彭 辉 王 欢
(河北经贸大学生物科学与工程学院,河北 石家庄 050061)
我国居民饮食结构表现为动物性食物和油脂的摄入量不断提高,植物性食物则持续下降。尤其是老年人健康状况堪忧,如肥胖、高血压、高脂血症、糖尿病等的发生率正在逐年增加。膳食纤维被称为“第七大营养素”,其作用越来越受到人们的重视〔1〕。专家们一致认为:纤维食品将是21世纪主导食品之一。目前已有大量关于膳食纤维在防治便秘、控制体重、抗癌、降低血胆固醇、预防和控制糖尿病、降低心血管疾病危险性以及提高人体肠道免疫力等方面的流行病学和临床医学研究〔2〕。
膳食纤维是由多个单糖分子(一般在200个以上)经非α-1,4糖苷键缩合而成的高分子戊聚糖或己聚糖的复杂混合物,是不能被人体利用的多糖,即不能被人类的胃肠道中消化酶所消化的,且不被人体吸收利用的多糖。这类多糖主要来自植物细胞壁的复合碳水化合物,也可称之为非淀粉多糖,即非α-葡聚糖的多糖。近年来又有人建议将不可利用的低聚糖或称为抗性低聚糖也包括在膳食纤维的成分之中。
膳食纤维是一种不能被人体消化的碳水化合物,以溶解于水中可分为两个基本类型:水溶性纤维与非水溶性纤维。非水溶性纤维是指被人体消化酶消化且不溶于热水的那部分膳食纤维。是构成细胞壁的主要成分。包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖,其中木质素不属于多糖类,是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化合物。水溶性纤维是指不被人体消化酶消化。但可溶于温水或热水且其水溶性又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶,植物种子中的胶。海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微牛物发酵产物黄原胶以及人工合成的羧甲基纤维素钠盐等〔3〕。
2.1吸水作用 膳食纤维有很强的吸水能力或与水结合的能力。此作用可使肠道中粪便的体积增大,加快其转运速度,减少其中有害物质接触肠壁的时间。
2.2结合有机化合物作用 膳食纤维具有结合胆酸和胆固醇的作用。
2.3阳离子交换作用 其作用与糖醛酸的羧基有关,可在胃肠内结合无机盐,如钾、钠、铁等阳离子形成膳食纤维复合物,影响其吸收。
2.4细菌发酵作用 膳食纤维在肠道易被细菌酵解,其中可溶性纤维可完全被细菌酵解,而不溶性膳食纤维则不易被酵解。而酵解后产生的短链脂肪酸如乙酯酸、丙酯酸和丁酯酸均可作为肠道细胞和细菌的能量来源,促进肠道蠕动,减少胀气,改善便秘。
2.5无营养不消化性 一般情况下,膳食纤维不会被胃酸和消化道酶分解,但水溶性膳食纤维能被肠道细菌所分解利用。
3.1衰老 从生物学上讲,衰老是生物随着时间的推移,自发的必然过程,它是复杂的自然现象,表现为结构的退行性变和功能的衰退,适应性和抵抗力减退。在生理学上,把衰老看作从受精卵开始一直进行到老年的个体发育史。从病理学上,衰老是应激和劳损,损伤和感染,免疫反应衰退,营养失调,代谢障碍以及疏忽和滥用药物积累的结果。但是从现实中看,很少有人是因为自然衰老而死亡,绝大多是因为疾病而死亡。人的疾病并不是因为衰老而引起,但是衰老会导致人体免疫系统降低,从而导致疾病,加速衰老。
3.2衰老机制 衰老机制研究目前理论比较多,主要有两种。第一种是程序性衰老理论:认为一个物种衰老的概率,可以通过他的基因预测。基因决定了细胞能活多久。当细胞死亡,器官功能开始失常,最终将不能维持生命所必需的生物学功能。第二种是自由基理论:认为细胞的衰老是细胞内发生化学反应过程中有害物质堆积的结果。在这些化学反应中,产生称之为自由基的毒素。自由基最终损伤细胞,引起个体衰老。伴随着衰老,损伤越来越多,许多细胞不能正常行使功能或者死亡。当这些现象发生时,可能引起机体死亡。不同的物种以不同的机率衰老,主要取决于细胞如何产生自由基以及对自由基如何产生反应。还有其他诸如免疫学说,DNA损伤修复学说和端区学说等〔4〕。
所有的理论都表明人体的衰老都和体内外损害有关。当摄入有害物过多时,会引起基因损伤,进而影响遗传信息的正确传递,蛋白质合成产生差错,使细胞代谢发生障碍,从而导致细胞老化,引起组织器官功能失调,诱发疾病加速机体的衰老甚至发生肿瘤。由此可以看出,降低有害物的摄入,对人体健康,延缓衰老有着重要的意义。
4.1肥胖 老年人由于消化功能下降,运动量减少,饮食安排欠科学,膳食摄入远远高于身体需要,会直接导致肥胖。而肥胖必然导致心肺等多种脏器负担过重,是众多疾病的诱因。
4.2便秘 老年人由于牙齿脱落等影响,进食过少或食品过于精细,食物残渣过少,对结肠运动刺激减少。老年人骨关节病等慢性疾病较多,影响活动,肠蠕动功能普遍降低,运动量减少导致便秘在老年住院病人中很常见。另外由于老年人身体代谢功能较年轻人弱,造成毒素沉积,影响排便。
4.3高血压、高血脂、高血糖 三高症状在老年人群中普遍常见。我国高血压患病率18.8%,全国约有高血压患者1.6亿,其中60岁以上老年人高血压患病率为25%~35%。年龄因素对于高血脂的影响最大,其次为高血压,对高血糖的影响最弱。心脑血管疾病是危害老年人健康与生活质量的重要因素,而高血压、高血脂及糖尿病等又是心脑血管病的主要危险因素。高血糖、高血脂、高血压在一定程度上影响着老年人冠心病的发生、发展。
4.4口腔疾病 老年是牙齿缺失、牙周病、龋齿等口腔疾病的多发人群。老年人由于牙齿的缺失直接影响了老年人的咀嚼和消化功能,进而影响了老年人的正常饮食和各种营养素的摄入。并且口腔疾病会引起其他疾病诸如心脏、肺和肾等重要脏器的功能,成为某些危重疾病发生的重要诱因。老年人保持口腔健康是健康的必需。
4.5毒素沉积和皮肤色泽改变 食物在消化吸收分解过程中,产生毒素是必然的。有些有害物质会吸附在消化腔道内并刺激黏膜上皮细胞,产期积聚毒素会引起黏膜炎症,会进入血液,加重肝肾负担,导致疾病。
毒素进入血液循环系统,并最终表现在皮肤上,老年人的老年斑,皮肤失去光泽,松弛等皮肤表现都与毒素的沉积有关。
4.6癌症隐患 老年人是癌症多发人群,如食道癌、肠癌、乳腺癌等都是老年人多发病。癌症是一种外因和内因共同导致的疾病。自然界的致癌物广泛存在,不可避免的随着食物的摄入和水的摄入进入体内,如果不能及时排出,时间的积累必然有导致癌症的可能,另外肠道内细菌产生的代谢物是导致肠癌的重要诱因,如果这些代谢物不能及时排出,会直接到时肠道病变。老年人由于消化系统的退化,排便并不正常,这就造成了癌症病发的隐患。老年人由于摄入的精致食物较多,现代研究证明,这些高酸性食物是导致乳腺癌的诱因。另外其他癌症也是老年人群的隐患病症。
膳食纤维并不被人体吸收,营养价值很低,但是对于人体的健康有着巨大的作用,尤其是对老年人的健康起着不可忽视的影响。对老年人代谢正常具有重要意义。
5.1辅助减肥 膳食纤维并不能为消化道所吸收,不能在体内转化为营养物,也就不能转化成内力,膳食纤维在胃肠道中吸水膨胀后,会占用胃肠道体积,给人造成饱腹感。有效抑制进食。减轻饥饿感,并且可以延缓、限制糖和脂肪的吸收,减少了食物的摄入,增加了人体对多余脂肪的消耗,所以具有减肥的作用,而且作为一种天然产物,不会给人体造成减肥不适。高膳食纤维饮食可能通过降低胰岛素水平来控制体重。对体质和健康情况不如年轻人的老年人群减肥最为适合。
5.2润肠通便 膳食纤维分子体积较大可以促进胃肠蠕动,并且能保持原来的性质被排出。膳食纤维空间很疏松,水分可以再膳食纤维的空隙中进出,膳食纤维可以容纳大量的水分,一般容纳水分为本身的20倍以上,吸水后的膳食纤维可以加大肠内容的体积。人体排便反射是因为肠道内粪便到达一定数量才会有反应。所以食用膳食纤维可以促进排便。膳食纤维在肠道内可以为肠道细菌酶分解产生CO2、HO2、乳酸、乙酸等其他短链的低级脂肪酸,这些物质的形成可以促进肠道蠕动,起到减轻便秘的作用。研究认为便秘与膳食纤维的摄入减少有关〔5〕。另一项研究认为如果每天增加1~3 g的膳食纤维6 w后,每月可以增加排便(18.7±9.4)次,对于排便次数少的病人也能增加8.6~12.4次〔6〕。膳食纤维的摄入可以有效降低老年人的便秘问题。
5.3降低血脂、血糖、减少高血压发生 膳食纤维中有些物质可以与造成高血脂、高血糖的物质结合,并可以间接预防高血压的发生,对老年人的身体健康有着重要意义。
果胶可以与胆固醇结合,木质素可以结合胆酸,把这些物质直接排出,从而可以消耗体内的贮存来补充人体所需。比如消耗体内的胆固醇就可以降低血脂,并且可以吸收降低肠道内胆汁和胆固醇的浓度,可以帮助肠道有益菌群的生长繁殖,这些菌群在繁殖过程中同样可以降低胆固醇,从而可以降低高血脂的发生,有助减少冠心病的发生。
膳食纤维给人体提供能量较少,维持较高的肠内停留时间,可以降低葡萄糖的吸收速度,可以减低血糖的上升,有利于高血糖病人病情的改善,同时可以降低生理范围内的胰岛素的分泌,有效控制血糖浓度。一项研究表明,混合膳食中的膳食纤维可抑制餐后血糖的增加,膳食纤维与碳水化合物一起摄入可减少胰岛素分泌〔7〕。也有研究认为高膳食纤维饮食不改变胰岛素的敏感性,而是增加了胰岛细胞的活性〔8〕。另一项关于膳食纤维降糖作用的研究认为,膳食纤维能调节肠道对糖类物质的吸收,延缓血糖的急剧升高,使餐后血糖水平稳定,降低胰岛素的分泌,降低胰岛素抵抗〔9〕。膳食纤维的这种对于糖尿病的有益作用是独立于其他可能的混杂因素的,并且其作用机制不仅仅局限于调节胰岛素和糖代谢的酶系统,其对于系统的炎性反应、内分泌代谢以及肠道微环境等的作用有待深入研究。
膳食纤维的适量摄入可以有效控制体重,减少过多营养物质的吸收,对钠盐有一定的结合作用,对吸烟,饮酒以及其他摄入毒素有一定的吸附和清除作用,从而可以降低高血压的发生。Shamuyan等〔10〕认为每天摄入5~10 g可溶性膳食纤维就能够降低10%~15%的低密度脂蛋白和减少10%~15%的心血管事件的发生概率。另一项关于膳食纤维的研究认为,无论水溶性纤维还是不溶性纤维与心血管事件的危险均呈负相关,并且每增加10 g膳食纤维,冠心病发病相对危险度降低14%,因冠心病死亡的相对危险度降低27%〔11〕。美国营养学会认为,其推荐的降低高血压的膳食能够显著降低血压和血脂,主要原因在于含有适量的膳食纤维和植物化学物物〔12〕。
5.4改善口腔及牙齿功能 进食膳食纤维可以有效解决老年人食物精软,口腔牙齿、肌肉缺乏锻炼的现状。增加膳食纤维的摄入可以被动增加老年人食用口腔肌肉、牙齿的机会。并且可以在咀嚼的同时清除牙齿中的污垢,锻炼牙床。长期下去,会使口腔得到保健,功能得以改善。
膳食纤维能吸附清除铅、汞、镉等有害金属离子以及有机磷农药、亚硝酸根、自由基等有害物质,阻止这些毒物被肠道吸收。老年人身体循环系统和排毒器官退化,不能及时排出毒素,我们经常会看到老年人脸色枯黄或者灰白,这都是由于体内毒素沉积的作用。老年斑的形成也与体内毒素的沉积有着直接的关系。膳食纤维在胃肠道中形成了致密的网络,吸附有机物,无机物、水分对肠道菌群的正常起着重要作用,肠道菌群的正常生产繁殖对毒素的清除有着积极意义,并且肠道中的毒素被膳食纤维吸附,减少了与肠黏膜的接触,减少了进入血液循环系统机会,从而减少毒素吸收,也可保护皮肤健康。
5.6预防癌症 美国一项研究发现,高膳食纤维摄入对卵巢肿瘤具有预防作用。此外流行病学研究认为膳食纤维摄入对结肠直肠癌具有预防作用,其中蔬菜类膳食纤维可能是重要因素,而谷类及水果膳食纤维的保护作用相对较弱〔13,14〕。
以往关于膳食纤维抗癌作用的研究认为,膳食纤维抗癌作用与其所含的一些具有抗氧化活性的物质的自由基清除活性有关,其中主要的抗氧化活性物质有阿魏酸和黄酮类物质一,这些具有自由基清除活性的物质可能是膳食纤维能防治结肠癌的重要原因之一。近来的研究认为,膳食纤维的抗癌作用与膳食纤维的理化性质、种类及来源密切相关,一些膳食纤维进入肠道后可被肠道微生物发酵产生短链脂肪酸,主要包括丁酸、丙酸、乙酸等。如Nguyen等〔15〕采用体外实验证明膳食纤维通过结肠酵解产生的如丁酸钠(SCFAs)加强了转化生长因子β的信号表达和肿瘤抑制活性,抑制了结肠癌〔15〕。
也有一些学者认为乳腺癌的发生与膳食中高脂肪、高蛋白以及低膳食纤维摄入有关,可能是体内过多的脂肪促进了某些激素的合成增加,形成激素间的不平衡,使乳腺内激素水平上升所致。而高膳食纤维摄入时脂肪吸收减少,激素合成受到抑制,同时高膳食纤维饮食增加了对胰岛素的敏感性,降低了包括雌二醇、雌三醇在内的循环雌激素的水平,从而预防乳腺癌。由于男女内分泌的不同,推测这可能与膳食纤维在不同地区和人群中得到的结论不一致有关〔16〕。
目前普遍认为,水果和蔬菜等富含膳食纤维的食物中含有的其他植物化学物,如多酚类、植物雌激素、微量元素和维生素等,共同起到了抑制肿瘤、降低血脂、降低餐后血糖、抗氧化和抗炎症作用。美国FDA基于保持通便和有助于将来预防某些慢性病的目的,推荐每天摄入膳食纤维20~35 g;英国国家顾问委员会建议膳食纤维的摄入量为每天25~30 g;国际生命科学会推荐量为10 g/1 000 kCal。这些推荐量的低限是可以保持纤维对肠功能起作用的量,上限为不至因膳食纤维过多的摄入而引起有害作用的量,因此我国营养学会推荐成人的适宜摄入量为每天25~35 g。
老年人应该在日常饮食中在推荐量的范围内尽可能地食用膳食纤维,保证身体健康,减缓衰老。
7 参考文献
1Montagne L,Pluske JR,Hampsonb DJ.A review of interactions between dietary fibre and the intestinal mucosa,and their consequences oll digestive health in young non-ruminant animals〔J〕.Animal Feed Sci Technol,2010;108:95-117.
2赵 萍,巩慧玲,王 雅,等.膳食纤维的保健作用及其新产品开发前景〔J〕.兰州理工大学学报,2004;30(30):301-3.
3聂凌鸿.膳食纤维的理化特性及其对人体的保健作用〔J〕.安徽农业科学,2008;36(135):12086-9.
4高良才,陈槐容.自由基与衰老〔J〕.生物学教学,2001;1(1):8-9.
5Gomes RC,Maranhao HS,Pedrosa LF,etal.Fiber and nutrients intake in children with chronic consipation〔J〕.Arq Gastroenterol,2011;40(3):181-7.
6Dahl WJ,Whiting SJ,Healey A,etal.Increased stool frequency occurs when finely processed pea hull fiber is added to usual foods consumed by elderly residents in longterm care〔J〕.Am Diet Assoc,2010;103(9):1199-202.
7Liljeberg HG,Granfeldt YE,Bjorck IM.Products based on a high fiber barley genotype but not on common badey or oats,lower postprandial glucose and insulin response in healthy human〔J〕. Int J Nutr,1996;126(2):458-66.
8Juntunen KS,Laaksonen DE,Poutanen KS,etal.High-fiber rye bread and insulin secretion and sensitivity in healthy postmenopausal women〔J〕.Am J Clin Nutr,2011;77(2):385-91.
9Boby RG,Leelamma S.Blackgram fiber(Phaseolus mungo):mechanism of hypoglycemie action〔J〕.Plant Foods Hum Nutr,2011;58(1):7-13.
10Shamuyan TA,Jacobsd J,Raatz SK,etal.Are your patients with risk of CVD getting the viscous soluble fiber they need〔J〕.Fam Praet,2006;55(9):761-9.
11Adams M.Dietary fiber from fruits and vegetablesreduces risk of coronary heart elisease〔J〕.Arch Intern Med,2004;164:370-5.
12Most MM.Estimated phyrtochemieal content of the dietary approaches to stop hypertension(DASH)diet is higher than in the Control Study Diet〔J〕.Am Diet Assoc,2010;104(11):1725-7.
13Mccann SE,Freudenheim JL,Marshai JR,etal.Risk of human ovarian cancer is related to dietary intake of selected nutrients,phytochemicals and food groups〔J〕.J Nutr,2011;133(6):1937-42.
14Park Y,Huntier DJ,Spiegelman D,etal.Dietary fiber intake and risk of colorcctal cancer:a pooled analysis of prospective cohort studies〔J〕.JAMA,2010;294:2849-57.
15Nguyen KA,Cao Y,Chen JR,etal.Dietary fiber enhances a tumor suppressor signaling pathway in the gut〔J〕.Ann Surg,2011;243(5):619-25;discussion 625-62.
16Maskarinec G,Mommyro Y,Takata Y,etal.Alcohol and dietary fibre intakes affect circulating sex hormones among premenopansal women〔J〕.Public Health Nutr,2010;9(7):875-81.