许多研究表明，以植物性食物为基础的饮食有利于减轻体重、心血管疾病、糖尿病和全因死亡率，但尚不清楚植物性食物中的哪些成分会受益。最近的流行病学和临床研究表明，植物蛋白的摄入与降低全因死亡率和心血管死亡率有关，而动物蛋白的摄入与体重增加和心血管死亡率有关。用相同热量的植物蛋白代替动物蛋白的饮食与心血管死亡率的降低有关。实验中也发现了类似的发现。提示动植物性食物蛋白质的差异是影响健康的重要因素，但究竟是蛋白质总量还是蛋白质质量(氨基酸组成)影响代谢健康有待进一步明确。

动物蛋白和植物蛋白最大的区别是氨基酸(AA)组成。植物蛋白中必需氨基酸/非必需氨基酸的低比率被认为是植物性食物代谢益处的可能原因。基于动物研究的实验表明，不同的氨基酸限制饮食对健康有一定的影响。例如，限制支链AAs(BCAAs)与改善葡萄糖体内平衡和代谢健康有关。但是，在严格的实验条件下得到的结果是否能反映植物性饮食的好处，还有待探讨。此外，关于植物性饮食导致总蛋白含量降低的讨论也很少。

最新研究

2021年7月15日，瑞士联邦理工学院的迈克尔·r·麦克阿瑟(Michael R. MacArthur)团队发表了题为“总蛋白质，而不是氨基酸组成，在以植物为基础的饮食模式和杂食饮食模式中的不同，以及对小鼠金属健康影响的测定。在分析了美国农业部的国家营养数据库和国家健康与营养调查数据后，他们发现植物性食物和动物性食物的氨基酸组成不同。与杂食饮食相比，纯素食饮食摄入的氨基酸总量较少，但氨基酸组成差异不大。植物和动物日粮不同蛋白质含量的小鼠限食实验表明，低总蛋白质摄入量有利于改善小鼠的代谢、心血管健康和胰岛素敏感性，而氨基酸成分对代谢效益影响不大。这项研究揭示了不同饮食模式对代谢有益的潜在机制。

动植物食物的蛋白质和氨基酸谱特征

为了量化植物性食物和动物性食物在单个食物成分水平上的AA差异，作者分析了美国农业部国家营养数据库(NDB)的数据，获得了4676种食物的蛋白质和AA含量，其中动物性食物2328种，植物性食物1162种。食物亚类的AA谱进行了系统聚类，得到37个动物类和38个植物类食物聚类。作者发现，动物性食物往往含有更多的总蛋白质、能量和更高的总氨基酸。每个AA标准化为总蛋白(g AA/g总AA)后，7个AA(Ile、Leu、Lys、Met、Ala、Gly、Tyr)在动物性食物中比例较高，2个AA(Asp、Glu)在植物性食物中比例较高。与动物性食物组相比，植物性食物组的AA谱具有更高的变异性。这表明动物性食物和植物性食物的AA谱存在一定的差异。

植物和动物膳食模式的蛋白质和氨基酸谱特征

不同的人有不同的饮食偏好，但上述分析中的所有食物组都按体重标准化。为了削弱偏倚，作者利用2005-2012年全国健康与营养调查(NHANES)的数据，分析了典型膳食模式的总蛋白质和氨基酸含量。作者将参与者分为三组:只吃植物性食物的人(纯素食者)，只吃乳制品或蛋类动物性食物的人(素食者)，吃肉类等动物性食物的人(杂食者)。

与素食者或杂食者相比，纯素食者摄入的蛋白质更少，并用碳水化合物替代蛋白质的热量，因此他们对AA的摄入明显减少。然而，当每个氨基酸被标准化为总氨基酸摄入量时，三组膳食的氨基酸摄入量模式是相似的。杂食者9个氨基酸的相对摄入量高于纯素食者。然而，除了两种氨基酸(赖氨酸和谷氨酸)外，所有其他氨基酸的相对摄入量在统计上有差异，但差异不超过0.5%。PCA分析不能区分三组膳食模式的AA相对摄入量。这表明饮食对AA的总摄入量影响显著，而对AA(氨基酸组成)的相对摄入量影响不大。

由于AA成分在三种膳食模式之间的变化非常小，作者随后根据蛋白质总摄入量将参与者分为高蛋白摄入组和低蛋白摄入组，看看两组之间的AA谱差异是否会更大。当参与者被分为蛋白质能量摄入的10-10分位数时，AA谱显示出不同的趋势，但总的模式保持不变。PCA显示前10%和后10%显示沿PC1的中等分离。有趣的是，低蛋白组倾向于只用碳水化合物代替蛋白质，这与纯素食者的表型相似。AA比例摄入的差异趋势非常一致。高蛋白组的精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、酪氨酸、缬氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和酪氨酸水平较高，而低蛋白组的苯丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸和脯氨酸水平较高。虽然有统计上的差异，但是数量上的差异还是很小的，只有三个aa(Lys，Glu，Pro)有1%的差异。这些结果表明，在不同的膳食模式之间，氨基酸组成没有显著差异。

摄入AA，而不是AA成分，会影响代谢健康。

上述分析揭示了植物性和动物性食物中总蛋白质含量和氨基酸组成的差异以及不同膳食模式的差异。为了弄清日粮总蛋白含量和AA组成对代谢健康的影响，作者根据NDB的数据，设计了一种模拟动植物日粮AA组成但总氨基酸含量不同(0、2%、6%、10%、14%、18%)的饲料，以等能量摄入喂养成年小鼠。

作者发现，在喂养1周后，摄入AA，而不是AA组分，显著影响小鼠的体重、体脂率、空腹部血糖、胰岛素和甘油三酯。血清FGF-21随AA含量降低而显著升高，但AA组成或相互作用对其无显著影响。

在为期六周的饲养实验中，随着日粮蛋白质含量的降低，小鼠的体重有下降的趋势，而食量和体脂率有上升的趋势。小鼠肝重、空腹腔血糖、胰岛素和甘油三酯也随着蛋白质的减少而降低。FGF-21随着蛋白质的减少而增加。AA成分不影响上述指标。

以上结果表明，减少AA的总摄入量有利于代谢获益，而AA成分对代谢获益的贡献不大。此外，用总蛋白含量和来源不同的六种天然食物对小鼠进行测试，得到了相同的结果。

总结

许多流行病学和临床研究表明，植物性饮食可以改善代谢，降低心血管疾病的死亡率和全因死亡率。然而，植物性膳食和动物性膳食中蛋白质含量和氨基酸在改善健康方面的作用和机制尚不清楚。本研究发现，植物性食物和动物性食物在总蛋白质含量和氨基酸组成上存在差异。与杂食者相比，纯素食者摄入的总蛋白质较少，但氨基酸组成差异不大。小鼠实验表明，在总能量摄入相同的情况下，蛋白质总摄入量而不是氨基酸组成是代谢和心血管健康的主要影响因素。本研究揭示了植物性饮食代谢受益的主要因素是总蛋白质摄入量的减少。

文/阿司匹林SHPP

编辑/简

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.06.011