三种膳食油脂对人血清补体、细胞炎性反应因子和趋化因子及其相关蛋白水平的调节作用及机制初探

王翼飞 麻微微 张淑华 何 电 余焕玲 肖 荣*

(1.首都医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学系，北京 100069；2.首都医科大学公共卫生学院公共卫生与预防医学实验教学中心，北京 100069；3.首都医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系，北京 100069)

自然界中油脂多种多样，可供人类食用的膳食油脂种类繁多。大豆油(soybean oil，SO)，棕榈液油(palm oil，PO)和可可脂(cocoa butter，CO)都是人们经常食用的天然植物油脂。按饱和程度，天然油脂中的脂肪酸分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。大部分植物油脂中不饱和脂肪酸的含量较高，如橄榄油含有83.08%的不饱和脂肪酸和16.87%的饱和脂肪酸。油脂中脂肪酸的饱和程度和含量对机体的炎性状态有一定的影响[1]。有研究[2]显示，分别以高饱和脂肪酸膳食、高单不饱和脂肪酸膳食和高多不饱和脂肪酸膳食进行实验，进食2 h后，人血清细胞炎性反应因子如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6， IL-6)水平上升，提示饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸均可能提高机体的炎性反应。然而，有研究[3]显示，与橄榄油相比，棕榈液油和可可脂并不影响健康成人餐后血脂浓度，空腹血脂浓度以及细胞炎性反应子如TNF-α、IL-1β、IL-6、白细胞介素8(interleukin-8，IL-8)、干扰素γ(interferon-γ)浓度，提示与橄榄油相比，棕榈液油和可可脂并不引起机体炎性反应状态改变。鉴于目前已有研究结果尚存在争议，本研究拟以棕榈液油、可可脂和大豆油为受试的膳食油脂，观察这3种膳食油脂对人群血清补体成分、细胞炎性反应因子、趋化因子以及活性调节因子水平变化，进一步探究膳食油脂脂肪酸的饱和程度对人群炎性反应状态的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究采用的是单盲、随机、平行设计的试食试验设计。首先根据棕榈液油人群干预的相关研究的样本量作为参考[3-6]，最大样本量为每组32名。同时，采用PASS软件估算样本量，设定一类错误α=0.05，检验效能1-β=0.80，估算的样本量为每组36名。根据样本量估算，募集首都医科大学在校师生(年龄20～40岁)108名，根据本研究的纳入和排除标准，最终确定研究对象93名，受试者按体质量指数(body mass index，BMI)采用数字表法随机分为棕榈液油组、可可脂组和大豆油组，并且将性别和年龄匹配。本研究通过中国营养学会医学伦理委员会伦理审查(批准号：CNS2016001)。试验正式开始前，所有受试者均签订知情同意书。

1)纳入标准：年龄在20～40岁，性别不限；BMI为18.5～23.9 kg/m2；无动脉粥样硬化和高血压疾病史；受试对象能够理解本研究的内容并自愿参加，签订知情同意书；受试对象需按试验方案的要求进食。

2)排除标准：肝功能异常(转氨酶升高)/肾功能异常(肌酐升高)；有Ⅱ型糖尿病、癌症、胃溃疡病史；酗酒、药物依赖、抽烟；服用降脂或降压药或补充剂；试验期间有外出计划者(例如出国、度假等)；对受试物过敏者；进食膳食补充剂或正在进行减肥计划者；甲状腺功能异常者；有便秘或其他排便问题者。

1.2 研究方案

本研究受试食用油脂分别为棕榈液油、可可脂和大豆油。其中大豆油含有79.5%的不饱和脂肪酸和20.36%的饱和脂肪酸[7]，可可脂含有85.36%的饱和脂肪酸和15.47%的不饱和脂肪酸[2]，棕榈液油含有49.9%的饱和脂肪酸和49.7%的不饱和脂肪酸[8]。受试者按照BMI、年龄和性别，采用数字表法随机分为3组，每组31名。采用单盲法对受试者进行膳食试验，3组受试者每天进食含有20 g棕榈液油或大豆油或可可脂的主食(发糕、饼、枣糕、核桃酥)，其他菜品的烹调用油均为大豆油，脂肪供能比不超过膳食总能量的35%，要求受试者不改变日常生活和饮食习惯。受试者从周一到周五统一在首都医科大学食堂指定窗口用餐，为期12周，周六、日自由进餐，对受试者进行膳食指导，保持健康的饮食习惯，不暴饮暴食，少吃高热量食物。

1.3 检查

1.3.1 空腹静脉采血

在实验开始的第0周和第12周对3组受试者进行空腹静脉采血，由校医院具有资质的护士采集肘静脉血5 mL，检测实验前后血清补体成分(C3、C4)、细胞炎性反应相关因子(TNF-α、IL-10)和趋化因子分泌的活性调节蛋白(secreted regulatory proteins，RANTES)水平。

1.3.2 实验室检查法

检测血清补体C3和C4水平分别采用紫外-乳酸脱氢酶法和紫外苹果酸脱氢酶法，所用试剂公司为英科新创(厦门)科技有限公司，所用仪器为日本奥林巴斯株式会社全自动生化仪AU480；检测血清细胞炎性反应因子TNF-α、IL-10、趋化因子RANTES水平所用的方法为酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)，所用试剂公司为北京德易临检所，所用仪器为北京普朗DNM-9602G型酶标分析仪、DNX-9620A型电脑洗板机。检测步骤按照说明书，严格操作。

1.3.2 身体测量

实验开始时在首都医科大学校医院进行身高、体质量、血压、心率的检测。身高和体质量使用身高体质量测量仪测定，血压用电子血压计测量，测量人员固定，减少系统误差。

1.4 统计学方法

1.5 质量控制

所有研究者在熟悉项目方案的情况下参与，操作人员相对固定并经过统一培训。身高、体质量、血压、心率严格按照国家标准，由经过专业培训的人员进行检测。肌酐、细胞炎性反应因子等生物化学指标的检测方法统一，严格按照说明书操作，血液样本分离、保存、检验等过程中严格按照标准操作规范进行。

2 结果

2.1 一般情况

本研究在首都医科大学招募108名在校师生，其中有15名不符合本研究的纳入和排除标准，共纳入受试者93名，分为可可脂组，棕榈液油组和大豆油组，每组31名，试验过程中，棕榈液油组失访2名，大豆油组失访3名，共失访5名。研究对象的基本特征见表1，各组BMI、收缩压、舒张压、心率差异均无统计学意义(P=0.303，P=0.280，P=0.726，P=0.850)。

表1 研究对象基本特征Tab.1 Basic characteristics of the objects of study

2.2 可可脂、棕榈液油和大豆油对人血清补体成分C3、C4、细胞炎性因子TNF-α、IL-10、趋化因子RANTES浓度的影响

试验前后，各组间补体成分C3(P=0.325)、C4(P=0.756)、炎性反应因子TNF-α(P=0.323)、IL-10(P=0.956)、趋化因子RANTES(P=0.966)差异无统计学意义(P>0.05)，详见图1～3。

3组受试者自身实验前后比较，3组受试者血清补体C3(P=0.000，P=0.000，P=0.000)、C4(P=0.001，P=0.000，P=0.008)水平均降低，差异有统计学意义(P<0.05，图1)；除可可脂组，棕榈液油组(P=0.000)和大豆油组(P=0.004)受试者血清TNF-α水平降低(P<0.05，图2A)；只有大豆组受试者血清IL-10水平升高(P=0.023，图2B)，其他各组实验前后差异无统计学意义(P=0.178，P=0.104)；3组受试者血清RANTES水平实验前后差异无统计学意义(P=0.534，P=0.337，P=0.425)(图3)。

图1 3种油脂实验前后受试者血清补体成分C3、C4水平变化 Fig.1 Levels of serum C3 and C4 before and after three kinds of dietary oils treatment in healthy subjects

图2 3种油脂实验前、后受试者血清TNF-α、IL-10浓度变化Fig.2 Levels of serum TNF-α and IL-10 before and after three kinds of dietary oils treatment in healthy subjects

图3 3种油脂实验前后受试者血清RANTES水平变化Fig.3 Levels of serum RANTES before and after three kinds of dietary oils treatment in healthy subjects

3 讨论

本研究的3种膳食油脂分别为大豆油、棕榈液油和可可脂。大豆油的不饱和脂肪酸含量最高，饱和脂肪酸含量最低；而可可脂的不饱和脂肪酸含量最低，饱和脂肪酸含量最高。有研究[9-10]证明，油脂能够引起与炎性反应相关的因子如炎性因子水平的改变，从而对机体的炎性状态产生影响。

在补体系统中，补体成分C3(complement component 3，C3)和补体成分C4(complement component 4，C4)是与炎性反应关系密切的非特异性免疫因子[11]。目前国内外关于棕榈液油，可可脂和大豆油对机体补体成分水平的影响，暂无相关的报道。本研究发现，食用棕榈油液油、可可脂和大豆油12周后，受试者血清补体成分C3、C4水平均显著下降，这提示，尽管棕榈液油、可可脂和大豆油在饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量上不同，但3种植物油脂均降低了血清补体成分C3、C4、的水平，在一定程度上，降低了机体非特殊免疫反应能力，从而减少由补体成分C3、C4诱导的炎性反应。

细胞炎性因子TNF-α、IL-10是与炎性反应关系密切的炎性因子[12-13]。Teng等[2]研究发现，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸均可能增强机体的炎性反应，分别以高饱和脂肪酸膳食和不饱和脂肪酸膳食对人群进行实验，发现进食2 h后，受试者血清TNF-α、IL-1β、IL-6水平均有轻微上升，但饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两组受试者血清TNF-α、IL-1β、IL-6水平组间差异无统计学意义(P>0.05)。然而，Voon等[3]以20～40岁的健康马来西亚人(包含男性和女性)为研究人群，采用随机交叉饮食设计进行膳食实验，研究结果表明，与橄榄油相比，棕榈液油、可可脂组健康成人血清TNF-α水平没有显著性变化；Teng等[14]也有相似研究发现，以棕榈液油、橄榄油和猪油对健康男性进行实验后，人血清TNF-α水平没有显著性变化，这提示油脂中脂肪酸的饱和程度对机体的炎性反应状态没有显著影响。由此看来，膳食油脂对机体炎性反应因子水平的作用尚存在争议，仍然需要进一步研究和探讨。

本研究结果表明，实验前后，棕榈液油组和大豆油组受试者血清TNF-α水平显著性降低；大豆油组受试者实验后血清IL-10水平显著性升高，棕榈液油组和可可脂组实验前后没有显著性变化；这提示棕榈液油和大豆油可能在一定的程度上抑制机体炎性反应，减轻机体炎性反应损伤。此外，本研究发现，实验后，大豆油组受试者血清TNF-α水平不仅有显著性下降，而且血清IL-10水平有显著性降低；这提示，大豆油抑制机体炎性反应的作用更加明显。补体成分C3增加促炎因子如IL-6和TNF-α的产生，增强炎性反应，从而吸引和活化更多的白细胞[15-16]。因此，受试者血清TNF-α浓度的改变可能与血清补体成分C3水平的降低有关。

正常T细胞表达和分泌的RANTES与受体相结合，可产生多种生物学效应，如炎性反应应答、细胞防御、信号转导和应激反应等[17-18]。目前国内外关于棕榈液油，可可脂和大豆油对机体RANTES水平的影响，暂无相关的报道。膳食油脂对机体RANTES水平及炎性反应状态的影响，还需进一步研究和探讨。本研究发现，受试者食用棕榈液油、可可脂和大豆油前后，血清RANTES水平没有显著性变化，这提示尽管棕榈液油、可可脂和大豆油在饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量上不同，但这3种膳食油脂均未引起人血清RANTES浓度的，油脂中脂肪酸的饱和脂肪酸和不饱和脂肪含量的不同可能不会引起机体血清RANTES水平的改变及其诱导的炎性反应。但本研究未观察到3种油脂实验前后，受试者血清RANTES浓度显著性变化可能与样本量有限有关。本研究受试者实验前后血清RANTES水平没有显著变化的原因，也可能是与实验后，受试者血清炎性反应因子TNF-α水平的降低有关，因为有文献[18]显示，RANTES 来源广泛，主要由CD8+T细胞、上皮细胞、成纤维细胞和血小板分泌，而多数组织在炎性因子或病毒感染的刺激下可释放RANTES。由此推断，试验后，由于受试者血清TNF-α水平的降低，从而减少TNF-α对释放T细胞的刺激，导致RANTES的分泌变化不大，致使实验前后血清RANTES水平维持平稳状态。

综上，本研究表明，棕榈液油、可可脂和大豆油对人体炎性反应均有一定的抑制作用，体现在3种油脂均引起了人血清补体成分C3、C4浓度的下降；其中，棕榈液油和大豆油还可降低人血清TNF-α浓度，此外，大豆油还引起了人血清抗炎性反应因子IL-10浓度的升高。因此，与棕榈液油和可可脂相比，大豆油抑制机体的炎性反应的效果更加显著。但是，棕榈液油、可可脂和大豆油对机体炎性状态的抑制作用机制，还需进一步研究和探讨。

致谢:感谢中国营养学会对本研究的支持；感谢本论文其他作者对本研究的帮助与指导；感谢本研究团队首都医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学系周催老师、吕晨艳老师和安宇博士对本研究的协助。

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