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高磷風險專題報導(四):高磷可能提早老化

改變動物壽命的研究結果都令人震驚。科學的證據指出,延緩老化相關的疾病就可延長壽命。來自酵母菌、果蠅、線蟲、囓齒動物及靈長類恆河猴的實驗獲得一致性的結論:飲食營養充足但限制能量攝取是延緩老化最有效的方法。反之,科學家利用動物模式也發現提早老化與縮短壽命的因素,其中之一就是高磷。百歲人瑞的血磷濃度比一般人為低
 
 
 
改變動物壽命的研究結果都令人震驚。科學的證據指出,延緩老化相關的疾病就可延長壽命。來自酵母菌、果蠅、線蟲、囓齒動物及靈長類恆河猴的實驗獲得一致性的結論:飲食營養充足但限制能量攝取是延緩老化最有效的方法。反之,科學家利用動物模式也發現提早老化與縮短壽命的因素,其中之一就是高磷。百歲人瑞的血磷濃度比一般人為低。

磷是必需營養素,體內既不能缺乏,也不能過量,因此血磷的正常範圍是2.5-4.5 mg/100 ml,不可超過5.5 mg/100 ml。維護血磷恆定由荷爾蒙負責,協調小腸的吸收、腎臟的排泄與骨骼的分解。主要的荷爾蒙是副甲狀腺分泌的副甲狀腺素、腎臟活化的維生素D荷爾蒙,與骨細胞分泌的FGF-23 (fibroblast growth factor-23)。血磷升高時,刺激副甲狀腺素與FGF-23升高,兩者都可促進腎臟將磷排入尿液,但維生素D荷爾蒙則降低,使小腸減少磷的吸收,也避免骨骼分解釋出磷。

體內異常高磷的動物模式之一是FGF-23相關功能破壞的基因缺陷小鼠,導致磷的排泄減少而破壞恆定狀態。腎小管具有負責磷再吸收的蛋白質NaPi2a (sodium-phosphate cotransporters ),FGF-23會抑制NaPi2a的基因表現,使磷的回收減少而提高腎臟的排磷能力。轉基因技術可使FGF-23的作用路徑或NaPi2a失效。破壞FGF-23的作用時NaPi2a增多,促進磷的再吸收而使血磷升高。若是同時破壞FGF-23與NaPi2a的作用,則兩者的作用恰可相抵,血磷會維持正常。

正常小鼠的血磷濃度是8 mg/100 mL。單純破壞FGF-23作用的小鼠從小的血磷濃度就高達14 mg/100 mL,其壽命不超過15週,出生3週之後就逐漸出現提早老化的各種症狀,與人類老化疾病十分相似,諸如:骨骼礦化異常、駝背、皮膚萎縮、性腺發育遲緩、異位性組織鈣化(血管中膜尤其嚴重)、肺氣腫、神經退化等。
同時破壞FGF-23與NaPi2a的小鼠之壽命受飲食磷攝取量的影響。如果磷攝取量高,血磷濃度可高達14 mg/100 mL,壽命大約14 週;如果攝取低磷的飼料,則血磷濃度正常,壽命可超過20週,與正常小鼠相當。經由動物基因與飼料磷量改變的實驗可以確認,磷的攝取量高低足以影響血磷濃度,同時與壽命有關。
動物之間的比較提供了一份很有趣的資料。科學家從文獻與實驗中收集不同動物的血磷濃度,發現壽命短的動物有較高的血磷濃度。百歲人瑞的血磷濃度最低,處於正常範圍的偏低值。

此外,動物實驗還觀察到高磷會促進腫瘤。飼料從低磷改為高磷的過程,小鼠血清磷濃度從2.17 mmol/L 升高為 3.42 mmol/L,皮膚乳頭狀瘤(skin papillomas)數量會多出 50%。人體的觀察來自日本2600多位洗腎病人,其中腎癌(Renal cell carcinoma) 發生率高於一般民眾。腫瘤的發生或癌症的復原受飲食與生活因子的影響,高磷的風險已經引起各國專家的警覺。

人們如果想利用飲食控制血磷的濃度,需要了解食物中磷的型態和吸收效率。食品添加物所用的磷酸化合物主要是無機態,不須消化分解即可快速吸收。天然食物中的磷主要是有機態,與各種生化分子結合,吸收前須先經消化水解,故吸收率較低。植物性食物中的含磷分子如植酸(phytate) 無法消化而不能吸收。故要避免體內血磷升高,食物的選擇以天然食物優於加工食品,以植物優於動物;選用加工食品時則多採用含磷添加物少的製品。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-食品營養與安全之民眾科普教育計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯: 陳信宏           
審校:謝淑貞
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