Animal- and plant-based proteins: human health outcomes and environmental impact

Background The fact that dietary proteins play a fundamental role in human nutrition is indisputable; among their functions, the one certainly best known and studied is the tissue-building one. However, the beneficial effects of ingested proteins also affect body composition, regulation of various metabolic pathways, satiety and immune system activity, therefore these energy and regulatory functions are equally important. Over the last 60/70 years, in high income countries there has been an exponential increase of animal protein sources intake and a complementary decrease of plant-based protein sources consumption: these dietary changes have been identified as one of the elements with greatest role in the chronic diseases rise and, at the same time, has led to significant environmental impacts. Study’s aim The main aim of the study was to evaluate the effects of the two protein sources categories (animal and plant-based) on human health; more specifically, we wanted to investigate the relationship between their intake and the most prevalent chronic diseases globally. At the same time, we also considered the environmental impacts of these foods in a planetary health perspective: human health, in fact, cannot be separated from planet’s health. By integrating these two aspects, the intention is to propose a first draft of a multidisciplinary approach in the field of nutrition, which can also be used in the clinical-health field to also consider the environmental aspect in patient care. Materials and methods The article has been divided into four parts that deepen various aspects of this topic: protein quality, vegetarian dietary patterns, the Mediterranean diet double pyramid and finally the study of individual protein sources through the creation of ad hoc tables. For each section we searched various types of papers according to needs (narrative reviews, consensus papers, systematic reviews, meta-analyses of prospective cohort studies, umbrella reviews, and even some interventional studies) from the most important databases (PubMed, Google Scholar, WebScience, Cochrane Library and Scopus). Results The data discussed in this thesis allow us to conclude that plant-based protein sources consumption is associated with better health outcomes (namely, on the cardiovascular system) than animal-based product use. As far as mechanisms of action are concerned, there are currently no data to explain these effects and much more research is needed. However, the irrefutable healthier activities of plant-based protein sources dovetails with their lower environmental impact, which must be taken into account when we design optimal diets. The health of the planet cannot be disjointed from the health of the human being. Conclusions Future research will clarify the putative health effects of plant-based protein sources when compared with animal ones and will foster better agronomic practice and influence public health in a direction that will benefit both the planet and its inhabitants.

Premesse Il fatto che le proteine alimentari svolgano un ruolo fondamentale nel campo della nutrizione umana è indiscutibile; tra tutte le loro funzioni, quella certamente più conosciuta e studiata è quella plastica. Tuttavia, tra gli effetti benefici dell’assunzione di proteine vi è anche l’influenza sulla composizione corporea, la regolazione di vie metaboliche endogene, il senso di sazietà e l’attività del sistema immunitario. Nel corso degli ultimi 60/70 anni, nei Paesi ad elevato reddito si è verificato un incremento esponenziale dell’assunzione di fonti proteiche animali e contemporaneamente una riduzione di quelle vegetali: questo cambiamento è stato identificato come uno degli elementi che ha contribuito maggiormente all’aumento delle malattie croniche; allo stesso tempo, ciò ha determinato anche notevoli impatti sull’ambiente. Scopo L’obiettivo di questo studio è stato quindi quello di valutare gli effetti delle due principali categorie di fonti proteiche (quelle animali e quelle plant-based) sulla salute umana approfondendo, in particolare, la relazione tra il loro consumo e le patologie croniche più diffuse. Contemporaneamente si è considerato anche l’impatto ambientale di tali alimenti in un’ottica di salute planetaria: la salute umana, infatti, non può essere scissa da quella del pianeta. L’integrazione di questi due elementi vuole porre le basi per un approccio multidisciplinare nell’ambito della nutrizione che possa essere fruibile in ambito clinico-sanitario per tener conto anche dell’aspetto ambientale nella cura del paziente. Materiali e metodi L’articolo è stato diviso in quattro parti che approfondiscono vari aspetti di questo tema: la qualità proteica, i pattern dietetici vegetariani, la doppia piramide della dieta mediterranea e infine lo studio delle singole fonti proteiche mediante la creazione di tabelle ad hoc. Per la stesura di queste quattro sezioni ci si è serviti di varie tipologie di papers in base alle esigenze (narrative reviews, consensus papers, systematic reviews, metanalisi di studi prospettici di coorte, umbrella reviews, e anche alcuni trials clinici) estrapolati dai database più importanti (PubMed, Google Scholar, WebScience, Cochrane Library e Scopus). Risultati Dallo studio emerge che il consumo di fonti proteiche vegetali determina migliori risultati per la salute (ossia, sul sistema cardiovascolare) rispetto all'uso di prodotti a base animale. Per quanto riguarda i meccanismi d'azione, attualmente non ci sono dati che spieghino questi effetti ed è necessaria molta più ricerca. Oltre a questo, è da tenere in considerazione, in ottica di planetary health, che le fonti proteiche vegetali hanno un impatto ambientale notevolmente minore, fattore che deve essere valutato quando si progettano diete ottimali. La salute del pianeta non può essere disgiunta dalla salute dell'essere umano. Conclusioni La ricerca futura chiarirà i presunti effetti sulla salute delle fonti proteiche vegetali rispetto a quelle animali e promuoverà una migliore pratica agronomica che influenzerà la salute pubblica in una direzione che andrà a beneficio sia del pianeta che dei suoi abitanti.