收稿日期:2010-11-03
基金项目:广州医学院学生课外学术科技项目(2008年);广州市属高校科技计划基金项目(08A059)
作者简介:曾霞娟(1986-),女,口腔医学系在校学生,研究方向:
复发性阿弗他溃疡食物干预。通讯作者、指导老师:翁志强,副教授。
膳食纤维对胃肠道作用的研究进展
曾霞娟1,刘家鹏1,严梅娣1,马杰文1,刘仲华1,翁志强2
(1.广州医学院口腔医学系06级,广州 510180;2.广州医学院第二附属医院,广州 510260)
摘要:目的:综述近年来有关膳食纤维对胃肠道作用的研究进展。方法:以国内外研究膳食纤维对胃肠道作用的代表性论文为依据,进行分析、整理和归纳。结果:膳食纤维对胃肠道的很多疾病都有防治作用或通过胃肠道调节作用防治全身其他系统性疾病。基本的机理就是膳食纤维对胃肠道某些营养素吸收的影响或是对胃肠道菌群的数量和种类都具有一定的调节作用,从而直接或间接的防治相关疾病。结论:膳食纤维对胃肠道的很多疾病都有防治作用,或通过胃肠道调节作用防治全身其他疾病,提高机体免疫力。关键词:膳食纤维;饮食干预;胃肠道;复发性阿弗他溃疡
中图分类号:R573.1 文献标识码:A 文章编号:1005-5320(2011)01-0052-04
Research Progress in the role of Dietary Fiber on Gastrointestinal Tract
ZEN G Xia -ju an 1,LIU Jia -peng 1,YAN Mei -di 1,MA Jie -wen 1,LIU Zhong -hua 1,WEN GZhi -qiang 2
(1.Faculty of Stomatology ,Grade 2006,Class 1,Guangzhou Medical College,Guangzhou 510180;2.The Sec -ond Af f iliated Hospital to Guangzhou Medical College,Guangzhou 510260,China)
Abstract:Objective:In order to review the role of dietary fiber on gastrointestinal tract today.Methods:To analyze,summarize and or -ganize the representative papers abroad and internal,that the role of dietary fiber on gastrointestinal tract.Results:Dietary fiber as a preventive and therapeutic effect on many gastrointestinal diseases,or prevent and cure other body systemic diseases through the Regula -tory role on gastrointestinal tract.The fundamental mechanism i s that dietary fiber affects the absorption of certain nutrients in gastroin -testinal tract,or has a certain regulatory role on the number and types of the gastrointestinal tract Flora,Thereby,related di seases are prevented and cured directly or indirectly.Conclusion:Dietary fiber has a preventive and therapeutic effect on many gastrointestinal dis -eases,or prevent and cure other body systemic diseases through the Regulatory role on gastrointest inal tract,at the same time,improve body immunity.
Key Words:Dietary Fi ber;Dietary Intervention;Gastrointestinal Tract;Recurrent aphthous ulcer
复发性阿弗他溃疡(recurrent aphthous ulcer,RAU)是一种最常见的口腔黏膜疾病,不论男女、年龄、人种均可发生。RAU 的发作可能是多因素综合的结果。局部创伤、精神紧张、食物、药物、激素水平改变及维生素或微量元素缺乏均可能诱发RAU;免疫、遗传和环境可能是RAU 发病的/三联因素0,即遗传背景与适当的环境因素(包括精神神经体质、心理行为状态、生活工作和社会环境等)可引发异常的免疫反应而出现RAU 特征性病损。流行病学调查报道,RAU 与消化道疾病相关,还与饮食关系极为密切
[1、2]
。笔者就近年国内外有关膳食纤维与胃肠
道功能调节关系的研究进行综述,为开展RAU 的饮食干预研究提供参考。1 膳食纤维的定义与食用功能1.1 什么是膳食纤维
膳食纤维(Dietary Fiber,DF)[3,4]是指能抗人体小肠消化吸收而能在大肠部分或全部发酵可食用植物性成分、碳水化合物及其相类似物质总称,膳食
纤维的定义在第26届CCNFDU (Codex Committee Nutrition and Food for Dietary Uses)会议中得到完善,食品法典委员会同意膳食纤维的定义在化学定义的基础上阐述生理特性,即:膳食纤维指小肠内不能消化吸收,聚合度不小于3(或10)的碳水化合物聚合物-±。膳食纤维应该至少具有以下特点之一:天然存在于所消费食物中的可食用的碳水化合物聚合物,可以由食物原料中经物理、酶或化学法获得的碳水化合物聚合物膳食纤维通常应具有以下特性:
1降低通过时间(加速通过胃肠道的时间)和增加粪便量。o促进结肠发酵作用。?降低血总胆固醇和/或LDL胆固醇水平。?降低餐后血糖和/或胰岛素水平。一般将膳食纤维分为水不溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber,IDF)和水溶性膳食纤(Soluble Dietary Fiber,SDF)两大类,IDF主要作用于肠道产生机械蠕动作用,而SDF则更多发挥代谢功能,如影响可利用碳水化合物和脂类代谢,因此,膳食纤维中SDF组成比例是影响膳食纤维生理功能的一个重要因素。
1.2膳食纤维的生理特性决定了其对疾病有一定防治作用
大量研究表明[5,6],凡能提高粪便持水能力的物质(如各种水溶性膳食纤维)或促进肠道蠕动的物质(如各种水不溶性膳食纤维)均能起到润肠通便的作用,膳食纤维具有改善便秘的作用,具体机理如下:1水溶性膳食纤维通便作用机理:水溶性膳食纤维在肠道内呈溶液状态,有较好的持水力,且易被肠道细菌酵解,产生丁酸、丙酸、乙酸等短链脂肪酸(SCFA),这些短链脂肪酸能降低肠道内环境的pH 值,刺激肠黏膜;水溶性膳食纤维被肠道菌群发酵后产生的终产物二氧化碳、氢气、甲烷等气体,亦能刺激肠黏膜,促进肠蠕动,从而加快粪便的排出速度。o水不溶性膳食纤维通便作用机理:水不溶性膳食纤维具有较强的吸水力和溶胀性,且不易被消化道的酶消化或肠道内微生物酵解,可以形成较多的固体食物残渣,增加粪便的质量和体积,使粪便柔软,易于排出。粪便质量和体积的增大能机械性地刺激肠壁引起便意,使肠道蠕动加快,从而缩短食物残渣在肠内的通过时间,防止便秘的发生。食物纤维摄取量的增加,排便量增加,从而排除肠道内大量的毒素。添加适宜的膳食纤维可改善功能性排便异常,且具有经济、实用、方便的特点,易于推广应用。
1.3促进生长发育,提高机体免疫力
有研究报道提到[5],从香菇、金针菇、灵芝、蘑菇和茯苓等食用真菌提取的膳食纤维中的多糖组分可以增加巨噬细胞的数量,刺激抗体的产生,达到提高人体免疫能力的生理功能。果胶摄入后,肠内蛋白的合成明显高于对照组。也有人认为果胶的摄入降低了婴儿的食物量和生长速度。此外,膳食纤维还是脂类合成和细胞膜合成所需的乙酞辅酶A的主要来源,以及维持细胞膜完整性必需的物质。在膳食中加入膳食纤维,可以很好地改善术后病人的营养,提高机体免疫力。
1.4改善肠道菌群作用防治肠道疾病
近年许多研究表明[7],人体肠道中存在大量细菌,既包括有益菌群,也生活着有害菌群。摄入的食物纤维大部分不能被消化而被送入大肠中,食物纤维的吸附性、保水性、离子交换作用以及凝胶的形成等影响,加上肠道内的细菌产生的消化酶将其分解可产生少量的泛酸对肠道菌群的数量和种类都具有一定的调节作用,为人体的健康提供了可靠的保证。每日摄入足量的膳食纤维会使肠道内的双歧杆菌数量大大增加,有助于B族维生素和其它维生素的合成。相反,食物纤维摄取不足或不摄入,双歧杆菌菌群数量减少,同时,肠道有害菌和病原菌的种类和数量增加,尤其是大肠杆菌、链球菌及腐败菌的增加,形成的有害有毒物质使人体器官产生疾病。进食膳食纤维后,双歧杆菌在大肠内迅速繁殖,抑制腐生细菌生长。膳食纤维它能与肠道的Na,K离子进行交换,促使K+,Na+通过尿液和粪便大量排出,从而降低血液的Na/K比,起到稀释作用,故对改善消化道pH值、渗透压及氧环境有良好作用[5]。
1.5膳食纤维可降低结肠癌发生的风险性
这一结论已被世界卫生组织、世界粮农组织等国际专业机构认可,膳食纤维的摄入与大肠癌的风险呈负相关,但是据某大型前瞻性队列研究[8]发现,膳食纤维总摄入并不降低结直肠癌(CRC)危险,因为还要看膳食纤维的来源,全谷物饮食来源的膳食纤维与CRC危险降低相关。通过临床实验和调查研究发现,膳食纤维防治结肠癌机理可能为:1抑制腐生菌生长,结肠中一些腐生菌能产生致癌物质,而肠道中一些有益微生物能利用膳食纤维产生短链脂肪酸,这类脂肪酸,特别是丁酸能抑制腐生菌生长。o减少致癌物与结肠的接触机会,膳食纤维能促进肠蠕动,增加粪便体积,从而减少致癌物与结肠接触机会。?减少次生胆汁酸的产生,胆汁中的胆酸和鹅胆酸可被细菌代谢为次生胆汁酸和脱氧胆酸,这两者都是致癌剂和致突变剂;膳食纤维束缚胆酸和次生胆汁酸,将其排出体外。?产生丁酸,通过抑制肿瘤细胞分化并诱导其凋亡、抑制癌变结肠黏膜细胞增殖、诱导谷脱甘肽转化酶合成、抑制诱变物(如业硝胺等)潜在毒性,而发挥抗癌作用。?不溶性膳食纤维本身携带有其他生物活性物质,如植酸、阿魏酸等,它们对癌症的形成有抑制作用。大多数不溶性膳食纤维具有抗癌作用,而可溶性膳食纤维不具抗癌作用,意见未统一,这是因为膳食纤维不同组分对结肠癌的形成有不同的作用[9]。还有报道[10,11],发酵的膳食纤维可以增强免疫细胞在大鼠大肠隐窝的定位。膳食纤维可以改变CD8+上皮
内淋巴细胞在隐窝基点的比例,而且其效果取决于所摄取的膳食纤维的类型。
1.6改善口腔及牙齿功能、降低龋齿和牙周炎的发病率[12]
现代人由于食物越来越精,口腔肌肉、牙齿的咀嚼机会少,牙齿和牙周得不到足够的咀嚼与摩擦,因此出现牙周萎缩,牙齿易脱落,龋齿的机会增加。而增加膳食中的纤维素,自然增加了使用口腔肌肉牙齿咀嚼的机会,长期下去,则会使口腔得到保健,功能得以改良。
1.7对胃肠道粘膜的保护作用
有通过对大鼠研究结果表明[13,14],含膳食纤维丰富的大麦饮食是通过增加了小肠的粘度和增强发酵而呈现出有益生理和肠道各种保护作用。不溶性膳食纤维各个方面的营养功能和物理性能都可能是相互关联的,但在水中沉降量似乎是为小肠腔提高粘液分泌总容量最重要的因素。此外,小肠粘液分泌的强度取决于先前消化的食物构成,特别是对不易消化成分的水沉淀量的反应。
2膳食纤维可能的副作用
膳食纤维虽然与人体健康密切相关,但也并非是越多越好[15],膳食纤维如果摄入太多,不仅会引起一些身体不适,而且还会影响人体对脂肪、蛋白质、无机盐和某些微量元素的吸收。膳食纤维最大的副作用应该是使某些脂溶性维生素的吸收下降。研究表明[16],膳食纤维对血清维生素A、维生素B1水平有不良影响,但是对钙的吸收无不良影响。有研究认为[17],麒麟菜可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维和总膳食纤维对有益金属离子Ca2+Fe2+Fe3+和Zn2+具有不同程度的体外吸附作用,但对动物体内的血清的钙、锌、铁元素的正常生理水平无显著影响。有学者通过动物实验发现[18],蔗渣膳食纤维对高脂血症大鼠的血清微量元素Cu、Ca、Mg、Zn、Fe 含量无明显影响。马玮娟[19]等学者应用响应面方法,研究肝脏以及其他成分在鸡肉与米饭和小牛肉与胡萝卜婴幼儿食物中铜、锌、铁的可透析性。鸡肉与米饭中铁可透析性降低归因于植酸或其代谢产物的存在。其他实验也表明,植酸对锌的吸收也有影响。栗彦芳等学者[20],通过对膳食纤维与微量元素吸收关系进行总结,发现人体的微量元素主要来自于食物和水,食物中微量元素的含量是影响人体微量元素营养水平的首要因素。植物性食物中含有较多的膳食纤维、植酸、草酸等,这些物质在肠道pH 值下与微量元素螯合,抑制微量元素的吸收利用。植酸含量较低的食物中不一定微量元素吸收率高,而且植酸并非对所有微量元素都有抑制吸收作用,可能对部分元素不存在抑制吸收作用。锌和铁是膳食中相互影响的两种元素,微量元素铜、锌之间以及铁、锰之间也存在相互竞争作用。李宁等学者[21],通过研究大量有关膳食纤维对营养素吸收影响的实验发现,膳食纤维对矿物质和微量元素吸收利用的影响,不同的实验、不同的元素、不同的纤维有不同的影响。并且总结出膳食纤维对于矿物质吸收的作用主要依赖于:1纤维的性质;o纤维的量;?相关物质如植酸的存在;?相关矿物质的动态平衡。由此可见,人体内微量元素吸收受多种因素的影响,除了来自食物之外,还有微量元素之间的相互影响,以及机体自身对微量元素含量平衡的调节,植物性食物中抑制微量元素吸收的主要成分是植酸,膳食纤维对人体内微量元素的吸收影响是很小的。也有研究提出[22],在正常使用膳食纤维的情况下是不会有副作用的,而在过量时副作用也是非常之小的。但要注意,膳食纤维有益不等于食品越粗越好,吃韭菜、芹菜应选择鲜嫩的,而且要拔去老丝;吃蚕豆要剥皮,吃豆和玉米要充分煮熟等。人在胃肠道异常的情况下,不宜过多强调膳食纤维的摄取,例如,腹泻病人应首选易消化食物,避免膳食纤维摄取过多加快肠胃蠕动,而使病情加重。
3膳食纤维的最适摄入量
膳食纤维一方面有益于人体健康,另一方面摄入过多将影响人体对维生素和矿物质的吸收。中国居民膳食纤维的适宜摄入量(AI)值是根据5平衡膳食宝塔6推算出来的[12],即低能量膳食(1800kcal)为25g/d,中等能量膳食(2400kcal)为30g/d,高能量膳食(2800kcal)为35g/d,此数值与大多数国家所推荐的值接近。这些推荐量的下限是有利于保持膳食纤维对人体肠道功能起到其应有作用的量,而上限是不会因纤维摄入过多而对人体产生危害。
有报道[23],国内有学者曾参与美国康奈尔大学的中国农村居民膳食纤维摄入量调查合作课题,得到的结果是农村居民每人每日总膳食纤维的摄入量平均值(?标准差)为3313?1718g,其中不可溶性膳食纤维为2414?1218g,可溶性膳食纤维为914 ?410g。通过对膳食纤维的摄入量及粪便排出量与癌症发病危险性的近年研究,提出每日粪便重量低于150g时疾病的危险性会增加,而每日摄入膳食纤维在32g以内时,其摄入量与粪便排出量相关。
IDF和SDF的混合物以谷类早餐形式研究证明其能显著增加粪便排出量,而且保持了一个良好
的胃肠耐受度[24]。英国卫生部提出建议,健康饮食中的非淀粉多糖(膳食纤维)的摄入量为每日18g。国际生命科学会的专家们推荐量为10g/1000kcal,美国有关专家委员会提出,每人每日摄入量为20~ 30g。美国供给量专家委员会推荐,适宜膳食纤维摄入比例为不可溶性70%~75%,可溶性25%~ 30%。
4膳食纤维的改性研究进展
对膳食纤维进行改性,提高水溶性膳食纤维含量已成为膳食纤维研究重点之一。改性处理目的是使膳食纤维中大分子组分连接键断裂,转变成小分子成分,使部分不溶性成分转变成可溶性成分,致密空间网状结构转变为疏松网状空间结构,从而显著提高膳食纤维中可溶性成分含量,使膳食纤维持水力、结合水力和膨胀力等物化性质得到改善,更好发挥膳食纤维生理功能,拓宽其在食品工业中应用范围,在膳食纤维开发和利用方面具有广阔发展前景。在应用研究方面有报道[25],采用化学处理、机械处理、微生物发酵或酶法相结合混合处理方法能取得更好效果,将会成为膳食纤维改性研究发展方向。从功能性稻米的培育来改变稻米中膳食纤维的含量也是一个很好的发展方向,功能稻米是兼有营养和调节人体生理活动功能,能够起到增强生理防御机制、预防特殊疾病、帮助特殊疾病的恢复、延缓衰老以及控制体力和精力状况等功能的稻米产品。研究发现稻米中膳食纤维含量可随米粒内部的变化而变化也有报道[26],如发芽糙米比糙米可多0%~ 15%,比白米可多27倍,食用这样的稻米更能够增加肠蠕动,提升肠内有益菌数量,促进排便减少,降低大肠癌和高胆固醇的发病率,加大体内毒素的排出。随着人们生活水平的提高,人们健康预防保健意识关注度提高,这也就给膳食纤维的研究和应用提供了一个广阔的发展平台,现今膳食纤维的研究发展趋势主要集中在以下几个方面[27]:1膳食纤维的改性及对其生理功能和理化性质影响的深入研究;o加强对膳食纤维生理功能的作用机理的深层次研究;?我国具有丰富的膳食纤维资源,建立相应的数据库,对合理整合、利用膳食纤维资源具有现实意义;?加快膳食纤维在可食性包装方面实现工业化的研究;?生产符合国际市场标准的膳食纤维保健食品研究。
5总结与展望
通过研究和对比各种关于膳食纤维对胃肠道作用的文献,我们得出膳食纤维对胃肠道的很多疾病都有防治作用或是通过胃肠道调节作用防治全身其他系统性疾病,其根本的机理就是膳食纤维对胃肠道某些营养素吸收的影响或是对胃肠道菌群的数量和种类所具有的调节作用,从而直接或间接的防治相关疾病。但是大部分研究都局限在文献研究和动物模型研究,在临床研究方面还是比较缺乏的。另外从现有的文献中发现膳食纤维进食与预防复发性阿弗他溃疡发病关系的研究是一个新的领域。
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