亮氨酸——促进肌肉合成，塑造精良身段的紧张氨基酸

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康健的身体，匀称的身段，充沛的精力，想必是很多人所向往的，有一个物质在此中起到了紧张的作用，它就是亮氨酸。


亮氨酸——我们偶然会在一些报告和补剂中瞥见这个名字，那么它究竟是什么？对我们人体又有什么作用？


亮氨酸，又称白氨酸，是支链氨基酸之一（支链氨基酸是人体合成蛋白质的紧张物质）。亮氨酸因其促进肌肉生长和提高活动表现的本领而受到活动员的喜爱。不光如此，它还可以减缓老年人的肌肉退化，并有助于控制血糖。


近年来，亮氨酸引起了相当大的关注，部分原因是它对肌肉合成的促进作用以及对葡萄糖耐量、胰岛素敏感性的有益影响。别的亮氨酸还可以影响体内和体外的脂质和能量代谢，从而有利于减少肥胖。


亮氨酸可以调治线粒体功能停滞，有人以为，通过增加亮氨酸的存在率和活性来增加能量斲丧和去除有毒脂质可能是治疗肥胖及其后续疾病（如胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病）的一种有远景的治疗计谋。


亮氨酸与肠道微生物之间也存在着密切的关系。首先，亮氨酸可以作为一种营养物质提供给肠道菌群，促进有益菌的生长和繁殖。其次，亮氨酸会在肠道中被一些细菌代谢为有益的代谢产物，如短链脂肪酸，影响肠道菌群的活性及人体康健。别的，肠道菌群的失衡也会影响亮氨酸的代谢和使用。


本文总结了亮氨酸的生物学功能及其在哺乳动物能量代谢中的作用，特别是促进肌肉生长和脂质分解，并为代谢疾病、肌肉减少症、神经系统疾病的治疗和食品行业及畜牧业的科学应用提供肯定参考。






01
什么是亮氨酸？


亮氨酸，又称白氨酸，化学名称为α-氨基异己酸，于1819年首次从奶酪中分离出来。后来从肌肉和羊毛的酸水解产物中将其结晶出来，并将其定名为Leu（亮氨酸）。


✦亮氨酸一样平常分为L-亮氨酸和D-亮氨酸


L-亮氨酸是氨基酸的天然形式，存在于体内的蛋白质中，是用作增补剂的主要形式。
注：人体中的亮氨酸基本都是L-亮氨酸。


D-亮氨酸是L-亮氨酸的镜像，它是在实行室中产生的，也可用作增补剂。一样平常用于工业。


★ 亮氨酸在代谢中起紧张作用


亮氨酸具有很强的氧化本领，其主要生理功能包括调治蛋白质代谢和氧化能量的供应。这种能量供应可用于特别生理时期，如饥饿、哺乳和活动，以及调治免疫功能和脂质代谢。


亮氨酸也可以直接分解成乙酰辅酶A，使其成为体内最紧张的生酮氨基酸之一。（在葡萄糖不能供能的环境下动用脂肪产生酮体），可以通过提高血液胰岛素程度直接或间接促进蛋白质的合成，而且可以抑制骨骼肌蛋白质的分解。


留意：亮氨酸通常被以为比其他支链氨基酸更可取，由于它分解和吸取更快，使其比其他范例的氨基酸更轻易使用。


★ 亮氨酸是一种必须氨基酸，但广泛存在于食物中


作为一种必须氨基酸和支链氨基酸，亮氨酸广泛存在于动物蛋白（牛肉、马肉、虾米）和乳成品（全脂奶粉）以及豆类中。一些坚果如杏仁和腰果中的含量也较高。
必须氨基酸——人体所必须的氨基酸，同时人体自身不能合成,或合成速度远不敷以满意人体的须要,从而必须由食物提供的氨基酸。
支链氨基酸——指具有支链侧链布局的氨基酸，支链氨基酸是蛋白质中三种常见的氨基酸，另两种支链氨基酸是缬氨酸和异亮氨酸。






02
亮氨酸偏高、偏低？食用建议


亮氨酸是一种氨基酸，它在人体中具有多种紧张功能。当亮氨酸偏低或偏高时，可能都会对身体产生一些不良影响。


亮氨酸的偏高/偏低的后果


亮氨酸偏低的后果：


蛋白质合成受阻
亮氨酸是蛋白质合成的紧张构成部分，如果亮氨酸偏低，可能会影响身体内蛋白质的合成，导致肌肉构造的丧失和功能受损。


免疫功能下降
亮氨酸对免疫系统的正常功能至关紧张。亮氨酸偏低可能会导致免疫功能下降，增加感染的风险。


能量供应不敷
亮氨酸在体内可以被转化为能量，供给身体使用。亮氨酸偏低可能导致能量供应不敷，影响身体的正常代谢和功能。


引起疲劳、头痛
膳食摄入亮氨酸不敷导致身体缺乏时，还会引起一系列症状，如疲劳和头痛等。有些环境下，还会导致晕眩和易怒。


▸ 轻易亮氨酸偏低的人群


营养不良：饮食中缺乏蛋白质或亮氨酸含量不敷，可能导致亮氨酸程度下降。


肝脏疾病：肝脏是合成蛋白质的紧张器官，如果肝脏功能受损，可能会影响蛋白质合成和亮氨酸的产生。


消化系统题目：某些肠道疾病或吸取题目可能会影响亮氨酸的吸取和使用。


慢性疾病：某些慢性疾病，如肾脏疾病或肠道疾病，可能会导致亮氨酸程度下降。


其他因素：某些药物、代谢非常或遗传性疾病也可能导致亮氨酸程度降低。


亮氨酸偏高的后果：


氨基酸失衡
亮氨酸偏高可能导致其他氨基酸的相对不敷，粉碎氨基酸的平衡，影响蛋白质合成和身体的正常功能。


氮代谢紊乱
亮氨酸偏高会导致氮代谢紊乱，增加肾脏的负担，对肾功能产生不良影响。


毒性效应
亮氨酸在高浓度下可能对神经系统产生毒性效应，引起神经系统的损伤。引起谵妄和神经侵害，并可危及生命。


引发一些疾病
亮氨酸浓度过高会引起亮氨酸血瘀、痛风、枫糖尿病等疾病。


▸ 轻易亮氨酸偏高的人群


•遗传性疾病：某些遗传性疾病会导致亮氨酸的代谢非常，这些疾病通常是由于亮氨酸代谢酶的缺陷引起的。比方枫糖尿病或遗传性亮氨酸血症。


•肝脏疾病：肝脏是身体中紧张的代谢器官，如果肝脏功能受损，可能会导致亮氨酸等物质在体内积聚过多。


•营养增补过量：过量摄入亮氨酸的营养增补剂或蛋白质粉末可能会导致亮氨酸程度升高。
因此，在使用任何营养增补剂之前，最好咨询大夫或专业营养师的建议。




亮氨酸的偏高或偏低通常是由于饮食不平衡、基因突变、代谢紊乱等原因引起的。值得留意的是，亮氨酸的需求量会因个体差别和特定状况而有所不同。比方，活动员和肌肉量较大的人可能须要更多的亮氨酸来支持肌肉生长和修复。谷禾的康健检测报告中也能评估体内亮氨酸的含量，并给出个性化的建议。





亮氨酸的食用建议


前面讲述了很多亮氨酸的紧张性，那么在日常生活中我们应该如何增补它呢？亮氨酸作为必须氨基酸和支链氨基酸，通常被以为比其他支链氨基酸更可取，由于它的分解和吸取速度更快，比其他范例（如异亮氨酸和缬氨酸）更轻易使用。


亮氨酸也可以直接分解成乙酰辅酶A，使其成为体内最紧张的生酮氨基酸之一。虽然大多数其他氨基酸被转化为葡萄糖，但由亮氨酸形成的乙酰辅酶A可用于制造酮体。


活动与亮氨酸的摄入


✦ 活动后亮氨酸摄入的持续时间和效果


活动后的合成窗口是活动后身体特别轻易吸取营养的时期，持续30分钟到两小时。在这个时间内摄取亮氨酸可以增加肌肉蛋白质合成率20-30%，具体取决于个体差别和活动的具体环境。


✦ 活动前摄入亮氨酸的埋伏副作用


活动前摄入亮氨酸有其缺点。由此产生的胰岛素激增可能会导致活动中的血糖程度下降，导致头晕甚至昏厥。


别的，活动前的高亮氨酸程度可能会重新引导血流到消化系统，减少流向正在使用的肌肉的血流。


不同泉源的亮氨酸含量


✦ 不同蛋白质泉源，亮氨酸含量不同


你应该吃什么来得到足够的蛋白质和亮氨酸？这取决于你选择的蛋白质泉源。亮氨酸作为必须氨基酸，只能从食物或增补剂中得到。





✦动物性蛋白的亮氨酸含量更高


植物性蛋白缺乏一种或多种必须氨基酸，对肌肉蛋白合成的刺激效果较差，而乳成品和动物源蛋白具有较高的亮氨酸百分比。
最近的一项研究，受试者每天摄入19克分离乳清蛋白或26克分离大豆蛋白——两者都提供约莫1.8克亮氨酸。


谷禾在此整理了一些常见食物中的亮氨酸含量表，以供各人参考（mg/100g可食用部分）







★ 摄入建议


世界卫生构造建议成年人每天至少须要增补39mg/kg亮氨酸，每餐建议摄入1-3g亮氨酸。婴儿、发育期的青少年以及活动员可以根据需求适量多增补一些亮氨酸。一样平常来说正常饮食的人亮氨酸不会缺乏。
须要留意的是，最近有研究指出，老年人群亮氨酸保举量应该更高，由于与年轻人相比，老年人的亮氨酸代谢存在差别：老年人内脏中亮氨酸的滞留量是年轻人的两倍，而且亮氨酸对肌肉蛋白质合成本领的刺激作用随着年龄的增长而降低。


✦ 禁忌


增补亮氨酸会降低血糖程度，从而导致患有以下疾病的人血糖程度不康健：


•低血糖症（低血糖人群）
•糖尿病，服用降血糖药物的患者






关于亮氨酸的拓展知识和认知




亮氨酸的分解代谢是生理衰老的保守调治因子，到场多种生理和病理过程。


•亮氨酸的分解代谢过程


哺乳动物中亮氨酸的分解很复杂，涉及两个过程。最初，摄入的亮氨酸被支链氨基酸转移酶（BCAT）催化生成α-酮异己酸（KIC）和β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）的前体；这种转氨作用是快速且双向的。


随后，KIC进入两种代谢途径之一，产生异戊酰辅酶A（占亮氨酸代谢的90-95%）或HMB（占亮氨酸代谢的5-10%）。


后者中，α-酮异己酸通过α-酮异己酸双加氧酶不可逆地代谢为HMB；前者中，α-酮异己酸通过支链α-酮酸脱氢酶（BCKD）催化的一系列反应，发生不可逆且限速的氧化脱羧。


终极，亮氨酸转化为乙酰乙酸和乙酰辅酶A，这是三羧酸循环的中间体。过量的α-酮异己酸可以被开释到循环中，并被肝脏和脂肪构造等其他器官吸取，然后在那里被重新合成为支链氨基酸或氧化生成腺苷三磷酸（ATP）。
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Zhang L,et al.Nutrients.2020


★ 亮氨酸的代谢物可以影响能量稳态调治


亮氨酸及其代谢产物被假设为能量稳态的调治信号。研究表明，亮氨酸代谢产物而不是亮氨酸本身可能是mTOR激活的信号。
mTOR——哺乳动物雷帕霉素靶蛋白，是细胞生长和增殖的紧张调治因子。


除了亮氨酸，β-羟基-β-甲基丁酸和α-酮异己酸是沉默信息转录调治因子1（SIRT1）酶的直接激活剂。很明显，亮氨酸在将能量从脂肪构造分配到骨骼肌方面发挥着关键作用，导致脂肪细胞中的能量储存减少，肌肉中脂肪酸的使用增加。


亮氨酸的代谢物对能量调治的作用
这里先容两种：
α-酮异己酸（KIC）、β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）
α-酮异己酸（KIC）
充分思量现有文献表明，KIC在激活mTOR信号传导和SIRT1方面比亮氨酸更有用。KIC和亮氨酸均抑制脂肪细胞中的脂质合成代谢，同时促进脂肪酸氧化 (FAO)。


别的，KIC处理增加了培养的C2C12肌管中支链氨基酸的氧化。KIC通过抑制BCKD激酶增加骨骼肌中的完整脂肪酸氧化，导致BCKD复合物的猛烈激活和通过支链氨基酸氧化途径的流量增加。


游离脂肪酸氧化的增加会降低葡萄糖的使用率，而增加肌肉质量可以有用增强脂肪的氧化。然而，值得留意的是，KIC可能是一把双刃剑，在促进生长的同时，通过下调腺苷5&#39;-单磷酸激活蛋白激酶 (AMPK) 的磷酸化来增加脂肪酸合成，从而导致负面影响脂肪构造中脂质代谢。
β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）
体外和体内证据表明，亮氨酸向HMB（β-羟基-β-甲基丁酸） 的内源转化服从约为5-10%。只管如此，HMB作为膳食增补剂的影响一直是近期脂质代谢研究的焦点。


HMB是一种风趣的活动增补剂。在人体试验中，耐力训练中摄入HMB对减少脂肪量具有有利作用。由于活动员试图维持肯定的体重（主要是通过降低脂肪构造的量），因此HMB供应可能是他们的合适选择，可以对他们的身体表现产生积极影响。
在一项特别风趣的研究中，饮食诱导的肥胖小鼠担当低剂量（2g/kg饮食）或高剂量（10g/kg饮食）HMB治疗6周，导致脂肪SIRT1活性增加，肌肉葡萄糖摄取增加和棕榈酸酯的摄取、胰岛素敏感性以及炎症应激生物标记物的改善和肥胖的减少。


膳食中增补HMB可以调治脂肪构造功能，包括脂肪酸和脂肪分解，同时增加血清脂联素浓度。这些效应可能部分由AMPKα–mTOR通路介导，并与线粒体生物合成、AMPK–SIRT1–增殖物激活受体γ共激活因子-1α (PGC-1α) 轴和肌因子相干。


值得留意的是，HMB在调治线粒体功能方面也发挥着关键作用，线粒体功能与很多疾病有关，如衰老、神经退行性疾病、肥胖、糖尿病和心血管疾病。


用肯定剂量的HMB(50mM) 处理肌管24小时显著增加线粒体质量、呼吸本领和生物发生，而且优于用亮氨酸处理观察到的效果。


综上所述，这些结果表明β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）可能通过脂肪构造中的AMPKα-SIRT1-PGC-1α轴调治线粒体生物合成和脂肪酸氧化。






03
脂质代谢与亮氨酸


亮氨酸可降低脂肪酸转运与合成相干蛋白的活性，抑制脂肪酸的合成。可调控相干信号因子的表达和刺激胰高血糖素样肽的分泌，从而促进脂肪分解。


亮氨酸促进脂肪代谢


•亮氨酸利于脂肪分解，并减少肥胖


据报道，亮氨酸可以抑制脂肪生成，促进脂肪分解和脂肪酸合成，并通过mTOR信号通路显著增加脂肪细胞中的瘦素分泌，有利于减少肥胖。


在脂肪细胞分化过程中增加亮氨酸会降低脂滴四周的脂滴涂层蛋白程度，提高激素敏感脂肪酶的磷酸化程度，并促进脂肪分解。


•亮氨酸可以降低糖尿病风险


膳食亮氨酸可降低高脂肪饮食引起的高血糖和高胆固醇，降低体内脂肪和脂肪产生率，并增加胰岛素敏感性。


研究发现增补亮氨酸可明显改善糖耐量，并呈精良的剂量-效应关系。同时，亮氨酸可以抑制摄入淀粉后的血糖上升，能有用抑制餐后血糖的升高，其机制与促进胃肠道激素胰高血糖素样肽-1(GLP-1)密切相干。


GLP-1具有调治胰岛素开释和糖代谢的作用。当增补亮氨酸后，大量葡萄糖以糖本相式贮存在肝脏和肌肉中，有用降低血中葡萄糖浓度。对治疗头晕有作用。1型和2型糖尿病患者都可以从富含亮氨酸的饮食得到长处，这可以只管减少碳水化合物摄入。


•亮氨酸可以降低心血管疾病风险


别的，研究人员还总结说，人类饮食中的亮氨酸代谢物会导致甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇降低，从而改善心血管功能。


在活动员中，增补β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）举行4周的阻力训练可显著降低心血管伤害因素，如低密度脂蛋白或总胆固醇和甘油三酯。




最近，一些研究人员强调，亮氨酸氧化可能是mTOR激活所必须的，mTOR是一种胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，似乎介导脂肪酸氧化，因此亮氨酸可能通过KIC或HMB调治脂肪构造的代谢，充当营养物质传感器。


脂肪构造的脂肪酸氧化能量供应主要用于肌肉构造中蛋白质的周转，这也是亮氨酸减少脂肪沉积、减轻体重的原因之一，但这些现象背后简直切机制还须要进一步研究。


膳食亮氨酸对脂肪构造脂质代谢的影响

Zhang L,et al.Nutrients.2020




亮氨酸促进褐变


亮氨酸可能通过SIRT1-AMPK-PGC-1α轴促进白色脂肪构造 (WAT) 中的褐变和线粒体生物合成。


•亮氨酸通过促进脂肪构造褐变改善代谢康健


脂肪构造通过白色脂肪细胞的能量储存和褐色脂肪细胞的能量斲丧在调治全身能量代谢中发挥紧张作用。究竟上，过量白色脂肪构造的积聚会对代谢康健产生有害影响，而褐色脂肪构造的激活有助于平衡血糖程度并增加能量斲丧，从而对肥胖、胰岛素抵抗和高脂血症产生有益影响。


已知亮氨酸对于褐色脂肪细胞分化是必不可少的。因此，在刺激白色脂肪构造中白色脂肪细胞的发育时，“褐变”可能会减少白色脂肪构造的不利影响，并可能有助于改善代谢康健。


•亮氨酸可以通过肠道微生物影响脂肪构造


最近，肠道微生物群已被证明可以调治白色脂肪构造的褐变和褐色脂肪构造的活性；该活性可以由亮氨酸调治。亮氨酸增补已被证明可诱导白色脂肪构造中解偶联蛋白1（UCP-1）（一种棕色脂肪特异性基因）的mRNA表达增加近四倍。




亮氨酸通过线粒体调治脂质代谢


越来越多的证据表明线粒体可能在调治脂肪细胞脂质代谢中发挥关键作用。具体而言，线粒体是底物氧化和ATP生成所必须的，ATP为细胞功能提供能量。别的，脂肪构造中核因子‑红细胞2相干因子2过表达诱导的线粒体丰度增加，增加了脂联素的合成，并已被证明能刺激脂肪酸氧化。
注：核因子‑红细胞2相干因子2是细胞内调治抗炎、抗凋亡和抗氧化基因表达的紧张分子。


•亮氨酸调治脂肪细胞的信号通路比其他氨基酸更有用


在脂肪构造中，mTOR通路似乎在前脂肪细胞的分化、脂肪构造形态发生、肥大生长和瘦素分泌中发挥紧张作用。新鲜分离的脂肪细胞含有一个亮氨酸刺激的识别位点，该位点与mTOR信号传导耦合，并调治哺乳动物生理学其他方面的脂质代谢，包括饱腹感、胰岛素分泌和线粒体生物发生。


这种活性在很大程度上是由于mTORC1蛋白激酶（一种主要生长控制器）的激活，它由亮氨酸传感器Sestrin2调治，一种抑制mTORC1信号传导的相互作用蛋白。究竟上，亮氨酸在体外和体内均可调节脂肪细胞中的mTOR信号通路，而且比其他氨基酸更有用。


•亮氨酸促进线粒体生物合成从而调治脂质代谢


别的，mTOR通过以不依赖于蛋白激酶B的方式控制线粒体的氧化功能来平衡能量代谢。BCAT激活mTOR 信号通路，促进线粒体生物发生和ATP产生，并通过调治相干基因的表达来防御氧化应激。也就是说，亮氨酸促进线粒体生物合成，从而调治脂质代谢。


线粒体到场亮氨酸调治的能量代谢

Zhang L,et al.Nutrients.2020




亮氨酸能够刺激脂肪细胞中雷帕霉素敏感的4EBP1磷酸化。简而言之，亮氨酸通过调治mTOR信号传导，调治脂肪细胞构造成构造样布局，并从脂肪构造合成/分泌瘦素。


综上所述，亮氨酸通过调治SIRT1和mTOR信号通路在稳定能量和代谢方面发挥紧张作用，从而促进线粒体生物发生并调治脂质代谢。






04
肌肉代谢与亮氨酸


骨骼肌是使用葡萄糖和脂肪酸的主要部位，也是导致肥胖和2型糖尿病中胰岛素抵抗的主要构造之一。骨骼肌通过清除血清游离脂肪酸、全身脂肪酸和脂质使用在能量稳态中发挥着至关紧张的作用。


促进肌肉蛋白质合成


人体用氨基酸来制造肌肉。这个过程被称为肌肉蛋白合成(MPS)，对于修复由活动、受伤和衰老引起的身体压力造成的肌肉纤维至关紧张。


亮氨酸是蛋白质合成过程中的必须氨基酸之一，但在特别生理时期（饥饿、泌乳、应激和活动等）能作为能量泉源。


由于蛋白质合成和蛋白质降解不断发生，肌肉蛋白质处于持续更新状态。“合成代谢状态”是指肌肉蛋白质的净增加。相反，“分解代谢状态”是指肌肉蛋白的净丧失。


肌肉蛋白由二十种氨基酸构成，全部这些氨基酸都是合成新肌肉蛋白所必须的。此中九种氨基酸必须通过膳食蛋白质泉源得到。支链氨基酸是九种必须氨基酸中的三种，对于肌肉蛋白质代谢非常紧张。特别是亮氨酸被以为是蛋白质代谢的紧张介质。


骨骼肌中支链氨基酸的分解代谢

Holeček M.Physiol Res.2021


•亮氨酸通过刺激肌肉蛋白合成来提高活动表现


亮氨酸是唯一能够通过刺激肌肉蛋白合成来提高活动表现的。研究发现，亮氨酸向胰岛素发出信号，终极导致促进蛋白质合成和防止肌肉分解的途径得到更大的激活。


研究发现，年轻人和老年人群的急性亮氨酸增补可以增加肌肉蛋白质的合成。


•活动员应该增补足够的亮氨酸


研究还以为，更多的亮氨酸摄入可以降低体脂。这意味着活动员应该增补足够的蛋白，此中含有高亮氨酸含量，以优化肌肉蛋白合成。




亮氨酸影响骨骼肌能量代谢


亮氦酸是骨骼肌与心肌唯一可调治蛋白质周转的氨基酸，可以调治机体内氮的使用，进而促进机体蛋白质的合成，促进胰岛素的分泌，抑制胰高血糖素分泌，从而抑制糖原异生，减缓肌肉蛋白的分解。


亮氨酸增加蛋白质合成高达50%，抑制分解为25%。亮氨酸抑制分解主要通过α-KIC促进胰岛素的分泌，从而抑制糖原异生，减缓肌肉蛋白的分解。


亮氨酸的代谢产物α-酮戊己酸（α-KIC）和β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）也具有调治蛋白质代谢的作用。别的，β-羟基-β-甲基丁酸(HMB)作为亮氨酸的代谢产物，还具有缓解疲劳的作用。




众所周知，哺乳动物的雷帕霉素复合物1(mTORC1) 靶点是细胞生长和代谢的紧张调治因子。当mTORC1被激活时，它会促进合成代谢并抑制分解代谢。


mTORC1的活性受到多种信号分子的影响，包括氨基酸。特别是，已知亮氨酸会影响mTORC1活性。在亮氨酸丰度状态下，亮氨酸传感蛋白通过多种机制被激活，然后引起mTORC1复合蛋白的募集和亚细胞定位，从而导致其激活和蛋白翻译的上调。



Beaudry AG,et al.Nutrients.2022


•亮氨酸促进能量分配到肌肉细胞


其主要代谢场地点肌肉中，在转氨酶作用下，亮氨酸将氨基转移给酮戊二酸生成谷氨酸，谷氨酸将氨基转移给丙酮酸生成丙氨酸。


亮氨酸通过调治线粒体生物发生来调治能量代谢，并促进脂肪酸氧化和线粒体生物发生。亮氨酸促进能量从脂肪细胞分配到肌肉细胞，导致脂肪细胞中的脂质储存减少并增加肌肉中的脂肪使用率。


别的，饮食中的亮氨酸通过促进骨骼肌中的脂肪酸合成来增加胰岛素敏感性。表豁亮氨酸能够通过促进酶与其底物和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)+的亲和力来直接激活SIRT1，从而导致脂肪细胞和肌肉中的线粒体生物发生和脂肪酸氧化升高。


亮氨酸还促进相干激素的开释，如生长激素、IGF-1（胰岛素样生长因子-1），对于儿童和青少年的生长发育至关紧张。


•饮食增补亮氨酸增强肌肉能量代谢，减少肥胖


研究证豁亮氨酸可以防止高脂饮食诱导的线粒体损伤，并通过SIRT1介导的机制刺激线粒体生物发生和从脂肪细胞到肌肉细胞的能量分配。


与这些观察结果同等，已发现亮氨酸显著增强骨骼肌中的氧化本领并增加线粒体密度，部分是通过SIRT1依赖性途径AMPK介导的PGC-1α增加。亮氨酸增加线粒体生物发生和PGC-1α表达，表豁亮氨酸可能部分通过调治PGC-1α表达来调治骨骼肌能量代谢。


别的，用低剂量白藜芦醇与亮氨酸或β-羟基-β-甲基丁酸连合喂养饮食诱导的肥胖小鼠，可以增加脂肪SIRT1活性、肌肉葡萄糖、棕榈酸摄取和胰岛素敏感性。改善炎症应激生物标记物，并减少肥胖。


在另一项研究中，发现增补亮氨酸可以减少体内脂肪，同时瘦素浓度也成比例下降。通过饮用水摄入亮氨酸导致高脂饮食喂养的小鼠肥胖减少25%，减少了饮食引起的肥胖、高血糖和高胆固醇血症。




亮氨酸对肌肉减少症患者的影响


肌肉减少症，是指因持续骨骼肌量流失、强度和功能下降而引起的综合症。


•增补亮氨酸可以增加肌少症患者的肌肉质量


目前的集合分析中，在不思量体育锻炼的环境下，增补乳清蛋白、亮氨酸和维生素D可以有用增加肌少症患者的四肢肌肉质量。


•增补亮氨酸陪同锻炼可以更好改善身体表现


根据是否存在陪同体育锻炼对结果举行分析表明，增补乳清蛋白、亮氨酸和维生素D并伴有体育锻炼可以显著改善肌少症患者的握力和身体表现。相反，当体育锻炼不与乳清蛋白、亮氨酸或维生素D增补剂相结合时，食用它并没有显著改善肌少症患者的握力和身体性能。但无论是否陪同的体育锻炼，食用亮氨酸后四肢肌肉质量都会显著增加。


因此，我们以为，肌少症患者除了食用乳清蛋白、亮氨酸、增补维生素D外，还应结合体育锻炼。单独增补乳清蛋白、亮氨酸和维生素D，而不同时举行体育锻炼，对肌肉减少症患者产生积极治疗效果的本领有限。


•摄入亮氨酸对于老年患者保持肌肉质量很紧张


富足的蛋白质摄入对于老年患者保持肌肉质量和功能至关紧张。


据报道，摄入乳清蛋白和亮氨酸可提供足够量的必须氨基酸，尤其是亮氨酸，它对于适当的肌肉合成至关紧张。


别的，维持血清25-羟基维生素D浓度的最佳程度（50-75nmol/L）对于维持四肢肌肉的足够气力和增强蛋白质合成代谢是须要的。因此，我们相信增补乳清蛋白、亮氨酸和维生素D有助于保持肌肉减少症患者的肌肉质量并改善肌肉功能。
25羟维生素D是维生素D在体内的主要存在形式。


建议


总之，食用乳清蛋白、亮氨酸和维生素D增补剂可以增加肌肉减少症患者的四肢肌肉质量。别的，将体育锻炼与增补乳清蛋白和亮氨酸相结合可显著提高肌肉气力和表现。


因此，临床大夫可以思量建议肌少症患者增补乳清蛋白、亮氨酸和维生素D，同时举行体育锻炼。




肠道微生物在亮氨酸的代谢和使用中饰演着紧张的角色。接下来将讲述肠道微生物群与亮氨酸直接可能对存在的相互作用。




05
亮氨酸与肠道及免疫


膳食亮氨酸和肠道代谢


人们普遍以为代谢康健和代谢稳态的很多方面都受到肠道的影响。肠道屏障在防备感染方面发挥着紧张作用，是抵御细菌和病毒抗原的第一道防线。


•增补亮氨酸可以改善肠上皮细胞的能量代谢


亮氨酸对肠道脂质和能量代谢的影响已开始引起人们的关注。在肠上皮细胞中，亮氨酸已被证明可以激活多种到场生物体代谢调治的信号传导途径。


特别是，发现增补亮氨酸可以通过降低活性氧程度来显著调治断奶小猪模型肠上皮细胞的能量代谢，活性氧的稳态对猪的康健至关紧张。
活性氧的减少是通过mTOR缺氧诱导因子-1α途径从氧化磷酸化转变为糖酵解来诱导的。


•亮氨酸调治肠道脂肪酸氧化


肠道脂肪酸氧化是一条关键的代谢途径，不光有助于肠道细胞的能量稳态，而且有助于整个生物体的能量稳态。


研究发现，抗肥胖小鼠的小肠脂质分解代谢本领较高，摄入亮氨酸后对肠道脂肪酸氧化的刺激与体重减轻有关。


究竟上，肠道脂肪酸氧化受亮氨酸调治。具体来说，研究表明，增补亮氨酸可能会减缓人十二指肠粘膜中的脂肪酸氧化，涉及四种与脂质代谢相干的蛋白质：HADHA（三功能酶亚基α）、ACADVL（酰基辅酶A脱氢酶超长链）、CPT2（肉碱O-棕榈酰转移酶）和FABP1（肝脏脂肪酸结合蛋白）。




亮氨酸和肠道微生物群


哺乳动物肠道微生物群由数万亿个微生物构成，此中一些微生物有利于宿主康健，包括赋予对胃肠道疾病的定植抵抗力。


人们关注到饮食（如膳食亮氨酸）调治肠道微生物群的构成和功能，从而调治脂质代谢并影响康健的机制。


•亮氨酸通过影响肠道微生物的构成来减少肥胖


临床和临床前研究表明，饮食中的支链氨基酸，尤其是亮氨酸，对人类发挥有益作用，包括增加线粒体呼吸作用、减少氧自由基的产生、影响脂质代谢，并终极延缓肠道微生物群的年龄依赖性变革。


膳食亮氨酸、宿主和微生物群之间的作用是相互的，膳食亮氨酸对肠道微生物群落的构成具有关键影响；反过来，微生物会影响从摄入的食物中获取亮氨酸的服从。


亮氨酸通过塑造肠道微生物组的构成来发挥抗肥胖作用，这每每会逆转短链脂肪酸的改变并产生丙酸，同时改善微生物多样性并介导脂质代谢。


•亮氨酸通过短链脂肪酸调治微生物群


三种支链短链脂肪酸（异丁酸、2-甲基丁酸和异戊酸）主要泉源于支链氨基酸的分解代谢。这些短链脂肪酸已被广泛以为既可以作为宿主能量泉源，又可以作为信号分子，将肠道微生物群的代谢活动与宿主能量稳态接洽起来，特别是通过调治脂质代谢。


亮氨酸可能通过支链短链脂肪酸调治微生物群和肠道脂质代谢，这种现象必须进一步研究。短链脂肪酸刺激一些细胞因子的表达，比方瘦素、IL-10和 IL-18。


别的，短链脂肪酸通过G蛋白偶联受体调治脂肪细胞中的脂肪分解，随后对脂质代谢产生进一步影响。高脂饮食引起的肥胖可以通过调治肠道微生物群来缓解，由于高脂饮食喂养的小鼠中短链脂肪酸减少，同时肠道微生物失调和脂质积聚加重。


•肠道微生物群协助肠上皮细胞干预亮氨酸代谢


肠道微生物群在肯定程度上改变氨基酸代谢，这被以为会影响很多生理功能。研究证明肥胖受试者的肠道微生物群诱导循环支链氨基酸显著增加，这是肥胖状态的特性。


亮氨酸诱导的脂质代谢与肠道微生物群的脂质代谢密切相干，由于肠道微生物可能协助肠上皮细胞吸取并干预亮氨酸代谢。


最近，粪便微生物群移植已成为肥胖症的一个紧张研究领域和治疗方法。这种研究方法也可用于研究脂质代谢——移植产生亮氨酸代谢物的微生物已被观察到以依赖饮食的方式发挥抗肥胖作用。


然而，目前尚不清楚亮氨酸如何靶向肠道微生物群来调治脂质代谢和防备肥胖，这表明须要进一步研究来确定其埋伏机制。




亮氨酸在免疫中的作用


亮氨酸缺乏会导致动物胸腺和脾萎缩，淋巴构造受损，并使免疫球蛋白、补体C3和铁转运蛋白程度降低，断奶猪仔缺乏亮氨酸会导致合成特异性抗体的本领下降。
补体C3是血清中含量最高的补体身分，主要由巨噬细胞和肝脏合成，在补体经典激活途径和旁路激活途径中均发挥紧张作用。补体C3的升高或降低，对于患者疾病的诊断、预后恢复环境以及病情的监测具有紧张意义。


研究发现，添加瘤胃保护性α-KIC（0.05%）可增强羔羊抗猪红细胞的抗体反应与淋巴细胞增殖反应；绵羊豢养中添加亮氨酸与α-KIC，可调治其T-淋巴细胞亚群的免疫功能。


★


哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是免疫功能的紧张调治剂。mTOR被以为是一个信号中枢，它感知和整合来自免疫微环境的信息，以构造与细胞生长、增殖和殒命相干的反应。


近年来，mTOR被确定为适应性免疫的主要调治因子，如影象CD8+和CD4+ T细胞分化和人类树突细胞的文献中所述。


mTOR信号通路也在天赋免疫中发挥作用，被以为在天赋免疫细胞（如天赋样自然杀伤细胞、单核细胞、中性粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞和树突细胞）激活后触发效应反应。


•亮氨酸可能是一种埋伏的抗炎剂


有证据表明mTOR通路信号在促炎和抗炎细胞因子的调治中发挥作用。雷帕霉素在Toll样受体刺激过程中抑制mTORC1已被证明可以通过增强NF-κB信号传导增加促炎细胞因子IL-12的表达，并通过抑制STAT3信号传导减少抗炎性IL-10的表达。


基于mTOR通路信号传导的埋伏抗炎作用，支链氨基酸喂养可能会减少疾病或肌肉损伤期间的炎症。因此，亮氨酸可能通过其对mTOR通路的影响而成为埋伏的抗炎剂。
然而，亮氨酸如何通过mTOR激活特异性介导炎症信号传导还须要进一步探索。


除了促进肌肉的合成和脂肪的分解以及一些代谢类疾病外，有研究发现亮氨酸在其他疾病中也有影响作用，下面两章将为各人讲述亮氨酸在其他一些疾病中的作用。




06
亮氨酸在抑郁症中的作用


亮氨酸在神经疾病中的作用越来越受到重视。在相识抑郁症中的作用之前，我们先来相识一下亮氨酸是如何影响神经系统的。


亮氨酸是合成紧张神经递质的前体物质之一，比方多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素。这些神经递质在神经系统中起着调治心情、留意力、感情和认知功能的作用。


亮氨酸还可以影响神经传递的速度。研究表明，亮氨酸可以增加神经传递物质的开释和神经元之间的通讯速度，从而促进神经信号的传递服从。




有研究发现亮氨酸在改善抑郁症交际回避举动中起到肯定作用。





营养对感情状态的保持至关紧张。临床研究发现，抑郁症患者血清中很多必须氨基酸发生改变，如色氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。目前，已有一些必须氨基酸的增补被以为有助于改善抑郁举动，但某种必须氨基酸的缺乏是否会对抑郁举动造成影响呢？




支链氨基酸和色氨酸代谢与抑郁症的交际回避举动有关


为了探究抑郁和交际回避举动的埋伏机制，研究人员使用MetaboAnalyst 5.0网站对差别代谢物举行分析。选择KEGG数据库中的Mus musculus pathway library来支持结果(图A)。y轴的-log(P)表示显著性，-log(P)值越大表示差别越显著。Impact越大表示节点命中，节点命中表示代谢属于该通路的比例有多大。


当使用KEGG数据库支持分析时，排名前十的途径包括1)氨基酰基trna生物合成；(2)缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成；(3)甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢；(4)精氨酸和脯氨酸代谢；(5)苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成；(6)嘌呤代谢；(7)缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解；(8)苯丙氨酸代谢；(9)精氨酸生物合成；(10)泛酸和辅酶a生物合成。


可以看到，同样的途径集中在氨基酸代谢和脂肪酸代谢。富集分析用于支持上述结果(图B)。


Wang Q,et al.Food Funct.2023


结果还表明，氨基酸代谢和脂肪酸代谢在其埋伏机制中起紧张作用。如图C所示，氨基酸代谢占很大比例，如色氨酸降解、支链氨基酸降解、蛋氨酸降解。另有其他几种代谢途径，包括嘌呤代谢，TCA循环和尿素循环。因此，进一步研究了支链氨基酸和色氨酸含量的变革。






亮氨酸是交际回避举动相干的关键代谢物


举行Spearman相干分析以确定与交际回避和抑郁样表现相干的关键代谢物。在六个举动指标中，SIR被以为是评估交际回避举动的最佳指标。


结果表明，亚精胺、肌酸、缬氨酸、柠檬酸、黄嘌呤、亮氨酸、甜菜碱、尿酸、苯丙氨酸、PEG-4、棕榈酰肉碱、血小板活化因子、亚油酰胺、油酰胺、醋酸视黄酯、花生四烯酸等16种代谢物与SIR呈显著正相干，此中亮氨酸与SIR呈特异且极显著正相干。
其他15种代谢物虽然与SIR相干，但也与其他举动指标相干。






增补外源性亮氨酸可改善交际回避和抑郁举动


采取CSDS模型(慢性社会挫败应激模型)验证外源性亮氨酸增补，进一步评估其在交际回避和抑郁举动中的作用。


选择盐酸帕罗西汀作为阳性对照药物。适应期竣事时，四组间体重无显著差别。在CSDS应激后，亮氨酸可以逆转CSDS引起的体重痴钝增加，其效果略低于阳性药物，但无显著差别。


别的，亮氨酸改善了小鼠的交际回避举动，在交际互动测试中，在交际区停留的时间比例显著高于MOD组。低亮氨酸组的交际回避举动发生率略高于PCM组。同时，亮氨酸也能在肯定程度上改善抑郁引起的兴趣和活动性下降。


Wang Q,et al.Food Funct.2023




综上所述，外源性增补亮氨酸可在肯定程度上调治小鼠抑郁样举动，改善小鼠交际回避举动。在先前的底子上，亮氨酸可能是抑郁和交际回避举动过程中紧张的小分子化合物。


亮氨酸与抑郁症相干的横向证据
支链氨基酸和色氨酸是竞争性抑制关系，它们会穿过血脑屏障并影响相应的大脑功能。亮氨酸的活性在支链氨基酸中最高，我们发现亮氨酸在外周和中枢神经系统中的含量降低。


在更高浓度下，亮氨酸触发下丘脑神经元中的mTOR信号级联。几项研究表明，mTOR在抑郁症患者和模型动物中的表达降低。上述信息是亮氨酸与抑郁症之间埋伏关系的横向证据。


因此，当体内亮氨酸减少时，更多的色氨酸会通过LAT-1转化到大脑中。CDSD小鼠的研究也表明，当色氨酸进入大脑时，海马中的色氨酸更多地代谢为犬尿氨酸。


最近的一项研究表明，亮氨酸与LAT-1连合给药拦阻了犬尿氨酸向大脑的转运，从而制止了对脂多糖反应时抑郁样举动的发展。犬尿氨酸途径由炎症因子触发，激活并粉碎其神经保护和神经毒性分支之间的平衡。色氨酸向犬尿氨酸的代谢增加也会降低其向5-羟色胺的代谢，进一步促进抑郁症的发作。


思考


总之，这项研究验证了亮氨酸对抑郁状态和交际回避举动的积极影响。同时，它为亮氨酸在神经疾病中的紧张作用提供了新的证据。




07
亮氨酸与癌症恶病质


▸ 什么是癌症恶病质？


癌症恶病质是一种身体消瘦和举行性功能阑珊的复杂综合征，此中骨骼肌和脂肪量持续减少。癌症恶病质会降低癌症治疗的耐受性和有用性，同时还会导致严重的疲劳和虚弱；别的，它还会降低预期寿命和生活质量。


★ 增补亮氨酸改善癌症恶病质对机体的影响


与饥饿不同，恶病质不能通过单独增加能量摄入来逆转。只管如此，有针对性的营养支持是多模式综合征管理的须要构成部分。风趣的是，亮氨酸被发现可以通过mTORC1通路激活来增加蛋白质合成并减少蛋白质降解。多项临床前研究探究了增补亮氨酸对恶病质肿瘤宿主的影响。


癌症恶病质动物模型的亮氨酸增补研究


Beaudry AG,et al.Nutrients.2022


在14项临床前癌症恶病质研究中，13项表明富含亮氨酸的喂养可能是癌症恶病质的有益附加治疗。




关于亮氨酸对癌症恶病质的影响存在局限性


目前，全部专门研究癌症恶病质期间富含亮氨酸喂养应用的文献仅限于临床前啮齿动物研究。只管由于各种原因它非常有益，但临床前恶病质研究具有固有的局限性。模型之间存在差别，比方恶病质发生机制（癌细胞注射、致癌物质暴露、肿瘤移植等）、宿主的年龄和性别、啮齿动物的范例和品系、恶病质发生率、肿瘤位置（异位与原位）和负担、肿瘤是否转移以及抗癌药物的使用。这种变异性使得临床前癌症恶病质的研究变得困难，同时也限制了对人群的可转化性。


别的，目前全部与癌症恶病质配景下亮氨酸增补相干的临床前文献都是使用雄性或雌性啮齿动物举行的。没有研究同时使用两种性别。因此，无法探究性别差别。


检查动物研究时的另一个紧张思量因素是蛋白质代谢的种间差别。与人类相比，啮齿动物的蛋白质周转率更高，估计快约莫10倍。总之，这些因素使当前工作的综合变得复杂，并使结果的团体表明变得困难。须要举行更尺度化的工作，以进一步探索癌症恶病质配景下增补亮氨酸的安全性和有用性。




08
结语


亮氨酸作为必须氨基酸之一，意味着你的身体无法合成它，所以必须通过食物泉源得到。


亮氨酸可以通过服用增补剂的形式得到，也可以通过食用肉类、海鲜、家禽、鸡蛋、奶成品、坚果等食物得到。


搭配营养丰富且全面的饮食一样平常不会亮氨酸缺乏。大多数人可以安全地食用食物中的这种氨基酸，反而高剂量的增补剂会引起副作用和毒性。


迄今为止，亮氨酸及其代谢物已被证明通过直接或间接增加脂肪酸的氧化和改善代谢康健，它还被证明可以促进和保持肌肉质量、改善活动表现、促进脂肪减少、稳定血糖程度并支持肌肉恢复。


别的，亮氨酸可能具有减轻线粒体功能停滞的附加作用，代表了一种针对衰老、神经退行性疾病、肥胖、糖尿病和心血管疾病的新治疗方法。


亮氨酸有潜力用作人类康健和工业生产的功能性添加剂。然而，有须要举行更多的实行来深入相识其调控机制。


关于亮氨酸的应用


1
临床应用


亮氨酸是临床上选用的复合氨基酸静脉注射制剂中不可缺少的质料，对维持危重病人的营养需求，拯救病人的生命等方面起到了积极的作用。


亮氨酸还应用于肝病及肝性脑病的治疗；别的，亮氨酸在一些神经系统疾病的治疗中可能起到肯定的作用。比方，亮氨酸被用于治疗帕金森病，由于它可以作为多巴胺的前体物质，增加多巴胺的合成。
研究发现氨基酸还与其他一些疾病相干，将在本文后续中展开具体讲述。


2
食品应用


亮氨酸可以应用于活动饮料增补剂，以减轻活动所引起的肌肉损伤，增强活动本领及减少疲劳。还可作为食品添加剂改善食品风味。


亮氨酸还用于增加食品的营养代价，比方蛋白质增补剂的配方中，以增加蛋白质的含量和完整性。


3
畜牧养殖


亮氨酸在动物生产性能、机体免疫功能和肉风致方面有较多的研究和应用。比方，饲料中添加适量的亮氨酸能够促进生长中期草鱼的生长，改善肌肉风致。


亮氨酸对畜禽动物的繁殖效果也有积极影响。它可以提高动物的生殖本领，增加繁殖成功率。


4
化装品应用


亮氨酸在化装品和护肤品中也有应用、提亮肤色、改善皮肤质地、减少色斑。


亮氨酸具有抗氧化作用，可以帮助减少自由基对皮肤的侵害，从而延缓皮肤衰老的过程。它可以用于抗衰老产物，如抗皱霜、紧致精华等。


亮氨酸还可以促进皮肤细胞的修复和再生，加速伤口愈合和皮肤恢复。它常被用于修复霜、面膜等产物中。


总的来说，亮氨酸作为一种必须氨基酸，在人体中具有多种紧张功能，比方促进生长发育，调治能量代谢，影响机体免疫等，广泛应用于食品、化装品、医药和生物技术等领域。


肠道菌群检测报告中亮氨酸指标过高或过低的结果能够提供有关肠道菌群代谢功能以及与康健风险相干的信息，当发现亮氨酸程度非常时，可能意味着肠道菌群的代谢功能出现阶段性波动或者紊乱，也可能与本文中提到的一些代谢过程或者疾病的发生和发展相干。






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来源：https://www.toutiao.com/article/7280380043006640698/
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