植物甾醇和甾烷醇的降脂功能

◎ 劉鑫龍，陳光輝，趙 瑞，杭忠霞

（天津現代職業技術學院，天津 300350）

植物甾醇和植物甾烷醇（Plant sterols and stanols，PSS）是廣泛存在于植物中的生物活性成分，是含28或29碳的醇類，與脊椎動物體內的膽固醇功能（穩定植物細胞膜中磷脂雙分子層）和結構（如圖1）相似。相比于膽固醇，植物甾醇含有更多的甲基、乙基或碳碳雙鍵，而且側鏈含有9～10個碳原子，而膽固醇中是8個。植物甾烷醇屬于飽和態的植物甾醇，其結構中5號位碳位置不存在雙鍵。

圖1 結構圖

1 食物中PSS的含量

PSS主要存在于植物油、堅果、谷物和谷物衍生產品中，在豆芽、卷心菜、花椰菜、綠橄欖和黑橄欖也有分布。在非蔬菜食品中，蛋黃、哺乳動物肝臟和甲殼類動物等中也含有少量的PSS。在自然界中，PSS以游離狀態或以結合物的狀態存在。其中結合物主要有4種形式：①β-羥基與脂肪酸發生酯化反應生成脂肪酸酯。②與羥基苯丙烯酸反應生成酯類。③與己糖（通常是葡萄糖）發生糖基化生成糖苷。④與6-脂肪?；禾前l生糖基化生成糖苷。因此，平時描述的PSS總量一般指的是所有甾醇存在形式的數量總和。

谷類產品是植物甾醇的重要來源，以鮮重計算，PSS的總量高于蔬菜。據報道，黑麥、小麥、大麥和燕麥中的甾醇總量分別是0.955、0.690、0.761 mg·g-1以及0.447 mg·g-1。瑞典和荷蘭消費的主要谷物的可食用部分中β-谷甾醇是含量最多的（62%）、其次是菜油甾醇（21%），以及較少的豆甾醇（4%）、β-谷甾烷醇（4%）和菜油甾烷醇（2%）。斯佩爾特小麥和冬小麥中的游離甾醇和酯化甾醇總量分別是 0.527 mg·g-1和 0.528 mg·g-1，糖基化甾醇含量分別為 1.238 mg·g-1和 1.126 mg·g-1。

堅果中，PSS總量大約0.991 2～2.071 7 mg·g-1，其中β-谷甾醇數量最多，菜油甾醇與豆甾醇含量接近。在核桃中，菜油甾醇含量為0.06 mg·g-1，而豆甾醇含量非常低。在榛子和夏威夷果中豆甾醇的含量分別為 0.0381 mg·g-1和 0.0383 mg·g-1。

在動物源性食物中，特別是雙殼類魚類中，已經發現了20種植物甾醇。其中膽固醇含量最多（19%～39%），此外反式-22-脫氫膽固醇、菜籽甾醇、24-亞甲基膽固醇和菜油甾醇含量都在至少一個物種中超過了10%。雙殼類動物中這種巨大的差異說明不同物種以不同的浮游植物作為食物來源。

在用作添加劑的時候，PSS主要存在于高油（其中含有高達80%的甾醇）和豆油生產的副產品中，而且通常以酯的形式，如脂肪酸酯，添加到含脂肪的食物中，這可以提高它們的脂溶性而不至于破壞食品美味。在大豆油中豆甾醇和谷甾醇的含量分別為0.61 mg·g-1和 1.18 mg·g-1[1]。

2 PSS的降血脂功能

PSS降低膽固醇的作用發現于1950年左右。當時選取26例健康受試者，連續2周每天補充5～10 g PSS后，經檢測受試者的血漿膽固醇水平下降了27%左右[2]。后續的研究也進一步證實，如果每天服用高劑量的PSS（＞10 g·d-1），連續服用3～5周，血液膽固醇水平平均降低20%。同時Peterson[3]等人長期以膽固醇為食物喂養雛雞，在進食大豆甾醇后，血漿和肝臟中膽固醇含量的增加趨勢被抑制，同時動脈粥樣硬化病變程度也下降。在這之后，不同的學者又進行了許多關于4-去甲基植物甾醇或甾烷醇，以及游離甾醇和甾醇酯對血脂含量影響的臨床研究證實，可以通過降低膽固醇吸收達到降低總膽固醇含量和低密度脂蛋白（Low Density Lipoprotein，LDL）膽固醇水平的目的。

PSS不僅可以降低機體對食物中膽固醇的吸收，而且對腸道合成的膽固醇的吸收過程也有抑制作用。對此盡管已經有一些理論解釋說明，但具體的作用機制還沒有準確、清晰的描述。一種解釋指出在腸道中，已經輕微溶解的膽固醇，會在植物甾醇或甾烷醇的作用下發生沉淀，導致無法吸收。第二個解釋是基于一個事實，即膽固醇必須進入含有“混合膠束”的膽汁鹽和磷脂，才能被吸收進入血液。與膽固醇相比，植物甾醇更容易被水解。這個過程會降低膽固醇在膠束中的溶解度，從而減少其吸收，進而增加膽固醇及其代謝物的糞便排泄。此外，植物甾醇也會通過上調腸細胞頂端表面的ATP結合盒式蛋白（ABCG-5和ABCG-8）影響膽固醇水平。

3 PSS的每日攝入量

在20世紀70年代末，推薦使用的降低血液膽固醇的植物甾醇和甾烷醇劑量為每天9～30 g。第一批植物甾醇和甾烷醇制劑在成分和來源上都相當不一致，但它們在使用過程中卻都發揮了作用，而且證實很安全。在那個時期，這類制劑的藥理應用僅限于嚴重的高膽固醇血癥患者，主要原因是高純度化合物的成本過高。

現在，不同人群植物甾醇和甾烷醇的建議攝入量在160～400 mg·d-1。據統計，在芬蘭平均植物甾醇攝入量為 140 ～ 360 mg·d-1，在英國為 163 mg·d-1，日本建議攝入量為375 mg·d-1。在荷蘭，通過測量123個人在春/秋季24 h飲食中的植物甾醇變化，確定膽固醇的平均攝入量為 202 mg·d-1，菜油甾醇為 27 mg·d-1、豆甾醇為 15 mg·d-1、β-谷甾醇為 102 mg·d-1[1]。植物甾醇的吸收效率低于膽固醇（分別為2%～5%和60%），而植物甾烷醇的吸收效率則低于植物甾醇。

一些研究表明，將等量PSS單次攝入與分3次攝入功效相同。這表明PSS的日攝入模式并不會影響PSS調節血漿膽固醇的效果，而抑制膽固醇溶入膠束的現象，可能是受到了膳食中PSS所具有的降低膽固醇功能的影響。Plat等猜測植物甾醇進入了腸上皮細胞進而影響了腸道脂蛋白代謝[1]。因為與膽固醇不同，植物甾醇只能通過乳糜微粒進行最低限度地酯化作用，再嵌入和分泌到代謝循環中。

4 PSS在生活中的應用

4.1 PSS在食物中的應用

PSS能降低血清中LDL膽固醇水平，從而預防心血管疾病，這個功效的逐步證實有效促進了富含PSS的功能性食品的發展。目前在市場上，尤其是在個別歐洲國家可以很容易購買到富含大量游離植物甾醇、植物甾醇脂肪酸酯或植物甾烷醇脂肪酸酯的功能性食品產品，如脂肪、酸奶、牛奶、烘焙產品、橙汁、谷類棒、巧克力、低脂和非脂飲料等。但在不同食物中，同樣的PSS的降脂功能卻不一樣，疑似受到食物中共存組分的干擾。在進行降脂臨床試驗時，同一種功能食物的試驗數據間也存在巨大差異，導致食物的不同成分對植物甾醇降低膽固醇血癥效應的影響難以分析。Abumweis等根據選用的食物載體的脂肪含量和物理形態的不同，將59項研究分成了4組：脂肪、蛋黃醬和沙拉醬、牛奶和酸奶以及其他（包括巧克力、谷物棒、飲料、果汁和肉）[5]。結果發現添加在脂肪、蛋黃醬、沙拉醬、牛奶和酸奶中的PSS，降低低密度脂蛋白膽固醇的能力更高，證實了食物載體也會影響膽固醇降低的效果。值得一提的是，含有植物甾烷醇酯的低脂牛奶降低膽固醇的功效要比添加在面包和早餐谷類食品的同類物質效果高3倍。

4.2 PSS與藥物的結合應用

PSS在高劑量使用的情況下，能夠提高他汀類藥物的降膽固醇功能：每天攝入PSS 5.1 g可使LDL濃度額外降低15%[6]。同時該現象已先后通過雙盲測試、隨機試驗和安慰劑對照試驗得到驗證，這些測試中連續4～8周每天服用2～3 g PSS，結果顯示LDL膽固醇降低了7%～11%[7]。LDL膽固醇額外降低的幅度略低于使用4倍劑量他汀類藥物的效果。

此外，對于PSS與其他降脂藥物，尤其是依替米貝（Ezetimibe），結合使用的降脂效果也有報道。Assman等發現若在利用依折麥布治療期間同時使用PSS，PSS的吸收效率有所降低[8]。這是因為兩種物質的作用機制相似，在膽固醇和PSS的吸收過程中會出現相互競爭。Jakulj 等也發現在依折麥布治療的基礎上使用PSS并沒有獲得額外效果[9]。Nigon等發現將復合纖維與PSS結合使用時發現降脂效果有輕微的提升，但用于小鼠上卻并沒有發現復合纖維和PSS的協同作用，因此還需要進一步的研究[10]。

5 結語

植物甾醇和植物甾烷醇具有優異的降低血液膽固醇含量的功能，是一種可添加在食品和藥品中的功能性成分。盡管在利用過程中，其功效的發揮易受到共存組分的干擾，但是依舊具有極大的使用價值。對于高血脂人群而言，每日攝入160～400 mg的植物甾醇或植物甾烷醇可以有效降低膽固醇，改善血脂異常，減少心血管病的風險。PSS的降血脂效果受攝入量影響，與攝入次數無關。