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健身时喝牛奶增肌?牛奶中的外泌体很重要!

外泌体是一种将RNA或蛋白质货物从供体细胞转移到受体细胞的纳米颗粒,引起受体细胞基因表达和代谢的变化。有证据表明牛奶等饮食来源中的外泌体及其货物也会被人体吸收,而且体外研究表明牛奶外泌体促进了小鼠成肌细胞C2C12的生长。在这项发表于J Nutr Biochem杂志的研究中,研究人员发现牛奶外泌体的含量决定了蛋白质被骨骼肌的吸收量。摄取外泌体缺乏的牛奶的小鼠,蛋白质更容易向非骨骼肌(如肝肾)的方向积累。因此,广大健身的同胞们注意啦,你们喝的蛋白质补品中的外泌体含量可能也决定着你们的健身效果哦。

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细胞外囊泡(EV)是由几乎所有细胞类型分泌的囊泡。最初EV被认为是细胞废物处理的介质,现在因其在细胞间通讯中的作用而被广泛认可。被称为外泌体的EV类型的大小约为150nm,来源自胞内体并在多泡体中进一步加工。外泌体通过供体细胞释放到细胞外环境中时,可以被受体细胞吸收并递送它们中的货物。

外泌体货物包括蛋白质、脂质、DNA和各种RNA种类,例如mRNA、长非编码RNA和miRNA。miRNA因其在通过翻译抑制或降解mRNA的转录后调节中的作用而特别受到关注。将miRNA货物装载到外泌体中是非随机过程并且涉及到未知的分选机制。RNA在外泌体中的包装是至关重要的,既可以在降解条件下保护RNA,例如低pH和富含RNase环境,又用于通过胞吞作用进行细胞摄取。

该研究团队此前的研究认为,外泌体及其货物不一定完全来源于人体内源性合成,并提出外泌体及其货物也可以从跨物种的牛奶等膳食来源获得。例如,人肠道和血管内皮细胞和大鼠肠细胞通过内吞作用运输牛奶外泌体,并通过基底外侧膜分泌miRNA货物。人类从牛奶中吸收miRNA,被递送到循环免疫细胞,改变相关基因表达。虽然膳食miRNA的生物利用度仍然存在争议,但很多实验室已经证实这一观点,牛奶外泌体及其货物具有生物可利用性并可提供功能性RNA货物。初步研究表明,饮食中如果缺乏外泌体和它们的RNA货物将引起不良引起表型,例如异常的嘌呤代谢和受损的空间学习和记忆。miRNA是导致这些效应的主要但不是唯一的物质,因为牛奶含有超过400种miRNA,超过60%的人类基因受人类内源性miRNA的调节,并且绝大多数牛的miRNA具有类似于人类的同源序列。

补充牛奶外泌体的C2C12成肌细胞培养液促进肌管生长,表明牛奶外泌体摄入量和肌肉蛋白质增加之间可能存在联系。此外,外泌体有助于对耐力运动的全身反应。本研究认为,牛奶外泌体也能促进整个动物的肌肉蛋白质增加和肌肉力量。牛奶外泌体的膳食摄入量会改变小鼠骨骼肌的强度、基因表达和氨基酸谱。将3周龄的雄性和雌性C57BL / 6小鼠喂食基于AIN93G标准的外泌体及RNA缺乏的(ERD)饮食6周。对照组喂食外泌体和RNA充足的(ERS)饮食。通过使用代谢笼、握力分析仪、临床化学分析仪、LC/MS-MS和RNA测序分析来分析小鼠的进食行为、代谢、握力、肝肾功能、氨基酸谱和基因表达的改变。结果发现,在喂食ERD和ERS饮食的雌性和雄性小鼠的骨骼肌中分别有12个和9个mRNA差异表达。 ERD饮食降低骨骼肌中相关基因表达和游离氨基酸水平,这与牛奶外泌体及其RNA货物在骨骼肌以外的组织(如肝肾)中积累的观察结果一致。

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图:小鼠饮食缺乏外泌体及RNA后,肝、肾等骨骼肌以外的组织中蛋白质的积累增加。

参考文献:Leiferman A, Shu J, Grove R, Cui J, Adamec J, Zempleni J. A diet defined by its content of bovine milk exosomes and their RNA cargos has moderate effects on gene expression, amino acid profiles and grip strength in skeletal muscle in C57BL/6 mice. J Nutr Biochem. 2018 Jun 12;59:123-128.

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