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导读:
 

 在实验室里,减少这种物质的摄入,动物反而能活得更久。这背后的原因是什么?它对人类的衰老问题又意味着什么?

Amber Dance|撰文

严雅军|翻译

寂寞帅猫|校译

走进超市你会发现,蛋白质已经成了货架上的常客。从酥脆的薯片到解馋的曲奇,甚至一些瓶装饮料都打上了含蛋白质的标签。它也频繁出现在新闻头条中:今年1月份新发布的美国膳食指南将蛋白质的推荐摄入量从每公斤体重0.8克提高到了1.2至1.6克。

然而,有一群科学家正在研究一种截然相反的现象:从单细胞酵母到昆虫再到啮齿类动物的多种生物中,将蛋白质摄入量削减到极低水平,反而能让它们活得更久。

这对人类也是如此吗?

回答这个问题之前,我们需要明确的是:人体需要蛋白质来构建和修复组织,当蛋白质供能比降至约7%或更低时,带来的不是长寿,而是营养不良。但通过研究实验室动物的蛋白质限制*[译者注1],科学家们可以了解生物如何感知营养、身体如何策略性地应对营养过剩或短缺,以及这一切如何影响健康和寿命。这可能会为人类带来启示。

“关于如何管理衰老以及如何健康地老去,我们可以从蛋白质限制的原理中学到很多,”加拿大麦克马斯特大学的生理学家斯图尔特·菲利普斯(Stuart Phillips)表示。

小鼠的饮食日记 

菲利普斯认为,比起更为人熟知的卡路里摄入限制,蛋白质限制其实可以看作是一种轻量版的长寿策略。一个多世纪以来,科学家发现少吃三五成饭确实能让动物活得更久。如今,一些人正在尝试一种更人性化的版本:不减总热量,只减蛋白质。

实验室中进行低热量或低蛋白饮食的动物确实更长寿。在最近的一项研究中,自由进食普通饲料的小鼠最长存活了1008天。摄入相同食物但热量仅为80%的小鼠,存活时间长达1179天——这对于小鼠来说已是高寿*![译者注2]这两组小鼠的饲料中蛋白质含量均为18%。第三组小鼠可以尽情享用蛋白质热量仅占6%的“自助餐”,它们的存活时间介于两者之间,最长为1115天。

这些效果不仅限于延长寿命,限制性饮食还改善了健康状况。进行热量限制或蛋白质限制的小鼠,其血糖和胰岛素水平较低,同时胰岛素敏感性指标也更好(也就是说身体对胰岛素的反应更灵敏)——这些都是代谢健康的标志。随着限制饮食的小鼠年龄增长,这些健康信号仍在持续,而正常饮食的小鼠在衰老过程中身体状况则不断恶化。不出所料,进行热量或蛋白质限制的小鼠体脂也更低。事实上,在一年后的检查中,它们已经瘦得相当明显,体重仅为正常进食对照组的三分之二左右。

限制蛋白质摄入的小鼠寿命更长。研究人员给 30 只雄性小鼠喂食蛋白质含量为 20% 的标准饮食,给另外 30 只小鼠喂食蛋白质含量仅为 5% 的饮食。摄入较少蛋白质的小鼠寿命更长。

在另一项来自中国学者的近期研究中,研究人员将目光锁定了衰老的分子信号。随着动物年龄增长,身体会发生各种变化,例如不稳定的游离氧自由基会对组织造成损伤。研究发现,进行低蛋白饮食的小鼠在多个器官的DNA和蛋白质中,都展现出了多种抗衰老特征。例如,它们体内具有保护作用的抗氧化酶水平显著提高。值得注意的是,这些益处在步入“中年”的小鼠身上最为明显,这表明低蛋白饮食带来的好处在整个生命周期中并非一成不变。

开快车还是慢慢来? 

科学家们尚未完全破解小鼠在限制性饮食下变得消瘦、健康且长寿的所有生物学机制。一个显而易见的解释是:它们缺乏构建和维持身体组织的营养,或者必须将有限的能量优先供应给大脑——然而有科学家认为这可能并非全部原因。它们代谢健康和长寿背后的深层原因尚不明确,但科学家们已经有了一些设想。 

英国剑桥大学的神经内分泌学家克莱门斯·布卢埃(Clemence Blouet)将身体比作汽车。你可以开快车,虽然这会消耗大量燃料并加剧零件损耗;你也可以保持每小时15英里(约24公里)的慢速平稳行驶,这样汽车的使用寿命会更长。她认为,生活在高蛋白或高热量的“快车道”上,可能会加速促衰老的氧自由基积累。尤其是蛋白质,它不仅激活促进生长也激活促进衰老的系统。而限制饮食可能意味着产生更少的损伤性自由基,减少促衰老作用,从而让身体更久地保持平稳运行。

菲利普斯教授则提出了另一种假设:想象一下,当身体因营养供应有限而被迫进入“高效率模式”时,它会更高效地回收利用制造蛋白质所需的氨基酸原料。“我认为,到那时,许多与衰老相关的其他进程也会变得更加高效……并且运行得非常出色,”他说道。

路易斯安那州彭宁顿生物医学研究中心的生理学家克里斯托弗·莫里森(Christopher Morrison)指出,低蛋白带来的长寿效应并非仅仅因为身体缺乏构建组织的原料。这背后存在着更具策略性的机制。莫里森团队研究了一种由肝脏产生的名为FGF21的激素。当蛋白质供应不足时,FGF21似乎会向大脑发出信号:“嘿!饮食里的蛋白质不够了!”。可如果通过基因工程使小鼠缺失FGF21,它们在面对低蛋白饮食时不仅不会长寿,反而死得更早!换句话说,只有当大脑接收到信号并调整身体反应时,低蛋白才能延长寿命。

莫里森总结道,这种生长变慢其实是身体的一种自我保护机制。它非常聪明,不需要等到蛋白质少到让肌肉萎缩、身体虚弱的地步,它就会提前预判,主动调低生长的速度。这是身体自己的“选择”。他曾合作撰写2025年《营养学年评》(Annual Review of Nutrition)中关于蛋白质限制的综述。

FGF21激素作用机制图。只有当大脑知道发生了什么时,身体才会对蛋白质限制做出反应。肝脏在低蛋白状态下产生的FGF21激素是这一信号的重要组成部分。在FGF21的作用下,大脑会启动一系列适应性调整。当只给实验室小鼠提供低蛋白食物时,它们会增加进食量以试图获取足够的蛋白质;科学家推测,这也会导致动物消耗掉摄入的多余能量。这些动物还会表现出生长放缓和代谢健康状况的改善。如果动物处于更自然的情况(有多种食物可选),它们会主动摄入更多蛋白质而减少碳水化合物,因此总能量摄入变化不大。

如果蛋白质匮乏时的寿命延长是一种(无意识的)选择,那么在蛋白质充足时维持默认的较短寿命,或许也是一种选择。悉尼大学营养生物学家斯蒂芬·辛普森(Stephen Simpson)认为,虽然这看起来似乎违反直觉,但对于需要在生存与繁殖之间权衡的动物来说,是完全合理的。

当营养丰富、含蛋白食物充足时,动物会趁热打铁,将能量和资源投入到生长和繁衍中。这可能意味着它们不会快速修复氧自由基或其他压力源造成的组织损伤。从进化的角度看,为了更多的后代,牺牲几个月的寿命是值得的。

相反,辛普森说,如果营养难以获得,动物会蛰伏起来。它们会激活保护性和修复性的抗衰老机制,希望能活到好日子到来时再进行繁殖,即便这意味着它们会变得弱小一些。辛普森的研究也支持了这一点:与摄入高蛋白食物的小鼠相比,低蛋白饮食小鼠的精子和卵泡数量等繁殖指标均有所下降。

科学家们正试图厘清这些“趁热打铁”与“蛰伏”方案背后的生物学机制。菲利普斯表示,他们发现的分子可能会启发研发帮助人类健康老去的药物。例如,已知一种由mTOR酶介导的生理系统负责调节生长、繁殖和衰老。低蛋白饮食会抑制mTOR,而一种被称为雷帕霉素(Rapamycin)的药物同样能抑制它,该药物因其抗衰老潜力而备受关注。

人类的蛋白质饮食 

不过,以上所有数据都来自非人类实验动物。莫里森说:“我认为我们并不真正清楚长期的蛋白质限制对人类意味着什么。” 

科学家很难让一大群人进行长达数十年的低蛋白饮食实验,再等待观察寿命。目前更多依赖于调查问卷中的饮食习惯,并将其与疾病和生存情况进行关联分析。这类研究的结果各不相同,但总体而言,高蛋白摄入似乎与心血管疾病和2型糖尿病的风险略微升高有关。菲利普斯提醒说,摄入大量动物蛋白的人往往同时摄入相应的饱和脂肪,这可能干扰健康研究结果;相比之下,富含植物蛋白的饮食并未表现出同样的负面模式。

在这类研究中的另一复杂因素是,蛋白质需求随年龄变化。一项研究发现,对于50至65岁的人群,低蛋白饮食与癌症或全因死亡率较低相关,这高蛋白饮食相比具有一定优势。但对于65岁以上的人群,情况发生了逆转:低蛋白摄入反而与更高的癌症死亡率和总死亡率相关。因此,在中年时期保持低或平均水平的蛋白质摄入,但在65岁以后增加摄入,或许是有益的。

根据观察性研究,蛋白质需求随年龄变化,低蛋白饮食的效果也是如此。在50-65岁成年人中,低蛋白饮食与全因*[译者注3]及癌症死亡率下降相关;但在66岁及以上人群中,该饮食虽然与糖尿病死亡风险降低相关,却与更高的癌症及其他死因风险相关。

而且,这一切的前提是人们能够忍受连续多年坚持这样的饮食习惯。辛普森思索道,尽管众所周知蛋白质有助于提供饱腹感,但相比于全面限制热量的饮食,低蛋白饮食体感上可能没那么痛苦。但他的研究显示,从蝗虫到人类,一旦身体缺乏蛋白质,就会渴望它。在一项研究中,志愿者在诊所度过了四天,他们可以从一份受控菜单中随心所欲地挑选食物,而菜单中所有选项的蛋白质含量都统一为10%。结果,在对蛋白质的渴求下,他们大量地摄入咸味零食。因此,他们的总热量摄入反而超标*[译者注4],这可不是好的饮食习惯。

值得注意的是,接受《Knowable Magazine》采访的科学家中,竟然没有一个人在限制自己的蛋白质摄入。莫里森说:“我既不是果蝇,也不是小鼠。”虽然他尽量避免摄入过量蛋白,但他并不觉得自己能坚持极其严苛的低蛋白饮食。此外,他补充道:“我可不想瘦成杆儿。”

注释:

译者注1:蛋白质限制,一种通过减少饮食中蛋白质摄入量(但总热量不变)来干预代谢和衰老过程的策略。

译者注2:小鼠平均寿命通常在700到900天之间。

译者注3:全因死亡率:在一定时期内(通常是一年),因各种原因导致的死亡总人数占同期平均总人口数的比例。

译者注4:医学界存在“蛋白质杠杆假说”,即机体会优先调节蛋白质摄入,当膳食蛋白不足时通过过量进食获取足够蛋白质,导致总能量过剩引发肥胖。

作者简介:

Amber Dance是《Knowable Magazine》特约撰稿人。常驻洛杉矶。看来,她暂时还不会放弃自己花生酱配希腊酸奶的习惯。

原文标题The curious case of low-protein diets,2026年2月19日发表于Knowable Magazine,《赛先生》获授权翻译并发布。

原文链接: 

https://knowablemagazine.org/content/article/living-world/2026/low-protein-diet-animals-live-longer

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本文授权翻译自Annual Reviews 旗下杂志 Knowable Magazine,点击文末阅读原文可订阅其英文通讯。Annual Reviews是一家致力于向科研工作者们提供高度概括、综合信息的非营利性机构,且专注于出版综述期刊。Annual Reviews官方中文微信公众号已经上线,欢迎关注。

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