisainak intravénás infúziója emberben jelentősen csökkentette az egyéles étkezési étkezés méretét, valamint az étkezés utáni éhség mértékét (12).

Pozitívan korrelálva az elfogyasztott kalóriák számával, a PYY3–36-ot elsősorban a bél disztális szegmenseiben lévő L-sejtek választják ki (1. táblázat). PYY3–36 hiányt állapítottak meg elhízott alanyokban (13). Ezenkívül az étkezés utáni koncentrációt reprodukáló peptid perifériás infúziói képesek jelentősen csökkenteni a kalóriabevitelt a vizsgált alanyokban (13). Feltételezik, hogy a PYY a hipotalamuszban az NTS-hez affér vagális utakon keresztül hat, és hatását a pro-opiomelanocortin neuronok izgalma és az anorexigén áramkörök aktiválása közvetítheti (14). E megfigyelések ellenére további vizsgálatokra van szükség a PYY súlycsökkentéshez való lehetséges felhasználásával kapcsolatban.

A GLP-1 egy másik peptid hormon, amely étkezés után szabadul fel a gyomor-bél traktusban (1. táblázat). Késlelteti a gyomor kiürülését, és hangsúlyozza az inzulinszintézis és a szekréció glükóz által kiváltott stimulációját, egyszerre elnyomva a glükagon szekrécióját. Patkányokban történő infúziója bizonyos kísérleti körülmények között csökkentette a testtömegét (15). A sovány és elhízott alanyok ad libitum kalóriabevitelének jelentős csökkenését mutatták ki 7 vizsgálat metaanalízisében (16). A GLP-1 felezési ideje nagyon korlátozott (1-3 perc), mert a dipeptidil peptidáz IV enzim gyorsan kikapcsolja. Így ennek a molekulának a klinikai felhasználása siralmasan korlátozott (17).

Ezen emésztőrendszeri hormonok egy részének felszabadulása aktiválja a vagus ideget, jóllakottsági jeleket közvetít afferens rostokon keresztül az NTS-be. A táplálékfelvételt szabályozó idegsejtek szerkezeti és funkcionális változásai akkor fordulhatnak elő, ha magas fehérjetartalmú étrendet fogyasztanak (17). A fehérje hosszú távú elfogyasztása tükrözi a jóllakottság útjának szinaptikus plaszticitását. Ezt a neuronális plaszticitást egy egereken végzett vizsgálat során figyelték meg, amelyben mind a szacharóz, mind a fehérje intragasztrikus terhelése után az NTS neuronjainak különböző alcsoportjai aktiválódtak (18). Ráadásul egy patkánymodell kísérletben (n = 32) magas fehérjetartalmú étrend után a noradrenerg neuronok aktiválódását és a celluláris FBJ egér osteosarcoma vírusos onkogén homológ expressziójának növekedését figyelték meg a kolecisztokinin által közvetített NTS-ben (19).

Agyjutalom rendszer

A legújabb tanulmányok a befogadó magatartással összefüggő nem homeosztatikus mechanizmusokat vizsgálták. A jóllakottsági központok, például az NTS és az íves mag stimulálása mellett a fehérjebevitel úgy tűnik, hogy csökkenti az agy jutalom mechanizmusait is (10). A központi mezolimbikus jutalmazási rendszer örömérzetet kelt és aktiválása révén elősegíti az ételfogyasztás motivációját. Inaktiválása azonban csökkenti az éhségérzetet (10). A jutalmazási mechanizmusokat az étkezés érzékszervi tulajdonságai mellett az energia összetétele és a fehérjetartalom is befolyásolja. A tápanyag-összetétel hatását az élelmiszer-ingerekre adott idegi válaszokra embereken és állatokon végzett MRI-vizsgálatok igazolták (10). A magas fehérjetartalmú étrendhez alkalmazkodott egerek alacsonyabb bazális aktiválódást mutattak a hipotalamuszban, alacsonyabb orexin neuronaktivitással társítva, összehasonlítva az egerekkel, amelyek alkalmazkodtak a magas szénhidráttartalmú étrendhez (20).

A reggelit kihagyó serdülő lányoknál a reggeli felvétele csökkentette az élelmiszer-ingerekre adott agyi aktiválási reakciókat a limbikus régiókban az élelmiszer-motivációval kapcsolatban (azaz a hippocampusban, az amygdalában, az elülső cinguláris kéregben és a parahippocampusban). Ezen területek csökkenését jelentették a magasabb fehérjetartalmú reggeli után is (21). Ezért úgy tűnik, hogy a magas fehérjetartalmú étrend csökkenti a jutalom-vezérelt étkezési magatartást a kortikolimbikus rendszer specifikus agyi régióinak aktiválása révén. Szerotonerg útvonalak, számos neuropeptid és transzmitter, például dopamin (a ventrális tegmentális területen szekretálódik), az opioid receptorok és az γ-amino-vajsav (az accumbens sejtmagban szintetizálódik), úgy tűnik, részt vesznek abban a jutalomkörben, amely befolyásolja a aminosav-prekurzoraik (10.) (1. táblázat). E vizsgálatok eredményei biztosítják, hogy a fehérjebevitel homeosztatikus és hedonikus kontrolljai közötti kölcsönhatások további vizsgálata megtörténjen.

A magas fehérjetartalmú étrend és a súlykezelés

Diétás fehérje és csont egészség

Az öregedés progresszív csontvesztéshez vezet, ami csontritkulást eredményezhet. Ez járványos betegséggé válik, és minden negyedik 70 évnél idősebb nőnek életében legalább egy törése van (28). Az oszteoporózisban szenvedő személyek globális növekedése azt jelenti, hogy a módosítható tényezők, például a táplálkozás, kiemelkedő jelentőségűek. Előnyös lehet a fehérje-ajánlások> 0,8 g/(kg ⋅ d) -re történő növelése az idősödő népesség számára, mivel az idősebbeknél a fehérjekihasználás kevésbé hatékony, az életkorral összefüggő csontvesztés pedig progresszív, és csontritkuláshoz és törési kockázathoz vezethet ( 4, 5).

A magas fehérjetartalmú étrend pozitívan befolyásolhatja a kalcium és a csont homeosztázisát a kalcium felszívódására, a csontforgalomra és az inzulinszerű növekedési faktor 1 (IGF-1) termelésére gyakorolt hatásuk révén. Kimutatták, hogy a magasabb fehérjefogyasztás növeli a bél kalcium felszívódását (29–32). A bélből felszívódó kalcium mennyisége fordítottan korrelál a felszabadult mellékpajzsmirigy-hormon mennyiségével, amely a csont reszorpciójának csillapításával kedvezhet a csont egészségének (29, 30). Egy olyan vizsgálatban, amelyben összehasonlították a 10 napos magas fehérjetartalmú étrendet (1,5 g/kg) és a 10 napos alacsony fehérjetartalmú étrendet (0,5 g/kg) tartó nőket, lényegesen alacsonyabb a mellékpajzsmirigyhormon koncentrációja a magas fehérjetartalmú alanyokban étrendet figyeltek meg (30). Egy másik magyarázat a kalcium felszívódásának növekedésére abban rejlik, hogy a fehérje gyomorsav-szekréciót vált ki. A gyomorban található savas pH (1–3) lehetővé teszi a kalciumionizációt és az azt követő felszívódást. Két tanulmány megerősíti ezeket a megállapításokat (31, 32). Egy tanulmány kimutatta, hogy az achlorhydria-ban szenvedő betegek kevesebb kalciumot szívtak fel, mint a normál gyomorsavtermelésű kontrollalanyok (31). A második vizsgálatban a kalcium felszívódásának jelentős csökkenését állapították meg a nőknél, miután protonpumpa-gátló gyógyszert fogyasztottak (32).

Az IGF-1 modulálja a csont homeosztázisát az osteoblast aktivitás elősegítésével (33) és a vesefoszfát reszorpciójának stimulálásával (34). Hatalmas mennyiségű bizonyíték áll rendelkezésre az IGF-1 emberi csontok egészségére gyakorolt pozitív hatásáról. Ez magában foglalja a vizelet csontreszorpciós markereinek, a deoxipiridinolin és az N-telopeptid csökkenését (35), a proximális combcsont csont ásványi sűrűségének (BMD) csökkenésének csökkenését a közelmúltban csípőtöréssel rendelkező időseknél, valamint a csontváz számos szerkezetének pozitív kapcsolatát a BMD-vel. (36). Az étrendi fehérje az IGF-1 szekréció révén elősegíti a csontok egészségét. Pozitív összefüggést állapítottak meg a fehérjefogyasztás és a szérum IGF-1 koncentráció között (35). Ezenkívül a bevitt fehérje minősége és mennyisége befolyásolhatja a szérum IGF-1 koncentrációját, mert magasabb koncentrációt állapítottak meg azoknál az alanyoknál, akik jó minőségű fehérjét fogyasztottak (vagyis tejből) (35).

Mindezen megállapítások ellenére a magas fehérjetartalmú étrend jótékony szerepe a csontok egészségében továbbra is ellentmondásos. Egyes szerzők azt a hipotézist támasztják alá, hogy az étkezési fehérje számos mechanizmus révén támogathatja a kalcium anyagcserét és a csontok egészségét; például az IGF-1 vagy magasabb bél kalcium felszívódásának növelésével (29–36). Ezzel ellentétben más kutatók megfigyelték, hogy a magas fehérjetartalmú étrend károsnak tűnik a csontokra, mert a vesék nem képesek teljesen semlegesíteni az aminosav-anyagcseréből megmaradt savterhelést, és e korlátozás eredményeként csontos pufferelést igényelnek (37, 38 ).

Jól dokumentálták, hogy az étkezési fehérje növekedése nagyobb kalcium vizeletürítéshez vezet. Ennek a vizelet-kalciumnak az eredete azonban továbbra is ellentmondásos. Egyes szerzők úgy vélik, hogy bizonyos körülmények között (azaz hiperproteikus étrend mellett) a tüdő és a vese nem képes kezelni ezt a savasodást; így további pufferre lehet szükség. Ezért ennek a puffernek a karbonátja szabadul fel a csontvázból, és ennek következtében a kalcium felszabadul a karbonáttal együtt (37). Egyes szerzők azonban mind az in vivo, mind az in vitro egérmodell alkalmazásával kimutatták, hogy a metabolikus acidózis az ásványi foszfát kimerülését is előidézi a csontmátrixból (39). Megfigyelték továbbá, hogy a foszfát felszabadulást elsősorban a további protonok pufferelésére és a pH normális helyreállítására lehet használni. Így, amint azt a szerzők megfigyelték, a krónikus metabolikus acidózis nagyobb mértékben csökkenti a csontfoszfát tömegét, mint a csont-karbonát (39). Beszámoltak arról, hogy a növekvő gyümölcs- és zöldségfogyasztás praktikus módszer lenne a fehérjefogyasztás által generált savasság ellensúlyozására, a kalciumuria csökkentésére, és ezáltal a kalciumegyensúly javítására (38).

Köszönetnyilvánítás

Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot.