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α-环糊精的健康功能之降脂篇

2020-05-20 428

国乃至世界范围内,肥胖是一个日益严重的问题。尽管早在1948年肥胖就被世界卫生组织(WHO)列入疾病分类名单,但到现在医生们还是很少给肥胖病下诊断。流行病学调查显示,在过去的三十年时间里肥胖个体的数量不断攀升,我国肥胖人数保守估计已超过1亿人。许多慢性病如糖尿病、高血压、脂肪肝、心血管疾病、癌症等都与肥胖密切相关。过多摄入的热量会以脂肪的形式储存下来,甘油三酯是植物油和动物脂肪的主要成分,在人体中是被储藏起来的热量源。如同其名称一样,甘油三酯是人体的脂肪成分,如果以猪肉或牛肉为例,那么甘油三酯就是白色的肥肉部位。如果甘油三酯过量,囤积于皮下就会使身体肥胖,囤积于血管壁则造成动脉硬化,囤积于心脏就会导致心脏肥大,囤积于肝脏则会造成脂肪肝。理想的甘油三酯水平应低于1.70mmol/L,超过1.70mmol/L则需要改变生活方式,控制饮食增加运动达到控制高甘油三酯的目的。此外,甘油三酯增高还与动脉粥样硬化性心血管疾病风险密切相关。甘油三酯每增高1mmol/L,男性和女性冠心病事件风险分别升高12%和37%。

肥胖高发的原因简单的解释是,长期饮食中的热量的摄入大于身体消耗的正热量平衡,导致多余的热量以脂肪的形式储存起来,是现代不良生活方式的外在体现。但内在的原因并非如此简单,例如即使摄入热量是一样的情况下,饮食结构的不合理也是造成肥胖的重要原因。在人类的日常饮食中,膳食纤维已经成为健康饮食的重要成分,它对于人体的健康方面的益处已经众所周知,饮食中膳食纤维摄入过低也是肥胖发生的一个重要因素。营养学家推荐人类每天膳食纤维的摄入量为25-30克,而在我国大部分人每天膳食纤维的摄入量远远不足。有研究表明,每天增加10克膳食纤维的摄入,冠状动脉事件的风险降低12%,冠状动脉死亡风险降低19%。

Alpha环糊精(α-CD)是膳食纤维中的精品,α-CD能够维持人体肠胃系统的健康,可以减少冠心病以及其他一些因生活方式而导致的患病危险。α-CD由于其外侧亲水,内侧亲油的结构特性,可以包和脂肪形成纤维-脂肪复合物,这种复合物可以抵抗脂肪酶的正常脂解活性,减少食物中吸收的脂肪量和脂肪的生物利用度。纤维-脂肪复合物能够抵御人体消化酶的水解,可以通过粪便从人体中完整排出,但不会引起服用其他减肥产品常出现的腹胀、腹泻等副作用。一些减肥产品通过抑制脂肪酶的分泌从而允许游离的、不复杂的膳食脂肪通过消化系统,这可能导致脂肪泻(由于脂肪的消化和吸收不良引起的腹泻),在这种情况下长期使用这些减肥产品对健康是不利的,而α-CD的安全性高,没有这类缺点,是以抑制脂肪消化吸收类减肥药的一个很好的替代产品。

α-CD也可以与甘油三酯形成复杂的络合物,形成稳定的乳状液。体外肠道消化模拟实验发现,卵磷脂和胆盐是胆汁中主要的胆固醇增溶剂,并形成混合胶束。由胆固醇、卵磷脂和胆盐组成的胶束的形成是促进小肠内腔对胆固醇吸收的一个非常重要的过程,而α-CD可以通过沉淀卵磷脂来降低胆固醇胶束溶解度[1]

有临床研究发现高脂饮食后10分钟内服用2g α-CD,能明显降低餐后人体血液中的胆固醇和甘油三酯的水平(见下表)。健康志愿者每天摄入6g α-CD,12周后发现低密度脂蛋白下降了10%,空腹血浆葡萄糖降低1.6%,胰岛素抵抗指数减少11%[2]

数据来源:Jarosz, P. A., Fletcher, E., Elserafy, E., Artiss, J. D., & Jen, K.-L. C. (2013). The Effect of α-Cyclodextrin on postprandial lipid and glycemic responses to a fat-containing meal. Metabolism, 62(10), 1443-1447. doi:10.1016/j.metabol.2013.05.015 

a-环糊精具有空腔结构可以稳定地与脂肪结合,并在体内抑制热量的摄入。美国研究者KL Catherine Jen等人募集了47名肥胖合并2型糖尿病参与者,进行为期3个月的临床试验,每人每天摄入6g a-CD,通过精准计算参与者的饮食构成、能量及体重的变化,按照多摄入7700 Kcal能量可使体重增加1kg计算,结果发现每1g a-CD能减少约9.5克的人体脂肪生成[3]

α-CD虽然能促进脂肪排泄,但并不影响人体脂溶性维生素的吸收。一项研究表明,α-CD不妨碍维生素D的吸收,活性组和安慰剂组之间没有显著差异[4]。另外有体外证据表明与脂溶性维生素相比,α-环糊精对胆固醇和胆盐有更强的亲和力,因此当一餐饭到达回肠末端时,α-CD很可能会包裹着这些物质。在这种环境下,脂溶性维生素可能只是部分受到α-CD存在的影响,并不会影响脂溶性维生素的吸收。Pitha J等人通过试验发现维生素A在α-CD溶液中的溶解度低于β和γ环糊精溶液,维生素D和E不能溶解于α-CD溶液中,见下表。

数据来源:Pitha J . Enhanced water solubility of vitamins A, D, E, and K by substituted cycloamyloses[J]. life sciences, 1981, 29(3):307-311

我们因此可以得出结论,食物中添加了α-环糊精后,高胆固醇血症和高低密度脂蛋白血症都能得到很好的缓解,也不用担心长期食用后对脂溶性维生素的吸收。

参考资料:

1. Furune, T., Ikuta, N., Ishida, Y., Okamoto, H., Nakata, D., Terao, K., & Sakamoto, N. (2014). A study on the inhibitory mechanism for cholesterol absorption by α-cyclodextrin administration. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 10, 2827–2835. doi:10.3762/bjoc.10.300 

2. Amar, M. J. A., Kaler, M., Courville, A. B., Shamburek, R., Sampson, M., & Remaley, A. T. (2016). Randomized double blind clinical trial on the effect of oral α-cyclodextrin on serum lipids. Lipids in Health and Disease, 15(1). doi:10.1186/s12944-016-0284-6 

3. KL Catherine Jen, George Grunberger, Joseph D Artiss. On the binding ratio of α-cyclodextrin to dietary fat in humans.  Nutrition and Dietary Supplements . 1 July 2013 Volume 2013:5 Pages 9—15

4. Grunberger G, Jen KL, Artiss JD. The benefits of early intervention in obese diabetic patients with FBCx: a new dietary fibre. Diabetes Metab Res Rev 2007; 23:56-62.

5. Jarosz, P. A., Fletcher, E., Elserafy, E., Artiss, J. D., & Jen, K.-L. C. (2013). The Effect of α-Cyclodextrin on postprandial lipid and glycemic responses to a fat-containing meal. Metabolism, 62(10), 1443–1447. doi:10.1016/j.metabol.2013.05.015 

6. Pitha J . Enhanced water solubility of vitamins A, D, E, and K by substituted cycloamyloses[J]. life sciences, 1981, 29(3):307-311.