膳食果糖與健康關(guān)系的研究進展

龐邵杰，綦文濤，宋 歌，王 勇，孫 輝

（國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院，北京 100037）

果糖是單糖，是葡萄糖的同分異構(gòu)體，其與葡萄糖結(jié)合后生成蔗糖。自然狀態(tài)下，果糖以游離狀態(tài)存在于蜂蜜、水果及蔬菜中。目前，人們除了從天然食物中攝取果糖外，更多的是以添加糖的形式攝入。蔗糖和果葡糖漿是消費量最大的添加糖，同時也是膳食果糖的主要來源[1-2]。一分子蔗糖在機體內(nèi)分解為一分子葡萄糖和一分子果糖。果葡糖漿主要分為F-42型（果糖42%，葡萄糖58%）、F-55型（果糖55%，葡萄糖45%）和F-90型（果糖 90%，葡萄糖 10%）。目前，果葡糖漿由于其良好的甜度和風(fēng)味正逐漸替代傳統(tǒng)蔗糖糖漿成為食品工業(yè)主要的添加糖[3]。

值得注意的是，果糖被食品工業(yè)大量用作甜味劑的同時也是全球肥胖、血脂異常、糖尿病等慢性非傳染性疾病快速增長的時期[4,5]。這一現(xiàn)象引起研究者的極大興趣，膳食果糖與健康的關(guān)系遂漸成為研究熱點。隨著果糖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國居民膳食果糖的攝入水平正穩(wěn)步提高，深入探討膳食果糖的攝入狀況及其與健康的關(guān)系顯得尤為重要。因此，本文將重點探討膳食果糖攝入與肥胖、血脂異常、Ⅱ型糖尿病、高血壓及痛風(fēng)等慢性非傳染性疾病的關(guān)系。

1 果糖與肥胖

早在2004年，Bray[5]分析1967年到2000年間美國人群食物消費模式后，發(fā)現(xiàn)從 1970年到1990年間，美國居民膳食果葡糖漿的攝入量增加了 1 000%，同時添加糖中果葡糖漿的占比超過40%，每日膳食中果葡糖漿的供能超過132 kcal，與此同時，美國居民肥胖率增加60%以上。果糖在肝臟中的代謝有利于脂肪合成，且不會刺激胰島素分泌及瘦素的產(chǎn)生。胰島素和瘦素在調(diào)節(jié)食物攝入量和體重方面起著關(guān)鍵的信號傳導(dǎo)作用。因此，Bray認為果糖的攝入與體重的增加有關(guān)[5]。Jacobson[6]則認為蔗糖是1970年之前軟飲料中最主要的添加糖，蔗糖在體內(nèi)的代謝過程中有一半分解為果糖，而果葡糖漿F-42型和F-55型中，果糖只占約一半。從1970年到2000年，美國居民膳食總果糖的攝入量只增加30%。因此，將肥胖的流行歸功于果葡糖漿或/和果糖的攝入增加有待商榷。

Sievenpiper[7]對果糖與體重關(guān)系的系統(tǒng)綜述研究發(fā)現(xiàn)，適量果糖取代其它碳水化合物攝入時不會導(dǎo)致體重的增加，而高劑量果糖（＞100 g/天）的攝入會導(dǎo)致體重增加。含糖飲料中的添加糖主要為蔗糖和果葡糖漿，多項研究探討了含糖飲料與超重或肥胖的關(guān)系。Gibson[8]發(fā)表含糖軟飲料與超重肥胖關(guān)系的系統(tǒng)綜述，有12項橫斷面研究和8項隊列研究中至少在一個亞組發(fā)現(xiàn)含糖軟飲料的攝入有增加體質(zhì)指數(shù)（Body Mass Indes,BMI）水平或超重肥胖的發(fā)生風(fēng)險，3項干預(yù)研究發(fā)現(xiàn)，不喝含糖軟飲料或飲用低能量的飲料，有助于預(yù)防超重者體重的增加。Forshee[9]在兒童青少年人群中進行含糖軟飲料和 BMI關(guān)系的 Meta分析，研究包含10項隊列研究和2項隨機對照試驗，結(jié)果顯示：含糖軟飲料的攝入與BMI之間似乎不存在相關(guān)關(guān)系。Malik[10]對兒童和成年人群的系統(tǒng)綜述和 Meta分析結(jié)果顯示，每天每增加 1份（330～350 ml）含糖飲料的攝入，持續(xù)一年可使兒童 BMI增加 0.06 kg/m2，使成人體重增加0.22 kg；對照試驗結(jié)果顯示減少含糖飲料攝入可使兒童BMI降低0.17 kg/m2，增加含糖飲料攝入可使成人體重增加0.85 kg。

目前，膳食果糖攝入與肥胖關(guān)系研究的結(jié)論并不一致，可能有幾方面原因：（1）膳食果糖的攝入量較難準(zhǔn)確測量；（2）難以避免總能量、脂肪、運動等混雜因素的影響；（3）果糖與超重肥胖之間的關(guān)系研究仍需大樣本高質(zhì)量的隨機對照試驗。而目前大部分人群試驗存在方法學(xué)上的局限性，且樣本量少，試驗周期短。根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)，尚不能確定果糖/果葡糖漿對體重影響的單獨作用，以及果糖/果葡糖漿的攝入與體重增加風(fēng)險的關(guān)系是否受總能量攝入的影響。

2 果糖與血脂異常

20世紀(jì) 80年代初，Simko和 Reaven[11,12]分別研究認為膳食果糖的攝入會影響體內(nèi)的血脂代謝，導(dǎo)致血脂異常。Livesey[13]進行 Mate分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膳食果糖的攝入量＞50 g/天時，其對餐后甘油三酯（Triglyceride, TG）水平有影響；而當(dāng)膳食果糖的攝入量＞90 g/天時，才會對空腹TG水平有影響。而有研究表明，在能量相等的情況下，果糖與其他碳水化合物相比，對餐后 TG沒有影響。在高果糖攝入的情況下，對餐后 TG有一定影響[14]。通過包含 24項研究的系統(tǒng)綜述和Meta分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)膳食果糖的攝入量＞100 g/天時，總膽固醇（Total Cholesterol, TC）和低密度脂蛋白膽固醇（Low-Density Lipoprotein Cholesterol,LDL-C）的水平升高，當(dāng)膳食果糖的攝入量＜100 g/天時，對TG和LDL-C的水平無影響。膳食果糖的攝入量在任何水平下對高密度脂蛋白膽固醇（High-Density Lipoprotein Cholesterol, HDL-C）的水平均無影響[15]。中國營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域的專家共識認為過量果糖（＞100 g/d）攝入增加血漿 TG和TC的水平[16]。

機理研究表明，果糖的主要代謝場所是肝臟，其在果糖激酶、醛縮酶和丙糖激酶的作用下代謝生成葡萄糖、乳酸鹽及脂肪酸。果糖的代謝過程無限速酶的影響。因此，膳食果糖的攝入量影響肝臟中葡萄糖、乳酸鹽及脂肪酸的產(chǎn)生[17]。當(dāng)高劑量膳食果糖攝入后，血漿脂質(zhì)水平會出現(xiàn)適應(yīng)性的增加[17]。然而，高果糖攝入導(dǎo)致的血脂升高與高脂飲食導(dǎo)致的血脂升高在代謝途徑方面明顯不同。由果糖代謝產(chǎn)生的脂肪可暫時性儲存在肝臟中和/或以極低密度脂蛋白（富含 TG）形式分泌到外周血中。從腸道中吸收的膳食脂肪以乳糜微粒（富含 TG）的形式進入外周循環(huán)系統(tǒng)[17]。由于乳糜微粒的代謝速度遠快于極低密度脂蛋白的代謝，在高果糖膳食攝入后，會出現(xiàn)血液中TG濃度升高。

因此，綜合考慮目前人群研究和機理研究的證據(jù)，可以認為高劑量果糖（＞100 g/天）的攝入會增加血漿TG、TC和LDL-C水平，但不確定是否對血漿HDL-C水平產(chǎn)生影響。然而，當(dāng)總能量的攝入控制在一定水平時，膳食果糖的攝入與血脂之間的關(guān)系并不明確。

3 果糖與糖尿病

高劑量膳食果糖的攝入會引起肝臟葡萄糖水平的適應(yīng)性增加[18]，同時肝臟TG和尿酸水平升高。肝臟 TG水平的升高是誘導(dǎo)胰島素抵抗的重要因素，尿酸介導(dǎo)的內(nèi)皮細胞功能異常有助于胰島素抵抗的發(fā)生[19]。因此，有研究者認為膳食果糖的攝入會增加肝臟及外周血葡萄糖水平，會引發(fā)胰島素抵抗[20,21]。有研究則認為高劑量膳食果糖攝入會適度增加肝臟葡萄糖水平，但與臨床相關(guān)的血糖升高無關(guān)[17]。在高劑量果糖干預(yù)1～4周健康人群中未發(fā)現(xiàn)胰島素的敏感性降低[22]。在經(jīng)過6天的高劑量果糖膳食后，Ⅱ型糖尿病人的中年肥胖子女，其肌肉組織中出現(xiàn)明顯的胰島素抵抗，然而另外類似的研究發(fā)現(xiàn)Ⅱ型糖尿病人的非肥胖年輕子女在高果糖膳食后未發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗[23,24]。膳食果糖對血糖及胰島素代謝可能受遺傳因素和年齡、BMI等其他因素的影響。

多項大規(guī)模人群研究探討了膳食果糖對血糖、糖化血紅蛋白、胰島素水平及糖尿病發(fā)病的影響。一項包含18項干預(yù)試驗的系統(tǒng)綜述和Meta分析結(jié)果顯示，膳食果糖等能量交換其它碳水化合物后，可改善糖尿病患者長期的血糖控制，且對糖尿病患者的胰島素水平無影響[21]。另一項干預(yù)試驗的系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn)，果糖替代食物或飲料中的蔗糖或葡萄糖后，可有效降低餐后血糖峰值及血液中胰島素濃度[25]。Liverey[13]匯總 42篇干預(yù)試驗研究發(fā)現(xiàn)膳食果糖的攝入量＜90 g/天時，有益于糖化血紅蛋白水平的控制。最近一項包含15項前瞻性隊列研究的Meta分析發(fā)現(xiàn)，與膳食果糖低劑量（9.7 g/天）組相比，高劑量組（35.2 g/天）的糖尿病發(fā)生風(fēng)險并未增加[26]。

基于現(xiàn)有證據(jù)，可以認為與葡萄糖、蔗糖相比，等熱量的果糖攝入有益于糖尿病人血糖及糖化血紅蛋白的控制，中低劑量膳食果糖的攝入與糖尿病的發(fā)病無關(guān)。高劑量膳食果糖（＞100 g/d）的攝入對血糖、糖化血紅蛋白及糖尿病發(fā)病的影響則需要進一步研究。

4 果糖與高血壓

機理研究表明膳食果糖的攝入可能與高血壓的發(fā)生有關(guān)[27]。短期內(nèi)大劑量的果糖攝入，可通過刺激交感神經(jīng)、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激及增加尿酸水平進而增加血壓[27]。長期的高劑量果糖攝入導(dǎo)致腎臟損傷、內(nèi)皮功能紊亂，增加機體鹽敏感性，激活腎素-血管緊張素系統(tǒng)等而引起高血壓[27,28]。由于膳食果糖引起血壓升高的生理病理機制主要通過動物實驗獲得，有研究者對此提出異議，一方面，目前已發(fā)表的動物研究常使用極高劑量的果糖攝入量，不符合正常的生理需求；另一方面，由動物實驗結(jié)果外推到人體需謹慎，有必要進行大樣本人群研究的驗證[27,29]。

2012年，一項包含 15項人群干預(yù)試驗的系統(tǒng)綜述和Meta分析顯示，果糖等熱量替代其他碳水化合物（葡萄糖、蔗糖、淀粉等）可顯著降低舒張壓和平均動脈壓，對收縮壓無影響。在高熱量果糖攝入試驗中發(fā)現(xiàn)，與其他碳水化合物相比，果糖對血壓水平無影響[30]。為了更好的探討“真實世界”中果糖的攝入是否與高血壓的發(fā)生存在關(guān)聯(lián)。2014年，Viranda[31]納入3篇前瞻性隊列研究進行系統(tǒng)綜述和Meta分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與最低五分位組（5.7%～6.0%總能量）相比，最高五分位組（13.9%～14.3%總能量）總果糖的攝入量與高血壓的發(fā)病無關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)膳食總果糖的攝入與高血壓發(fā)生風(fēng)險之間存在“U”型關(guān)系，即當(dāng)膳食中總果糖的供能比在 5.9%～9.4%之間時，供能比每增加 1%，高血壓的發(fā)病風(fēng)險下降 0.5%；當(dāng)總果糖的供能比在9.4%～14.2%之間時，供能比每增加 1%，高血壓的發(fā)病風(fēng)險增加 2.1%。雖然有研究結(jié)果表明添加糖或含糖飲料的攝入可能與高血壓有關(guān)，但研究者認為膳食中糖的水平對高血壓的影響，可能是繼發(fā)于對體重的影響[32,33]。

基于目前研究，不難發(fā)現(xiàn)膳食果糖和高血壓關(guān)系的機理研究和人群研究的結(jié)果存在爭議。就人群研究結(jié)果而言，當(dāng)膳食果糖的攝入量控制在適宜的范圍以內(nèi)（供能比在 5.9%～9.4%）有益于血壓控制，供能比超過9.4%則增加高血壓的發(fā)病風(fēng)險。

5 果糖與痛風(fēng)

痛風(fēng)是由單鈉尿酸鹽沉積所致的炎性關(guān)節(jié)病，高尿酸血癥是其最主要的危險因素[34]。果糖在肝臟中的代謝，消耗大量的內(nèi)源性磷酸和ATP，進而增強腺苷酸脫氨酶的活性，促使磷酸腺苷降解產(chǎn)生大量的核苷酸，從而會累積大量尿酸[35]。

美國國家健康和營養(yǎng)調(diào)查（1988—1994年）結(jié)果顯示含糖飲料（富含果糖）的攝入與血清尿酸水平以及高尿酸血癥的患病率呈正相關(guān)[36]。隨后，Choi[37-38]在隊列研究中發(fā)現(xiàn)：在男性和女性人群中均顯示，含糖飲料的攝入增加痛風(fēng)的發(fā)病風(fēng)險，無糖飲料的攝入與痛風(fēng)的發(fā)生風(fēng)險無關(guān)。在男性人群中發(fā)現(xiàn)攝入富含果糖的水果或果汁同樣會增加痛風(fēng)發(fā)生的風(fēng)險[38]。采用食物頻率法來估計膳食果糖的攝入，結(jié)果均發(fā)現(xiàn)膳食果糖的攝入增加了痛風(fēng)的發(fā)病風(fēng)險[37-38]。然而，Sun[39]利用美國國家健康和營養(yǎng)調(diào)查（1999—2004年）數(shù)據(jù)采用24 h膳食回顧法評估膳食果糖攝入，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膳食果糖的攝入與高尿酸血癥的發(fā)生風(fēng)險無關(guān)聯(lián)。

目前研究普遍認為含糖飲料的攝入增加了高尿酸血癥及痛風(fēng)的發(fā)生風(fēng)險，然而膳食果糖的攝入與高尿酸血癥及痛風(fēng)的關(guān)系并不明確。

6 結(jié)論及展望

膳食果糖對健康的影響是多方面的，目前認為高劑量膳食果糖（＞100 g/d）的攝入會增加血漿TG、TC和LDL-C水平；等熱量果糖替代其他碳水化合物有利于血糖及糖化血紅蛋白的控制，中低劑量膳食果糖（＜90 g/d）的攝入與糖尿病的發(fā)病無關(guān)；膳食果糖供能比在 5.9%～9.4%之間有益于血壓控制，超過 9.4%則增加高血壓的發(fā)病風(fēng)險；尚不能確定膳食果糖與肥胖、高尿酸血癥及痛風(fēng)的發(fā)生風(fēng)險是否存在關(guān)聯(lián)。

2014年世界衛(wèi)生組織建議限制添加糖攝入量，應(yīng)低于總能量的10%，作為健康膳食的一部分，減少到總能量的 5%將具有更多的健康效益[16]。我國將人群加工食品中糖攝入的風(fēng)險評估作為貫徹落實國民營養(yǎng)計劃、加強營養(yǎng)素風(fēng)險評估工作的重要內(nèi)容。果糖是添加糖的重要組成部分，然而由于我國食物成分數(shù)據(jù)庫中缺乏果糖數(shù)據(jù)，對果糖攝入的風(fēng)險評估及其與健康關(guān)系的研究相對匱乏。隨著果糖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來我國居民膳食果糖的攝入水平將會穩(wěn)步提高，補充和完善我國食物成分數(shù)據(jù)庫中的果糖數(shù)據(jù)，借助于現(xiàn)有的果糖產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)以及膳食調(diào)查數(shù)據(jù)探討我國居民膳食果糖的攝入狀況及其與健康的關(guān)系顯得尤為重要。