油脂營養成分及其對腸道健康影響的研究進展

黃艷芳，阮海健，李少華

(1.北京大學第三醫院，北京 100191； 2.兵器工業北京北方醫院，北京 100089； 3.中國農業機械化科學研究院，北京 100083)

油脂是人體三大營養物質之一，可以為人體提供必需的脂肪酸和能量、礦物質、脂溶性維生素、甾醇、角鯊烯、多酚等功能性成分[1]，在促進人體正常生長代謝、維持健康方面具有重要作用。食用油脂的主要成分是甘油三酯，其不同的脂肪酸組成以及脂肪酸的位置異構，是不同油脂之間存在差異的重要原因，而這種差異也會進一步導致不同油脂營養和功能特性的差別。現代醫學研究表明，油脂的不同組成不僅會影響其在人體胃腸道的消化吸收，還會由于其攝入量的不平衡，影響腸道穩態，導致腸道功能紊亂，進而誘發肥胖、糖尿病、高血壓、高血脂、心腦血管疾病等慢性疾病，影響人體健康。

2021年我國人均年油脂消費量為30.1 kg，超過世界人均年食用油消費量27.0 kg的水平[2]，日均攝入量也遠高于《中國居民膳食指南》的推薦值[3]，食用油消費過量、脂肪攝入不合理導致的健康問題，已經成為影響我國居民健康的重要原因之一。近年來，油脂營養及其對腸道功能影響的研究已成為國內外學者關注的熱點。基于此，本文綜合國內外研究結果，對油脂營養成分及其對腸道健康影響的研究進展進行綜述，并對其未來的研究方向進行展望，以期為進一步揭示油脂與腸道健康關系、促進人體健康提供參考。

1 油脂營養成分

1.1 脂肪酸

脂肪酸是油脂的最基本組成部分，天然油脂中已鑒定的脂肪酸有500 多種[3]，主要分為飽和脂肪酸(SFA)和不飽和脂肪酸(UFA)，其中不飽和脂肪酸又可以分為單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)，常見油脂的不飽和脂肪酸組成及含量見表1。總體來說，動物油脂中SFA含量高，UFA主要為油酸，而植物油脂的油酸和亞油酸等UFA含量較高。

表1 常見油脂不飽和脂肪酸組成及含量

SFA是指不含不飽和雙鍵結構的脂肪酸，以辛酸、豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、花生酸為代表，是構成脂質的基本成分之一，提供人體生命活動所需要的能量。然而，越來越多的研究表明，過多攝入SFA與肥胖等疾病的發生存在重要聯系。長期過量攝入長鏈飽和脂肪酸(LSFA)會誘導下丘腦炎癥，進而導致下丘腦功能紊亂和能量平衡失調，是肥胖發生的潛在驅動因素[14]。這是由于SFA可以增加絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)的磷酸化，增強核因子κB等轉錄因子的活性，提高炎癥基因的表達[15]。時皎皎等[16]研究表明，SFA能極顯著地升高3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A還原酶(HMG-CoAR)mRNA的表達(p<0.01)，進而增高HMG-CoAR的活性，使膽固醇合成增加。因此，SFA攝入量過高會導致血膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)升高，繼而引發動脈管腔狹窄，形成動脈粥樣硬化，增加患冠心病的風險。但這并不意味著SFA攝入量越低就越好，相反攝入一定量的SFA，有助于降低血管脆性，降低腦出血、腦梗死等風險[17]。目前，中國營養學會推薦SFA攝入量少于每日總能量的10%，但《中國成人血脂異常防治指南》建議高血脂或糖尿病并發高脂血癥患者則應減少SFA攝入量至低于總能量的7%。

UFA分為MUFA和PUFA。MUFA含有一個不飽和雙鍵結構，以油酸為代表。與SFA相反，MUFA可以顯著降低HMG-CoAR的基因表達(p<0.05)[17]，具有降低血膽固醇、甘油三酯和LDL-C的作用[18]；PUFA含有兩個或兩個以上不飽和雙鍵結構，根據第一個不飽和雙鍵位置不同分為n-3、n-6、n-9等系列，以亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、DHA等為代表，可以降低血液中膽固醇和甘油三酯含量，降低血液黏稠度、改善血液循環，抑制血小板凝集、阻礙動脈粥樣硬化斑塊和血栓的形成等，對心腦血管疾病有良好的防治效果。盡管UFA對人體有很多益處，但其含有不飽和雙鍵而易發生脂質過氧化反應[19]，產生自由基和活性氧等物質，對蛋白質、酶和膜結構有負面影響，會對人體器官或組織造成一定的損傷[20]。

1.2 功能性伴隨成分

油脂除了可提供各種脂肪酸外，還含有磷脂、生育酚、甾醇、角鯊烯、多酚等多種功能性伴隨成分[1]，常見油脂中功能性伴隨成分的含量[12,21-27]如表2所示。磷脂是細胞膜類脂層的主要成分之一，對人體的生長發育非常重要。其中，鞘磷脂是腦和外周神經組織的成分，腦磷脂對酚型抗氧化劑有增效作用，卵磷脂是人體所需的外源性膽堿的重要來源[28]。從表2可知，大豆油、玉米胚芽油、棉籽油中的磷脂含量較高。甾醇是合成膽汁酸、性激素及腎臟腺激素的原料，通過干擾腸道對膽固醇的吸收作用來降低患冠心病的風險[20]，常見油脂中米糠油、玉米胚芽油、芝麻油中的甾醇含量較高。生育酚與磷脂具有良好的協同抗氧化作用[21]，可以延緩衰老、提高免疫力及生育能力，對抵抗癌癥也有有益作用。大豆油、玉米胚芽油、葵花籽油中的生育酚含量較高。角鯊烯是人體必需的幾種甾醇的前驅物質，可以通過抑制信號調控通路中關鍵蛋白分子間的相互作用，調節低密度脂蛋白受體的表達，顯著降低膽固醇含量。另外，角鯊烯在調節糖尿病等代謝性疾病、抗氧化、防止細胞老化和癌變等方面也具有重要價值[21]。常見油脂中橄欖油、米糠油、大豆油中角鯊烯的含量較高。多酚能與維生素C、E和胡蘿卜素等其他抗氧化物在體內一起發揮抗氧化功效，清除自由基，并能抑制低密度脂蛋白的氧化活性[20]和消化酶活性，進而抑制膽固醇在動脈壁上的積存，抑制淀粉在小腸中的消化，在預防和治療動脈粥樣硬化以及2型糖尿病方面具有重要意義[29]。常見油脂中橄欖油、油茶籽油、椰子油中多酚的含量較高。

表2 常見油脂中功能性伴隨成分含量 mg/100 g

2 油脂對腸道健康的影響

腸道既是人體重要的消化吸收場所，也是最大的免疫器官，因其具有適宜的酸堿條件和營養底物而存在著種類繁多的微生物，即腸道菌群[30]。腸道菌群可以直接參與人體的消化吸收、脂肪代謝、能量供應、免疫調節等[31-32]，而食用油脂攝入不平衡可改變腸道微生物組成和代謝、破壞腸道穩態，進而可能誘發腸道疾病、糖尿病、肥胖、代謝綜合征，以及免疫系統發育和功能等疾病[33-34]。

2.1 對腸道菌群組成的影響

健康人群的腸道菌群主要由擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、梭菌門(Fusobacteria)和疣微菌門(Verrucomicrobia)的細菌組成[35]。油脂攝入可以改變腸道菌群的組成，如高水平油脂攝入，會導致菌群中厚壁菌門和變形菌門菌的含量升高，而擬桿菌門菌含量則降低，進而導致腸道菌群生態失調[36]。

油脂的脂肪酸組成會對腸道菌群產生重要影響。SFA中的短鏈脂肪酸(SCFA)擁有廣譜的抗菌性，具有滲透性破壞細菌生長的作用，可以抑制沙門菌等的感染[37]。同時，SCFA還可以影響腸腔pH和電解質平衡，促進共生菌的生長，調節腸黏膜屏障的通透性和腸道動力[38]。中鏈脂肪酸(MCFA)具有特殊的化學結構，可以進入細菌細胞膜的脂質層而破壞細胞膜結構，進而引起內容物丟失、運輸機制被破壞，從而起到抑制細菌的作用[39]，MCFA還可以抑制細菌脂肪酶的生成，因細菌要附著于腸道絨毛上必須有這種酶參與，故MCFA能起到抑制細菌附著到腸壁的作用，從而有利于腸道通過糞便將細菌排出體外。總體來看，富含SFA的油脂可以同時影響腸道中多種菌群的含量[40]，其長期攝入會降低厚壁菌門和變形菌門菌的含量[41]，增加擬桿菌門菌的含量[42]；MUFA會減少腸道菌群的總體含量[43]；n-3 PUFA可以增加腸道內雙歧桿菌(Bifidobacterium)、乳酸桿菌(Lactobacillus)、嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansiamuciniphila)等益生菌的含量，改善腸道菌群的組成，從而改善腸道微環境，增加腸黏膜厚度，提高腸道黏膜的屏障功能[44]；長期攝入富含UFA油脂的人群，其腸道內狄氏副擬桿菌(P.distasonis)、多形擬桿菌(B.thetaiotaomicron)、青春雙歧桿菌(B.adolescentis)和長雙歧桿菌(B.longum)的含量均高于普通人群[45]，具有預防 2 型糖尿病作用的羅斯氏菌(Roseburiagenus)和普拉梭桿菌(F.prausnitzii)的含量相應增加[46]，易引起念珠菌病的念珠菌(Candidaalbicans)的含量也相應升高，而大腸桿菌(Escherichiacoli)的含量會降低[47]。

2.2 對腸道菌群代謝產物的影響

人體不能或沒有來得及消化的油脂以及腸道上皮細胞分泌的內源性黏液，經過腸道菌群初級和次級代謝可以產生SCFA、三甲胺、膽汁酸等代謝產物[48]，參與調節宿主一系列相關的炎癥和免疫反應，并可以通過影響腸道的通透性以及相關信號通路來影響宿主的代謝平衡和健康狀況[28]。研究表明，高脂飲食的小鼠腸道菌群產SCFA能力遠低于低脂飲食的小鼠[49]，這與人群高脂飲食相對于低脂飲食糞便中SCFA濃度顯著降低的研究結果相一致[50]，說明油脂攝入過量會減少腸道菌群產生SCFA，其中SFA可能會顯著降低腸道內異丁酸的含量， PUFA 則可能增加異丁酸、丁酸和異戊酸等SCFA 含量[51]。高脂飲食中卵磷脂、肉堿、膽堿等營養物質的含量較高，腸道菌群將其轉化成三甲胺，在黃素單加氧酶作用下生成氧化三甲胺，氧化三甲胺進入血液會加速動脈粥樣硬化和誘發心血管疾病[52]。由肝臟中合成的初級膽汁酸分泌到腸道中，腸道菌群可以將其經過一系列的改性與加工生成次級膽汁酸[32]，其主要的作用是協助食用油脂的消化和吸收。研究表明，降低n-6/n-3 PUFA比例能夠減輕乙醇引起的腸道穩態、膽汁酸代謝的特異性變化[53]，相對于富含MUFA或n-6 PUFA的油脂，富含SFA的油脂會導致肝臟中膽固醇水平增加，膽汁酸的合成增加[32]。因此，食用油脂的過量攝入可能會進一步導致膽汁酸的肝腸循環過程紊亂。

2.3 對腸道炎癥的影響

總體上看，如果食用油脂攝入過量，無論是SFA，還是UFA，均能增加腸道慢性炎癥的風險[54]。如：長鏈脂肪酸(LCFA)的過多積累會加劇腸道炎癥，且會降低對克羅恩病的治療效果[55]；攝入過量富含SFA的油脂，會因其能夠上調腸道中促炎細胞因子的表達水平而導致和加劇腸道炎癥[56]；過量攝入富含MUFA的油脂，能增加潰瘍性結腸炎和克羅恩病的患病風險，而攝入過多富含n-3 PUFA的油脂則會加劇結腸炎癥[55]。造成這種現象的原因可能與高油脂攝入導致腸道菌群生態紊亂，并通過NF-κB和JNK 等途徑促進炎癥細胞因子的分泌，進而引起不同種類的腸道炎癥有關[32]。

3 結論與展望

3.1 結論

不同種類的油脂含有不同的脂肪酸組成和功能性伴隨成分，為人類健康提供了豐富的營養物質，但是過多攝入或攝入不平衡也會導致一些腸道不良反應，如攝入過量會增加腸道慢性炎癥的風險，攝入不平衡可能會引起腸道功能紊亂而導致黏膜細胞炎癥。因此，無論從提供營養的角度，還是從預防疾病的角度，應提倡均衡攝入食用油脂，不能過分看重某些特定成分而忽略其他。

3.2 展望

目前，油脂與營養健康之間的內在聯系研究仍然不透徹，尤其是目前食用油脂干預腸道菌群的研究仍然很不充分，對于膳食油脂調節腸道健康的作用機制仍沒有合理解釋。近年來，隨著現代生物和分子技術的飛速發展與應用，使得對復雜的油脂結構進行高通量、高靈敏度、高精密度的分析成為可能。采用基于基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學(脂質代謝、微生物代謝)等多組學的油脂組學，解釋油脂成分及其伴隨成分的代謝途徑，進一步明確與人體腸道健康相關的具體菌種及其作用機制，對人體腸道健康及慢性疾病進行有效調控，展現油脂-生物系統相互作用的整體圖景，以突破油脂營養及其調控人體健康的瓶頸，將具有重要的研究價值。