膳食脂肪酸与肥胖、2型糖尿病和心血管疾病关系的研究进展

刘金泉(综述),冯 凭(审校)

(天津医科大学总医院代谢病科，天津 300052)

随着人们生活水平的提高、生活方式的改变及人口老龄化，糖尿病发病率日益升高。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的发病机制相当复杂，至今仍未完全阐明，但能够确定的是胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌缺陷是T2DM发病机制的两个主要环节[1]。膳食中某些脂质成分能够影响胰岛素敏感性、T2DM发病危险及其并发症的发生。由于饮食脂质中三酰甘油约占95%，该文主要介绍膳食中脂肪酸的来源、分类和命名，并重点就其在肥胖、T2DM和心血管病发生、发展中作用的相关研究进展予以综述。

1 膳食脂肪酸的分类和来源

根据有无双键及其数目脂肪酸通常分为3大类：饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)，不含双键；单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)，仅含1个双键；多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)，含有至少2个双键。紧邻羧基的第一个碳原子称为α碳原子，而最后一个称ω碳原子。依据PUFA第一个双键位置的不同，又分为n-3(或称ω-3)和n-6(或称ω-6)多不饱和脂肪酸。

由于血清或组织的脂质中所含有的脂肪酸成分可在很大程度上反映膳食中的脂肪酸，前者常被作为客观和可靠的膳食相对的脂肪酸量生物学标志物[2]。特别是那些不能依靠碳水化合物内源性合成的脂肪酸更是判断脂肪酸摄入情况的最好标志物，包括：PUFA，如亚油酸(linoleic acid,LA:18∶2n-6)和α-亚麻酸(alpha linolenic acid,ALA:18∶3n-3)；反式脂肪酸(trans fatty acid,TFA)；碳链长度为奇数碳原子的脂肪酸，如15∶0和17∶0等。其中LA和ALA也被称为必需脂肪酸，因为它们是机体必需且不能自身合成而仅能从食物中获得的。而SFA(奇数碳原子数目的脂肪酸除外)、MUFA虽也可从膳食中摄入，但较大比例是可在肝脏从头合成的，因此它们的体内量只能视为较弱的标志物。

SFA主要来源于动物源性食物，如肉类、禽蛋类和乳制品等。一些蔬菜制品也富含SFA，如椰子油、棕榈仁油。MUFA在葵花子、玉米、大豆、芝麻、花生和橄榄油中含量很高；体内的MUFA也可来源于SFA的去饱和反应。PUFA存在于许多种类的坚果中，如杏仁、开心果和植物油(葵花子油、大豆油和橄榄油等)[3]。少量的TFA天然存在于肉类和乳品中，这是通过反刍动物胃中微生物对顺式脂肪酸(cis-fattyacid)脂肪酸的部分氢化而产生的，其中一些TFA可能进入这些动物的乳汁中[4]。而TFA的主要来源是工业化生产的部分氢化的植物油。

2 脂肪酸与肥胖、T2DM和心血管疾病

已有学者提出SFA和TFA对健康有不良影响，这是基于数个延续多年的涉及多个国家数以千人计的营养学研究的结论[5]。由于磷脂是细胞膜和许多重要细胞器的构成成分，一般认为膳食中脂质可影响这些膜结构脂肪酸的成分从而影响膜功能，包括膜的流动性、离子通透性、膜受体的结合/亲和力等[6]。同时，亦有学者提出富含PUFA和MUFA的膳食可能具有预防代谢性疾病和心血管病的作用[7-9]。

2.1MUFA的效应 20世纪60～70年代在多个国家进行的流行病学研究已经证实MUFA(以橄榄油为例)摄入可减少心血管疾病和肿瘤的发生。而后又发现把食物中碳水化合物等热量换为MUFA可以降低血中总胆固醇、三酰甘油的水平，同时升高高密度脂蛋白胆固醇。而把SFA替换为MUFA可改善健康人和T2DM患者的糖耐量和胰岛素敏感性。与富SFA膳食相比，富含MUFA的食物不仅可改善胰岛素敏感性，而且可防止腹部脂肪聚积，并降低由胰岛素抵抗者高碳水化合物膳食诱发的餐后脂联素升高[7]。

2.2PUFA的影响 PUFA方面，研究较多的包括LA、二十碳五烯(eicosapentaenoic acid,EPA,20∶5n-3)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)等。

LA是食物中含量最多的PUFA。1982年有研究提出摄入富含LA的植物油与血胆固醇下降有关[8]。而后，以色列一项历时23年在10 000人中进行的研究发现，高LA摄入与冠心病发病率的下降有关[9]。其他学者分别报道，LA摄入与心血管病、脑卒中、心律失常的发病率降低呈正相关[10-11]。糖代谢方面，有学者报道LA在瘦和胖的成年人均可改善胰岛素敏感性[12]。亦有学者报道，n-6 PUFA摄入与T2DM发病率呈负相关[13]。

EPA和DHA是鱼油的主要成分。流行病学研究表明[14]，鱼和海产哺乳动物的消费量与心血管病和代谢性疾病的降低有关，这些结果的获得基于3方面的数据：鱼类的总消费量；EPA和DHA含量已知的鱼油的消耗量；对于血浆和脂肪组织中EPA和DHA的测定。已经发现适度的摄入鱼类(至少每周1次)可使心血管病病死率稍稍降低，至少比每月进食一次鱼类者降低得多。进食鱼类4 oz /周至1.5 oz /d可降低男性猝发和非猝发性心脏死亡及其他心血管疾病34%～52%，而平均6 oz/d可降低所有性别的心血管病风险达40%、心肌梗死53%[14]。

EPA和DHA也对二级预防有益，一项Meta分析显示，对有心肌梗死既往史的患者随访20个月，摄入EPA(0.3～6 g/d)和DHA(0.6～3.7 g/d)可减少致死性心肌梗死30%，总病死率降低20%[15]。

2.3SFA的效应 碳链长12～16个碳原子的SFA有使血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇升高的倾向。这种效应最强的是肉豆蔻酸(C14∶0)，其次是棕榈酸(C16∶0)和月桂酸(C12∶0)[16]。而值得注意的是，月桂酸和肉豆蔻酸由于成本低廉自20世纪90年代以来在糕点生产等食品工业中广泛应用。

SFA在糖代谢和代谢性疾病中的不良作用也有提及。Riserus等[17]报道了数个有关SFA与T2DM关系的队列研究。过多的SFA摄入及其引起的血浆中胆固醇酯和血清中磷脂水平升高，均与T2DM的发病有关。一项在健康人和糖尿病患者中进行的多中心研究发现，新诊断的T2DM患者总脂质和动物源性SFA较对照组多；这一结果也被一项4年的随访研究肯定[18]。基于这些研究，长链SFA(12～18个碳原子)似乎对于代谢性疾病有不良影响，并是心血管病的危险因素。如在芬兰，1972～2007年摄入SFA占总膳食能量的比例由22%降至13%，而血胆固醇酯是与之平行下降的[19]。

另一方面，短链SFA(4～10个碳原子)存在于牛奶(总脂质的10.5%～10.9%)、椰子油(占总脂质的10.5%～18%)和棕榈仁油(占总脂质的6.4%～11.9%)中，是有益于代谢的。中链三酰甘油用于治疗吸收不良综合征，因为它们可迅速水解为中链脂肪酸(6～12个碳原子)；而后者经门脉血流到达肝脏后可被作为能量来源，而无需利用肉毒碱系统进入线粒体。有报道称，每日摄入5～10 g短链SFA 12周可减少肥胖人群腹部脂肪。每日摄入18 g短链SFA 90 d可使超重T2DM患者的体质量减轻、腹围减小、胰岛素抵抗程度减轻[20]。SFA作用的复杂性以及不同SFA间可能的差异要求人们若要更好地理解SFA和含有SFA的食物的作用，必须进行更深入的研究[21]。

2.4反式脂肪酸的效应 主要的TFA来自于工业化催化的氢化反应，包括：反式(18∶1)脂肪酸(来自于油酸)；反式(16∶1)脂肪酸(来自于棕榈油酸)；反式(18∶2)脂肪酸(来自于亚油酸)及其异构体；反式-10，顺式-12-共轭亚油酸。

TFA的有害作用在20世纪60年代就被观察到，但直到近30余年当它们已大量用于大多数市售的食品后，人们才清楚地认识到这些人造的饱和脂肪比天然的饱和脂肪带来的损害更严重，即使摄入很低的量。它们能够升高血低密度脂蛋白胆固醇并使高密度脂蛋白胆固醇降低，也升高Lp(a)和三酰甘油水平[22]。换句话说，它们造成许多的血浆成分的变化，而这与心血管病和代谢紊乱有关。

想要对TFA的摄入进行定量较为困难，因为TFA与一些富含SFA的热带油脂被越来越多地用于市售的食品中，如糕点、冰激凌等。有学者认为在工业化国家生活的大部分人每日摄入TFA可达约30 g[23]。近年来，血浆脂质中不同种类的脂肪酸被证实也存在于红细胞膜和脂肪组织中，与膳食脂质相关。血浆磷脂、红细胞膜和脂肪细胞中TFA水平与心血管病间的直接相关也很明确[24-25]。已有报道，每日进食4～5 g TFA(约占日总热量的2%)可使冠心病的发生风险增加30%[26]。而TFA对于高密度脂蛋白胆固醇/低密度脂蛋白胆固醇比值的不良影响较SFA更甚：等热量地将每日食物摄入中热量占比2%～3%的SFA置换为TFA即可使血清低密度脂蛋白胆固醇升高约10 mg/L[24]。Kavanagh等[27]对灵长类动物进行的一项历时6年的研究证明了TFA对体质量增加的影响，一组饲以含TFA(占总热量8%)的饲料，对照组饲料含相同比例的顺式MUFA，结果TFA组增重较对照组高4倍、内脏脂肪增加则多30%。而且脂肪的蓄积与代谢功能异常有关，如葡萄糖处置受损、餐后高胰岛素血症和高血糖等。这些研究提示长期的TFA摄入也是人类肥胖、胰岛素抵抗和T2DM的潜在危险因素，尽管短期的研究中TFA似乎并未影响糖代谢[28]。有趣的是，TFA对于低体质量者影响非常小，而对超重者则导致胰岛素抵抗。

TFA对于糖代谢和心血管病的不利影响已为多项研究证实。而对于胰岛素敏感性影响最大的TFA似乎是反10,顺12-共轭LA，至少在患有代谢综合征的糖尿病前期人群中是这样的[17]。

3 小 结

许多独立的证据链证明SFA和TFA是代谢性疾病、心血管疾病的突出的危险因素。另一方面，膳食中EPA、DHA等PUFA可改善胰岛素敏感性、减轻代谢综合征症状或预防心血管疾病。值得注意的是，目前高热量的富含SFA和TFA的食物被几乎全球范围内的人们过量摄入。因此，调整食物中脂肪酸的比例、趋利避害并进一步深入研究膳食中脂质成分对健康的影响及其机制是一项迫切的任务。

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