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(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)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(dòng)物體內(nèi)的膽固醇功能（穩(wěn)定植物細(xì)胞膜中磷脂雙分子層）和結(jié)構(gòu)（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(cè)鏈含有9～10個(gè)碳原子，而膽固醇中是8個(gè)。植物甾烷醇屬于飽和態(tài)的植物甾醇，其結(jié)構(gòu)中5號(hào)位碳位置不存在雙鍵。

圖1 結(jié)構(gòu)圖

1 食物中PSS的含量

PSS主要存在于植物油、堅(jiān)果、谷物和谷物衍生產(chǎn)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(dòng)物肝臟和甲殼類動(dòng)物等中也含有少量的PSS。在自然界中，PSS以游離狀態(tài)或以結(jié)合物的狀態(tài)存在。其中結(jié)合物主要有4種形式：①β-羥基與脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成脂肪酸酯。②與羥基苯丙烯酸反應(yīng)生成酯類。③與己糖（通常是葡萄糖）發(fā)生糖基化生成糖苷。④與6-脂肪酰基己糖發(fā)生糖基化生成糖苷。因此，平時(shí)描述的PSS總量一般指的是所有甾醇存在形式的數(shù)量總和。

谷類產(chǎn)品是植物甾醇的重要來源，以鮮重計(jì)算，PSS的總量高于蔬菜。據(jù)報(bào)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(fèi)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(jiān)果中，PSS總量大約0.991 2～2.071 7 mg·g-1，其中β-谷甾醇數(shù)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(dòng)物源性食物中，特別是雙殼類魚類中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(gè)物種中超過了10%。雙殼類動(dòng)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(shí)候，PSS主要存在于高油（其中含有高達(dá)80%的甾醇）和豆油生產(chǎn)的副產(chǎn)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(fā)現(xiàn)于1950年左右。當(dāng)時(shí)選取26例健康受試者，連續(xù)2周每天補(bǔ)充5～10 g PSS后，經(jīng)檢測(cè)受試者的血漿膽固醇水平下降了27%左右[2]。后續(xù)的研究也進(jìn)一步證實(shí)，如果每天服用高劑量的PSS（＞10 g·d-1），連續(xù)服用3～5周，血液膽固醇水平平均降低20%。同時(shí)Peterson[3]等人長(zhǎng)期以膽固醇為食物喂養(yǎng)雛雞，在進(jìn)食大豆甾醇后，血漿和肝臟中膽固醇含量的增加趨勢(shì)被抑制，同時(shí)動(dòng)脈粥樣硬化病變程度也下降。在這之后，不同的學(xué)者又進(jìn)行了許多關(guān)于4-去甲基植物甾醇或甾烷醇，以及游離甾醇和甾醇酯對(duì)血脂含量影響的臨床研究證實(shí)，可以通過降低膽固醇吸收達(dá)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(jī)體對(duì)食物中膽固醇的吸收，而且對(duì)腸道合成的膽固醇的吸收過程也有抑制作用。對(duì)此盡管已經(jīng)有一些理論解釋說明，但具體的作用機(jī)制還沒有準(zhǔn)確、清晰的描述。一種解釋指出在腸道中，已經(jīng)輕微溶解的膽固醇，會(huì)在植物甾醇或甾烷醇的作用下發(fā)生沉淀，導(dǎo)致無法吸收。第二個(gè)解釋是基于一個(gè)事實(shí)，即膽固醇必須進(jìn)入含有“混合膠束”的膽汁鹽和磷脂，才能被吸收進(jìn)入血液。與膽固醇相比，植物甾醇更容易被水解。這個(gè)過程會(huì)降低膽固醇在膠束中的溶解度，從而減少其吸收，進(jìn)而增加膽固醇及其代謝物的糞便排泄。此外，植物甾醇也會(huì)通過上調(diào)腸細(xì)胞頂端表面的ATP結(jié)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(jì)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(dāng)不一致，但它們?cè)谑褂眠^程中卻都發(fā)揮了作用，而且證實(shí)很安全。在那個(gè)時(shí)期，這類制劑的藥理應(yīng)用僅限于嚴(yán)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(xiàn)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(jù)統(tǒng)計(jì)，在芬蘭平均植物甾醇攝入量為 140 ～ 360 mg·d-1，在英國(guó)為 163 mg·d-1，日本建議攝入量為375 mg·d-1。在荷蘭，通過測(cè)量123個(gè)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(huì)影響PSS調(diào)節(jié)血漿膽固醇的效果，而抑制膽固醇溶入膠束的現(xiàn)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(cè)植物甾醇進(jìn)入了腸上皮細(xì)胞進(jìn)而影響了腸道脂蛋白代謝[1]。因?yàn)榕c膽固醇不同，植物甾醇只能通過乳糜微粒進(jìn)行最低限度地酯化作用，再嵌入和分泌到代謝循環(huán)中。

4 PSS在生活中的應(yīng)用

4.1 PSS在食物中的應(yīng)用

PSS能降低血清中LDL膽固醇水平，從而預(yù)防心血管疾病，這個(gè)功效的逐步證實(shí)有效促進(jìn)了富含PSS的功能性食品的發(fā)展。目前在市場(chǎng)上，尤其是在個(gè)別歐洲國(guó)家可以很容易購(gòu)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(chǎn)品，如脂肪、酸奶、牛奶、烘焙產(chǎn)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(jìn)行降脂臨床試驗(yàn)時(shí)，同一種功能食物的試驗(yàn)數(shù)據(jù)間也存在巨大差異，導(dǎo)致食物的不同成分對(duì)植物甾醇降低膽固醇血癥效應(yīng)的影響難以分析。Abumweis等根據(jù)選用的食物載體的脂肪含量和物理形態(tài)的不同，將59項(xiàng)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(jié)果發(fā)現(xiàn)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(shí)了食物載體也會(huì)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(zhì)效果高3倍。

4.2 PSS與藥物的結(jié)合應(yīng)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(shí)該現(xiàn)象已先后通過雙盲測(cè)試、隨機(jī)試驗(yàn)和安慰劑對(duì)照試驗(yàn)得到驗(yàn)證，這些測(cè)試中連續(xù)4～8周每天服用2～3 g PSS，結(jié)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(duì)于PSS與其他降脂藥物，尤其是依替米貝（Ezetimibe），結(jié)合使用的降脂效果也有報(bào)道。Assman等發(fā)現(xiàn)若在利用依折麥布治療期間同時(shí)使用PSS，PSS的吸收效率有所降低[8]。這是因?yàn)閮煞N物質(zhì)的作用機(jī)制相似，在膽固醇和PSS的吸收過程中會(huì)出現(xiàn)相互競(jìng)爭(zhēng)。Jakulj 等也發(fā)現(xiàn)在依折麥布治療的基礎(chǔ)上使用PSS并沒有獲得額外效果[9]。Nigon等發(fā)現(xiàn)將復(fù)合纖維與PSS結(jié)合使用時(shí)發(fā)現(xiàn)降脂效果有輕微的提升，但用于小鼠上卻并沒有發(fā)現(xiàn)復(fù)合纖維和PSS的協(xié)同作用，因此還需要進(jìn)一步的研究[10]。

5 結(jié)語(yǔ)

植物甾醇和植物甾烷醇具有優(yōu)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(fā)揮易受到共存組分的干擾，但是依舊具有極大的使用價(jià)值。對(duì)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(fēng)險(xiǎn)。PSS的降血脂效果受攝入量影響，與攝入次數(shù)無關(guān)。