AKG学名α-酮戊二酸，即GB 2760-2014中的食品用合成香料2-氧代戊二酸，科学证实AKG是三羧酸循环的重要中间代谢产物之一，通过参与新陈代谢来为细胞提供能量。   

今天咱们一起来看看关于AKG的一些显著的科研成果。

    1、抗衰延寿源起

目前，大家对AKG抗衰、延寿的认知均来自于2014年《Nature》杂志上一篇“代谢物α-酮戊二酸通过抑制ATP合酶和TOR来延长寿命”的文章，研究表明：α-酮戊二酸（AKG）通过抑制线粒体ATP合酶和TOR信号通路来延长秀丽隐杆线虫的寿命。^[1]

2、健康老龄化

2020年《Cell Metabolism》杂志上发表的“α-酮戊二酸，一种内源性代谢物，可延长衰老小鼠的寿命并减少其发病率”一文显示，美国巴克老龄化研究所的研究人员在哺乳动物身上进行了AKG抗衰老的首次相关研究。研究发现，在食物中添加α-酮戊二酸（AKG）的中年小鼠具有更好的“老年生活”，随着年龄的增长，它们更加健康，死亡前经历的疾病和残疾时间也大大缩短。^[2]

3、热量限制与抗衰

《Current Opinion in Toxicology》上发表了“模拟热量限制以达到抗衰老效果：α-酮戊二酸的促氧化作用”，研究显示热量限制后的酵母和线虫中AKG水平会上升，说明AKG与热量限制有一定的联系，而热量限制会刺激线粒体中活性氧ROS产生，ROS水平的适度增加会诱导防御机制，这可能是AKG的一大抗衰机制。^[3]

4、提升肌肉力量

研究发现，饮食中添加AKG可以增加小鼠的耐力运动距离、MyHC I与MyHC IIb的比例、骨骼肌中的小动脉和毛细血管密度。结果表明AKG/OGR1在骨骼肌中具有调节血流、促进慢肌纤维转化和毛细血管化的作用。这些发现为维持人体肌肉功能的AKG/OGR1信号通路提供了理论基础。^[4]

5、改善骨质疏松

研究发现，AKG的使用增加了老年小鼠的骨量，减轻了与年龄有关的骨质流失，并加速了老年啮齿动物的骨骼再生。AKG改善了源自老年小鼠的骨髓间充质干细胞的衰老相关表型，并促进了它们的增殖、集落形成、迁移和成骨潜能。^[5]

6、调节心血管疾病

AKG通过抗氧化、抗炎、调节免疫系统等方式，保护心肌功能，调节心肌梗死、心肌肥大、心力衰竭等心血管疾病的发生和发展，同时在调节血压血脂、改善动脉硬化等过程中也发挥了一定的积极作用，证实了 AKG 在治疗心血管疾病方面具有可观的潜在价值。^[6]

AKG的代谢过程与感应机制^[6]

AKG含量与动脉粥样硬化的关系^[6]

AKG调节心血管疾病的分子机制^[6]

5、调控肠道菌群

研究表明，饮食中补充AKG可以减轻肠道粘膜细胞的氧化应激和损伤，同时改善肠道粘膜的完整性和营养吸收。AKG的氧化在小肠中提供了大量的ATP，并调节细胞的氧化状态。AKG是一种新颖且有前景的补充剂，可以改善动物甚至人类的肠道健康。^[7]

6、改善脑缺氧

研究表明，AKG在脑缺血再灌注损伤中通过促进IL-10蛋白的表达发挥神经保护作用。在体内实验中，AKG补充显著改善了MCAO小鼠的神经功能缺损、梗死体积、神经损伤和细胞凋亡，并改善了体内神经系统评分。^[8]

7、抑制癌细胞

外源性补充AKG，限制了促进肿瘤细胞分化的HIF-1α亚基的表达，并降低HIF-1α亚基与蛋白连接的能力，从而减少促红细胞生成素的产生，红细胞和血管的生成减少抑制了肿瘤细胞的生长和扩散。^[9]

8、增强肾功能

在肾脏中，AKG主要参与维持酸碱平衡，代谢组学研究表明肾脏疾病中AKG水平失调。研究表明，补充钙-AKG（Ca-AKG）可以改善慢性肾衰竭患者的肾功能和营养状况。在这些患者中，每日使用Ca-AKG在1年的随访中显示出与健康对照相比更高的血浆精氨酸水平。^[10]

9、保护肝脏

研究发现α-酮戊二酸主要抑制肝脏糖异生，降低生糖氨基酸向葡萄糖的转化。^[11]

α-酮戊二酸对小鼠胆管结扎所致胆汁淤积性肝损伤具有缓解作用，其机制可能与其抑制炎症反应和减少肝细胞凋亡有关。^[12]

AKG对急性高脂血症引起的肝脏脂质代谢紊乱有潜在保护作用，观察结果表明，AKG可以有效缓解P407诱导的高脂血症小鼠以及棕榈酸损伤的HepG2细胞和原代肝细胞中的肝脏脂质积累、线粒体功能障碍和氧化还原稳态丧失。^[13]

10、延缓皮肤老化

研究结果表明，α-酮戊二酸能够刺激成纤维细胞中胶原酶活化的途径，增加胶原蛋白的产生，并减少UVB诱导的皱纹形成。因此，α-酮戊二酸可作为化妆品领域的有效抗皱剂。^[14]

研究表明，Alpha-KG（α-酮戊二酸）能够促进皮肤保湿和屏障功能，通过激活细胞增殖以及上调与表皮功能维持相关的基因mRNA表达，包括FLG（丝聚蛋白）、SPT（丝氨酸棕榈酰转移酶）和IVL（内皮素）。^[15]

11、促进伤口愈合

研究结果表明，给予经过AKG预处理的脂肪干细胞（ADSC）可以加速酸烧伤伤口的愈合，从而诱导 HIF-1α 表达升高并延长移植干细胞的存活时间。^[16]

参考文献

[1] Chin, Randall M. et al. The Metabolite Α-Ketoglutarate Extends Lifespan By Inhibiting ATP Synthase And TOR. Nature, vol 510, no. 7505, 2014, pp. 397-401.

[2] Azar Asadi Shahmirzadi. et al. Alpha-ketoglutarate, an endogenous metabolite, extends lifespan and compresses morbidity in agingmice. Cell Metabolism (2020)

[3] Maria M. Bayliak. et al. Mimicking caloric restriction for anti-aging effects: The pro-oxidant role of alpha-ketoglutarate. Current Opinion in Toxicology  (2022)

[4] Jinping Yang. Guli Xu. et al. AKG/OXGR1 promotes skeletal muscle blood flow and metabolism by relaxing vascular smooth muscle. Life Metabolism, Volume 1, Issue 3, December 2022, Pages 285–297

[5] Yuan Wang .Peng Deng. et al.Alpha-ketoglutarate ameliorates age-related osteoporosis via regulating histone methylation.Nature Communications  (2020)

[6] 程丹雨,刘健康 α-酮戊二酸在心血管疾病中的研究进展 生命科学 2022 tx 34卷第5期 554-564

[7] Yongqing Hou.Lei Wang. et al. Alpha-Ketoglutarate and intestinal function.Front Biosci 2011 Jan 1;16(3):1186-96.

[8] Weilong Hua. Xiaoxi Zhang. et al. AKG Attenuates Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury through c-Fos/IL-10/Stat3 Signaling Pathway.Oxidative Medicine and Cellular Longevity  2022

[9] Krauß, D., & Gottlieb, E. (2020). Restraining colorectal cancer with αKG. Nature cancer, 1(3), 267–269

[10] Lijing Guo.Shihua Chen. et al. Disrupted Alpha-Ketoglutarate Homeostasis: Understanding Kidney Diseases from the View of Metabolism and Beyond.Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy 2022-06-27

[11] Yexian Yuan. Canjun Zhu. et al. α-Ketoglutaric acid ameliorates hyperglycemia in diabetes by inhibiting hepatic gluconeogenesis via serpina1e signaling.Science Advances 2022-05-04

[12] XIE Yuhong, TANG Bo, FAN Chongxi, LI Bairong, SUN Tao, NING Shoubin. Alpha-ketoglutarate alleviates cholestatic liver injury in mice[J]. Journal of Army Medical University, 2022, 44(13): 1322-1329.  

[13] Danyu Cheng.Mo Zhang. et al.α-Ketoglutarate prevents hyperlipidemia-induced fatty liver mitochondrial dysfunction and oxidative stress by activating the AMPK-pgc-1α/Nrf2 pathway Redox Biology Volume 74, August 2024

[14] SON E D, CHOI G H, KIM H, et al. Alpha-ketoglutarate stimulates procollagen production in cultured human dermal fibroblasts, and decreases UVB-induced wrinkle formation following topical application on the dorsal skin of hairless mice [J]. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 2007, 30(8): 1395-9.

[15] YANG F, ZHOU Z, GUO M, et al. The study of skin hydration, anti‐wrinkles function improvement of anti‐aging cream with alpha‐ketoglutarate [J]. Journal of Cosmetic Dermatology, 2022, 21(4): 1736-43.

[16] Shuaijun Li.Cheng Zhao.et al. α-ketoglutarate preconditioning extends the survival of engrafted adipose-derived mesenchymal stem cells to accelerate healing of burn wounds Experimental Cell Research Volume 439, Issue 1, 1 June 2024