Противоречия около приема на високопротеинова диета: наситен ефект и здраве на бъбреците и костите 1, 2

Марта Куенка-Санчес

3 Катедра по биохимия и молекулярна биология – A, Мурсийски биомедицински изследователски институт, Университет в Мурсия, кампус на Лорка, Лорка, Испания; и

Даяна Навас-Карило

4 Катедра по хирургия, Hospital de la Vega Lorenzo Guirao, Университет в Мурсия, Мурсия, Испания.

Естебан Оренес-Пиниеро

3 Катедра по биохимия и молекулярна биология – A, Мурсийски биомедицински изследователски институт, Университет в Мурсия, кампус на Лорка, Лорка, Испания; и

Резюме

Дългосрочната консумация на диета с високо съдържание на протеини може да бъде свързана с метаболитни и клинични проблеми, като загуба на костна маса и бъбречна дисфункция. Въпреки това, въпреки че е добре прието, че диетата с високо съдържание на протеини може да навреди на лица със съществуваща бъбречна дисфункция, има малко доказателства, че високият прием на протеини е опасен за здрави индивиди. Смята се, че храненията и храните с високо съдържание на протеини имат по-голям засищащ ефект, отколкото храненията с високо съдържание на въглехидрати или мазнини. Ефектът на високо протеиновите диети върху модулацията на ситостта включва множество метаболитни пътища. Приемът на протеини индуцира сложни сигнали, като пептидните хормони се освобождават от стомашно-чревния тракт, а кръвните аминокиселини и производни метаболити се освобождават в кръвта. Приемът на протеини също стимулира метаболитните хормони, които предават информация за енергийния статус на мозъка. Дългосрочното поглъщане на големи количества протеини изглежда намалява приема на храна, телесното тегло и телесното затлъстяване в много добре документирани проучвания. Целта на тази статия е да предостави обширен преглед на ефикасността на високата консумация на протеини при отслабване и поддържане на теглото, както и на потенциалните последици за човешкото здраве при дългосрочен прием.

Въведение

Въпреки че се смята, че няма риск от неблагоприятни ефекти, когато здравите хора консумират диети с високо съдържание на протеини, липсата на дългосрочни проучвания трябва да се вземе предвид. Всички тези открития подчертават важността на анализа на ефекта от дългосрочния висок прием на протеини върху човешкото здраве. Смята се обаче, че храненията и храните с високо съдържание на протеини имат по-голям засищащ ефект, отколкото храненията с високо съдържание на въглехидрати или мазнини. Поради тази причина целта на този ръкопис е да предостави обширен преглед на ролята на високопротеиновите диети при отслабването, тъй като е доказано, че имат засищащ ефект чрез няколко метаболитни пътища. Освен това, ролята на дългосрочните високо диетични протеини в здравето на костите и увреждането на бъбреците ще бъде обсъдена задълбочено.

Методи

Публикуваните данни за този преглед бяха идентифицирани чрез търсене и избор в базата данни PubMed. Използвани са и референтни списъци от съответните статии и рецензии за диети с високо съдържание на протеини и хранителна адекватност, публикувани до юли 2014 г. Използвана е комбинация от ключови думи като „високо протеинова диета“, „загуба на тегло“, „здраве на костите“, „увреждане на бъбреците“ и „засищащ ефект“. Търсенето беше ограничено до проучвания, публикувани на английски и испански и проведени при хора или животни. Библиографиите на всички избрани статии и статии за преглед на високо протеинови диети и/или човешкото здраве бяха проверени за други подходящи статии.

Физиология на ситостта чрез диетични протеини

Смята се, че храни с високо съдържание на протеини и храни имат по-голям засищащ ефект от ястията с високо съдържание на въглехидрати или мазнини; лошата вкусови качества на протеините обаче изглежда не е основният механизъм, обясняващ този факт. Приемът на протеини индуцира сложни сигнали, като пептидните хормони се освобождават от стомашно-чревния тракт, а кръвните аминокиселини и производни метаболити се освобождават в кръвта. Приемът на протеини също стимулира метаболитните хормони, които предават информация за енергийния статус на мозъка (10). Тези сигнали често са изключени от хедоничните компоненти на храненето, които включват периферни сензорни компоненти. Те също така включват мозъчни региони, влияещи на възнаграждението и мотивацията, като мезолимбичната система и ядрото на акумулацията. Трудно е обаче да се разбере точната функция на всеки път поради сложното интегриране на сигнали (10).

Хормони на стомашно-чревния преситеност

Най-важните сигнали за ситост, генерирани в стомашно-чревния тракт, са холецистокинин в дванадесетопръстника, пептид YY (PYY), който се секретира от L клетки в дисталните сегменти на червата и глюкагоноподобен пептид 1 (GLP-1) в илеума ( маса 1 ).

МАСА 1

Физиология на засищащия ефект на диета с високо съдържание на протеини 1

Холецистокинин.

Секретира се от дуоденални и илеални клетки, когато хранителните вещества навлизат в лумена, холецистокининът предизвиква отделянето на храносмилателни ензими и жлъчка, съответно от панкреаса и жлъчния мехур (Таблица 1). Той също така се свързва със специфични рецептори (холецистокинин-1R), разположени на вагусни сензорни терминали, предаващи на ядрения тракт солитариус (NTS), което води до усещане за пълнота. Някои експерименти показват, че екзогенният холецистокинин предизвиква ситост и намалява размера на храненето при различни видове (11). Интравенозната инфузия на физиологични дози холецистокинин-33 при хора значително намалява размера на еднократно тестово хранене, както и степента на глад след хранене (12).

Положително корелиран с броя на консумираните калории, PYY3–36 се секретира главно от L клетки в дисталните сегменти на червата (Таблица 1). Дефицит на PYY3–36 е установен при затлъстели лица (13). Освен това периферните вливания на пептида, възпроизвеждащи постпрандиални концентрации, могат значително да намалят калорийния прием при изследваните субекти (13). Предполага се, че PYY действа върху хипоталамуса чрез вагусни пътища, аферентни към NTS и ефектът му може да бъде медииран от възбуда на про-опиомеланокортиновите неврони и активиране на анорексигенни вериги (14). Въпреки тези наблюдения е необходимо допълнително проучване на потенциалната употреба на PYY за намаляване на теглото.

GLP-1 е друг пептиден хормон, освободен в стомашно-чревния тракт след консумация на храна (Таблица 1). Той забавя изпразването на стомаха и засилва стимулираната от глюкозата стимулация на синтеза и секрецията на инсулин, като потиска едновременно секрецията на глюкагон. Вливането му при плъхове намалява телесното тегло при определени експериментални условия (15). Значителен спад в приемния калориен прием при слаби и затлъстели лица е показан в мета-анализ на 7 проучвания (16). GLP-1 има много ограничен полуживот (1–3 минути), тъй като бързо се изключва от ензима дипептидил пептидаза IV. По този начин клиничната употреба на тази молекула е плачевно ограничена (17).

Освобождаването на някои от тези стомашно-чревни хормони активира блуждаещия нерв, предавайки сигнали за ситост чрез аферентни влакна до NTS. Структурни и функционални промени в невроналните вериги, които контролират приема на храна, могат да възникнат, когато се консумира диета с високо съдържание на протеини (17). Дългосрочното поглъщане на протеин отразява синаптичната пластичност на пътя на ситост. Тази невронална пластичност се наблюдава в проучване при мишки, при което след интрагастрални натоварвания както на захароза, така и на протеин, се активират различни субпопулации на неврони в NTS (18). Освен това, в експеримент с модел на плъх (n = 32), след високо протеинова диета се наблюдава активиране на норадренергични неврони и повишена експресия на клетъчен FBJ миши остеосарком вирусен онкогенен хомолог в NTS, медииран от холецистокинин (19).

Система за награждаване на мозъка

Последните проучвания са изследвали нехомеостатичните механизми, свързани с поглъщащото поведение. Освен че стимулира центровете за ситост като NTS и дъгообразното ядро, приемът на протеини също изглежда намалява механизмите за възнаграждение на мозъка (10). Централната мезолимбична система за възнаграждение генерира усещане за удоволствие и насърчава мотивацията за консумация на храна чрез нейното активиране. Инактивирането му обаче намалява усещането за глад (10). Механизмите за възнаграждение се влияят от енергийния състав и съдържанието на протеини, в допълнение към органолептичните свойства на ястието. Влиянието на хранителния състав върху нервните реакции на хранителните стимули е демонстрирано чрез ЯМР проучвания при хора и животни (10). Мишките, които бяха адаптирани към диета с високо съдържание на протеини, имаха по-ниска базална активация в хипоталамуса, свързана с по-ниска активност на неврона на орексин, в сравнение с мишки, които бяха адаптирани към диета с високо съдържание на въглехидрати (20).

При подрастващите момичета, които прескачат закуската, включването на закуската води до намаляване на реакциите на мозъчното активиране към хранителни стимули в лимбичните региони, свързани с хранителната мотивация (т.е. в хипокампуса, амигдалата, предната цингуларна кора и парахипокампуса). Намаляване в тези области се отчита и след закуски с по-високо съдържание на протеин (21). Следователно диетата с високо съдържание на протеини изглежда намалява хранителното поведение, задвижвано от възнаграждения, чрез активиране на специфични мозъчни региони в кортиколимбичната система. Въпреки това, серотонинергичните пътища, няколко невропептиди и предаватели като допамин (секретиран в вентралната тегментална област), опиоидни рецептори и γ-аминомаслена киселина (синтезирана в ядрото на натрупванията) изглежда участват във веригата за възнаграждение, която влияе върху мозъчната наличност на техните аминокиселинни предшественици (10) (Таблица 1). Резултатите от тези проучвания гарантират, че ще се проведат допълнителни изследвания на взаимодействията между хомеостатичния и хедоничния контрол на приема на протеини.

Диети с високо съдържание на протеини и управление на теглото

Диетични протеини и здраве на костите

Стареенето води до прогресивна загуба на костна маса, което може да доведе до остеопороза. Това се превръща в епидемично заболяване, като 1 на 4 жени на възраст> 70 ​​години имат поне една фрактура през живота си (28). Глобалното увеличение на хората, страдащи от остеопороза, означава, че модифициращите се фактори като храненето са от първостепенно значение. Увеличението на препоръките за протеини до> 0,8 g/(kg ⋅ d) за застаряващото население може да бъде от полза, тъй като използването на протеини е по-малко ефективно при възрастните хора, а свързаната с възрастта загуба на кост е прогресивна и може да доведе до остеопороза и риск от фрактури ( 4, 5).

Високопротеиновите диети могат да повлияят положително на калциевата и костната хомеостаза чрез ефекта им върху абсорбцията на калций, костния обмен и производството на инсулиноподобен растежен фактор 1 (IGF-1). Доказано е, че по-голямата консумация на протеини увеличава абсорбцията на калций в червата (29–32). Количеството калций, абсорбирано от червата, е обратно корелирано с количеството освободен паратиреоиден хормон, което може да бъде от полза за здравето на костите, като отслабва костната резорбция (29, 30). В проучване, сравняващо жените на 10-дневна диета с високо съдържание на протеини (1,5 g/kg) с тези на 10-дневна диета с ниско съдържание на протеини (0,5 g/kg), значително по-ниска концентрация на паратиреоиден хормон при пациенти с високо съдържание на протеини диета се наблюдава (30). Друго обяснение за увеличаването на абсорбцията на калций може да се намери във факта, че протеинът предизвиква секреция на стомашна киселина. Киселинното рН в стомаха (1–3) позволява йонизация на калция и последваща абсорбция. Две проучвания потвърждават тези констатации (31, 32). В едно проучване беше показано, че пациентите с ахлорхидрия абсорбират по-малко калций, отколкото контролните субекти с нормално производство на стомашна киселина (31). Във второто проучване е установено значително намаляване на абсорбцията на калций при жените, след като са погълнали лекарство, инхибиращо протонната помпа (32).

IGF-1 модулира костната хомеостаза чрез насърчаване на остеобластната активност (33) и стимулиране на резорбцията на бъбречния фосфат (34). Има огромно количество доказателства за положителния ефект на IGF-1 върху здравето на човешките кости. Това включва намаляване на маркерите за резорбция на костите в урината дезоксипиридинолин и N-телопептид (35), намаляване на загубата на проксимална костна костна минерална плътност (КМП) при възрастни хора при скорошна фрактура на тазобедрената става и положителна връзка с КМП в няколко скелетни структури (36). Диетичният протеин е от полза за здравето на костите чрез IGF-1 секреция. Установена е положителна връзка между консумацията на протеини и серумната концентрация на IGF-1 (35). Освен това качеството и количеството на погълнатия протеин могат да повлияят на концентрацията на серумен IGF-1, тъй като е установена по-висока концентрация при субекти, консумиращи висококачествен протеин (т.е. от млечни източници) (35).

Въпреки всички тези констатации, полезната роля на диетите с високо съдържание на протеини върху здравето на костите остава противоречива. Някои автори подкрепят хипотезата, че диетичният протеин може да поддържа метаболизма на калция и здравето на костите чрез няколко механизма; например чрез увеличаване на IGF-1 или по-висока абсорбция на калций в червата (29–36). И обратно, други изследователи са забелязали, че диетите с високо съдържание на протеини изглежда са вредни за костите, тъй като бъбреците може да не успеят напълно да неутрализират киселинното натоварване, оставащо от метаболизма на аминокиселините, което изисква буфериране от костите в резултат на това ограничение (37, 38 ).

Добре документирано е, че увеличаването на хранителните протеини води до по-голяма екскреция на калций с урината. Произходът на този калций в урината обаче остава спорен. Някои автори вярват, че при някои състояния (т.е. при хиперпротеидна диета) белите дробове и бъбреците не са в състояние да се справят с това подкисляване; по този начин може да е необходим допълнителен буфер. Следователно, карбонатът ще се освободи от скелета, за да осигури този буфер и вследствие на това калцият ще се освободи заедно с карбоната (37). Въпреки това, някои автори показват с използването както на in vivo, така и на in vitro модел на мишка, че метаболитната ацидоза също предизвиква изчерпването на минералния фосфат от костната матрица (39). Освен това е забелязано, че освобождаването на фосфат може да се използва предимно за буфериране на допълнителните протони и подпомага възстановяването на рН до нормалното. По този начин, както се наблюдава от тези автори, хроничната метаболитна ацидоза намалява насипния костен фосфат в по-голяма степен, отколкото костния карбонат (39). Съобщава се, че увеличаването на консумацията на плодове и зеленчуци би бил практичен начин за противодействие на киселинността, генерирана от консумацията на протеини, намаляване на калциурията и следователно подобряване на баланса на калция (38).

Благодарности

Всички автори прочетоха и одобриха окончателния ръкопис.

• Диета на костите на баба Диета Нейната тайна рецепта за отслабване И по-добро здраве от Емили Потс
• Golo Diet 101 плюсове, минуси, рецензии, ценообразуване, какво да ядем, повече ежедневно здраве
• Диета с гроздов сок - Здравеопазване на Едгар Кейси
• Работят ли капки за здраве за хапчета за отслабване за отслабване Най-ефективните - управление на HazMat
• Краен стадий на бъбречно заболяване UF Health, University of Florida Health