近年来,磷酸盐添加剂在食品中的使用日益增加。 这种物质广泛存在于汉堡的面包、熟肉和盒装奶酪等食品中,作为提升风味、延长保质期和保持食物湿润的添加剂,使得现代饮食中几乎无法避免。 研究表明,过量食用磷酸盐能够升高血压,但其机制仍然不明朗。 近期,德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在发表在《循环》期刊上的一项新研究中,或许找到了这一难题的答案。
该研究发现,当实验鼠食用富含磷酸盐的饮食时,这种添加剂会激活动物的交感神经系统,即负责“战斗或逃跑”反应的身体部位,通过增加一种由骨骼释放的激素的水平来实现。 这种激素名为成纤维生长因子-23(FGF-23),它通过血液旅行,抵达脑干并激活其对应的受体蛋白,触发神经信号,特别是在肌肉活动期间,引发血压升高。
“这是我认为首个明确表明高磷摄入与血压升高之间可能存在直接联系的研究,对该领域是一个非常重要的贡献,”阿拉巴马大学伯明翰分校的肾脏病专家兼临床与转化科学中心主任奥兰多·古铁雷斯博士表示。 古铁雷斯并未参与该项研究。
磷是维持强健骨骼的重要矿物质,与钙协同作用。 根据美国国立卫生研究院的数据,磷在人体内以磷酸盐形式存在,约占我们非脂肪体重的1%至1.4%。 这些磷的85%储存在骨骼与牙齿中,其他部分则通过血液和软组织运输,在维持细胞能量与功能中发挥重要作用。
磷酸盐广泛存在于多种食物中,包括牛奶、蛋黄、肉类、谷物、巧克力和软饮料等。 成年人每日需要大约700毫克的磷酸盐以维持血液水平的稳定,而儿童与青少年则需要更多,约为1250毫克。 大多数人通过常规饮食满足这些需求。
然而,近年来包装食品中磷酸盐添加剂的增加使美国人不知不觉中消费更多的磷酸盐。 德克萨斯大学西南医学中心的高血压专家、该研究的领导者万佩恩·翁帕塔纳欣博士表示,虽然很难确切地计算人们额外摄入的磷酸盐量,但国家健康和营养检查调查显示,平均摄入量已经超过推荐的日摄入量的两倍。
翁帕塔纳欣表示:“磷酸盐的消费量每年都在增加,目前接近1400毫克。 实际上,令人担忧的是,约有25%的人口的摄入量最高,达到2100毫克,是推荐量的三倍。”
过量消费磷酸盐令人担忧,尤其是目前对于过量磷酸盐的长期健康后果仍不清楚。 目前的研究显示,超出身体需求的磷酸盐摄入量能够提升血压,这种现象不仅发生在已经患有高血压的人群中,甚至健康的年轻人也受到影响,瑞士巴塞尔大学2018年的一项研究表明。
在2016年,翁帕塔纳欣及其同事发现,持续三个月食用高磷饮食的实验鼠,在静息状态和其后肢肌肉被电刺激时都出现了较高的血压。 该效应由交感神经系统驱动,表明过多磷酸盐的摄入可能使身体对身体活动产生过度反应,导致血压大幅上升。 这一机制还需要进一步的研究来明确。
然而,磷酸盐如何激活交感神经系统的具体途径仍然不明。 2005年,瑞士的研究者发现,29名年轻男性在降低磷摄入后,成纤维生长因子-23的水平下降。当他们恢复摄入更多磷时,这种激素的血液水平再次升高。
后来的研究将成纤维生长因子-23的升高与儿童的高血压及慢性肾病患者的心脏不良结局联系在一起。此外,部分研究还暗示,这种激素可能进入大脑和脑脊液,后者是缓冲大脑和脊髓的透明液体。
翁帕塔纳欣和其同事在他们的研究中,试图定位成纤维生长因子-23具体在身体的何处触发了交感神经系统。 他们给大约11至12周大的年轻实验鼠提供了高或低磷饮食,持续三个月。 然后,研究团队进行了系列测试,追踪成纤维生长因子-23在体内释放后运动的位置。
研究者们测量了实验鼠的血压,监测了其肾脏交感神经活动,并给他们使用各种药物,阻止激素与不同成纤维生长因子受体的结合,这些受体是触发激素效应的细胞 docking 台。 吃了高磷饮食的实验鼠——大约含有1.2%的磷——血液和脑脊液中的成纤维生长因子-23水平相比于正常磷饮食(0.6%磷)明显上升。 在高磷饮食的实验组中,实验鼠的血压和肾脏交感神经活动水平也高于对照组。
尽管一些研究曾暗示大脑可能自主产生这种激素,但翁帕塔纳欣表示,他们的研究发现并非如此:这一激素能直接通过血脑屏障,即大脑的血管及细胞构成的安全屏障,迅速到达大脑。 研究团队还标记了成纤维生长因子-23,使用放射性标记物来观察它在实验鼠身体中的移动。虽然没有直接测试,金寒圭表示,高磷饮食可能使血脑屏障变得更容易渗透,令这激素能够更轻松进入大脑。
进入大脑后,成纤维生长因子-23似乎在脑干中激活交感神经系统,而脑干是调节血压的控制中心,包括对呼吸、消化和心率进行调节的延髓等区域。 激素与神经系统广泛存在的成纤维生长因子受体4结合后,激活了心血管功能和免疫反应所需的酶——钙调蛋白A。 这个改变可能解释了研究者们在用电刺激模拟运动铁器反射时,实验鼠血压和交感神经活动上升的原因。
由于该研究是在实验鼠身上进行的,因此需要在其他动物身上进行更多研究,最终过渡到人类的研究。 翁帕塔纳欣和金寒圭计划对有肾脏疾病的动物进行后续研究,因为在这些动物中,由于肾脏无法正常排泄,磷酸盐容易积累。 他们还想探讨磷酸盐如何与其他矿物质如钠和钾相互作用,这两种矿物质也有助于调节血压。
翁帕塔纳欣表示,了解这些矿物质如何共同影响血压非常重要,因为我们并非单独摄入磷酸盐或钠。 理解对健康最优的平衡是“百万元问题”。
与此同时,这些发现突显了磷酸盐对心血管健康构成的真实威胁,并强调了迫切需要降低饮食中磷酸盐添加剂的摄入。 阿拉巴马大学伯明翰分校的古铁雷斯表示:“即使人们想减少磷的摄入,但很难通过食品标签计算出具体含量。 在我的领域中,这类研究引发了许多讨论,希望能向美国食品药品管理局等机构请愿,制定更严格的标准,以便人们能够自主做出更健康的饮食决策,控制自己的磷摄入量。
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