FSHW:衰老过程中的膳食肽

0 Comments

Introduction

衰老是生命中不可避免的过程,被定义为生理功能的逐步和全面下降,导致对疾病的易感性增强,健康寿命下降,最终导致死亡。由于营养和医疗保健的显著改善,预期寿命在上个世纪开始显著提高,因此,人口老龄化不断暴露于高血压、慢性冠心病和糖尿病等疾病。在过去的30年中,衰老研究取得了巨大进展,包括识别胰岛素样信号传导途径、雷帕霉素(mTOR)途径的哺乳动物靶标、sirtuins蛋白、衰老的线粒体模型,以及炎症衰老。

此外,有大量证据表明营养对人类衰老具有最关键的影响。已有许多研究提出了通过不同生物活性物质和饮食延长寿命、减轻老化的优点。复杂的营养传感途径以高度保守的方式微调了对补充膳食肽的代谢反应。因此,膳食肽的摄入已显示会影响胰岛素抵抗、mTOR和其他与年龄相关的生物标记物。基于此框架,有限但关键的证据指出了在肽和衰老领域中关于缓解衰老的生物标志物,重新建立体内平衡的机制,肽结构之间的相互联系以及补偿性反应,以及延长寿命的可能性。在此综述中,加拿大阿尔伯塔大学的Khushwant S.Bhullar、Jianping Wu从分子标记和衰老机理的角度讨论了饮食肽的抗衰老作用。

膳食肽和衰老生物标志物
膳食蛋白质包含数百种氨基酸的加密序列,称为生物活性肽,可影响生物过程或底物。生物活性肽影响着人类的广泛健康,并表现出无数的药理活性,包括心脏保护、抗微生物、抗氧化剂、矿物质结合特性,这些作用共同提高了健康寿命。由于它们具有减弱衰老基础的能力,生物活性肽的使用已作为营养品和功能食品受到关注。膳食肽的抗衰老机制还揭示了相互作用的细胞信号通路和高阶分子过程的复杂网络。随着对生物活性肽领域研究兴趣的增长,本综述专注于生物活性肽对健康寿命的改善,讨论它们与调节衰老的途径的相互作用,并且探讨了饮食肽调节的衰老相关途径和过程。
代谢功能
代谢功能是涉及衰老病理的重要因素。衰老伴随着许多代谢变化,包括代谢功能的调节、胰岛素敏感性的下降,和心脏功能的改变。最初,用胰蛋白酶和胃蛋白酶消化大豆球蛋白后,分离出2 种具有刺激性的刺激性肽LPYPIAVPGEVA,它们具有降胆固醇的活性。通过缀合的胆汁酸与大豆球蛋白水解产物的体外结合来确定活性,也表明可能的体内活性。同样,大豆大豆球蛋白(500 μmol/L)的3 种肽IAVPGEVAIAVPTGVALPYP通过激活固醇响应元件结合蛋白2SREBP-2)途径和摄取肝细胞低密度脂蛋白(LDL)来改善代谢功能。用LTFPGSAED处理肝细胞会上调LDLR-SREBP2途径,从而提高细胞摄取LDL的能力。有趣的是,这些肽还通过AMPK途径上调增加了Ser 872上的β羟基、β甲基戊二酰-CoAHMG-CoA)的磷酸化,表明它们对葡萄糖代谢的影响。此外,鉴定出3 种蛋清卵铁传递蛋白肽(IRWIQWLKP)作为心脏保护肽。从机制上讲,IRW能够减弱受损的胰岛素信号传导途径和GLUT4易位,表明对预防代谢综合征具有有益作用。进一步证据表示,尤其是来自煮熟的豇豆(体外),蜂王浆(体内)以及许多其他物质(体内)衍生肽的胆固醇会调节代谢。此外,酸奶、牛奶、大豆、乳清和鹰嘴豆衍生肽可降低血压、体内脂肪并改善体内代谢。
 
线粒体功能障碍
衰老的自由基理论认为,线粒体代谢过程(例如呼吸)引起的自由基分子的过量产生是驱动衰老的关键因素。因此,饮食肽对自由基损伤的调节将其自身作为减轻衰老的生物标志物和表型。最近从Sardinelle蛋白水解物中鉴定出的NVPVYEGY肽在体外表现出抗氧化活性。同样,从藜麦发酵制得的5 种抗氧化剂肽IVLVQEGTLFRPENVGFGIFTLIINLENSGDKKY表现出清除自由基的能力,同时保持了角质形成细胞的无毒作用。牛乳清肽(如ALPMGDLEVGINAVEGPK)抑制肌肉细胞中自由基的形成。另有研究表示,在体内补充弹性蛋白肽可增加eNOSmRNA产生,表明可能通过PGC1α在转基因小鼠和高血压大鼠中调节线粒体功能。来自细胞和体内模型的多种食物来源的证据有望表明肽具有改善线粒体功能以缓解衰老标记的能力。
 
胰岛素样信号传导(ILS)途径
多项研究显示了饮食肽对衰老的改善作用。IGF-1FOXO因子分别诱导减少的氧化应激、细胞凋亡、促炎信号传导和内皮功能障碍,并延长寿命。酪蛋白糖巨肽衍生肽IPPKKNQDKTE降低了高葡萄糖诱导的胰岛素抵抗,并降低了氧化应激。大豆肽凝集素可通过在mRNA和蛋白质水平上维持IRIRS1表达,以及提高p-IRp-IRS1p-Akt和膜GLUT4蛋白的表达来恢复胰岛素信号转导。

Conclusion

有新的报道表明,多种食物来源的肽具有有效的抗衰老机制。生物活性肽调节涉及衰老的途径,尤其是与代谢和营养素感测有关的途径。大豆肽SREBP-2中的多功能生物活性肽靶向PCSK9蛋白,并降低了LDLR水平,这可能是由SREBP2升高介导的,并阻碍了PCSK9-LDLR相互作用。生物活性肽还可以调节葡萄糖代谢,改善GLUT4易位并模仿FDA批准的降低LDL的药物。此外,食物肽还可以改善C57BL/6J的胰岛素抵抗性,从而改善整体健康状况。根据现有证据,单个生物活性肽可通过靶向多种途径并有效减少内源性氧化应激,从而展现出代谢和线粒体改善作用。已鉴定出多种肽来调节营养传感途径并靶向重要的衰老途径,例如mTORAMPKsirtuins

Abstract

Dietary peptides in aging: Evidence and prospects

Khushwant S. Bhullara,b, Jianping Wua,*

a Department of Agricultural, Food and Nutritional Science, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada

b Department of Pharmacology, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada

With improvements in healthcare and lifestyle, the proportion of the aging population is rising steadily across the world. Many physiological functions are altered during aging and resemble those occurring in disease conditions involving metabolic and mitochondrial disturbances. Thus, there is an urge to better develop dietary or medicinal interventions targeting the mechanisms underlying aging and aging-related diseases. Many reports indicate that in geroscience, dietary interventions such as bioactive peptides to slow aging are a matter of ‘when’ rather than ‘if’. Leading targets for peptides include the metabolic-mitochondrial pathway accompanied by improved nutrient sensing. Modulation of these pathways diminish aging biomarkers in various model organisms and confers protection against a growing list of age-related pathophysiologies. Food derived bioactive peptides are characterized modulators of these pathways, while some verified in vivo and even clinically approved, and numerous others are under development. This brief review focuses on the latest scientific advances in understanding the anti-aging ability of bioactive peptides as well as delineates the possible future directions in this process.

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注