余 慧,徐寶成,2,3,*,王大紅,2,3,*,劉麗莉,2,3,連 琦,周 路,王 欣
(1.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471000;2.食品加工與安全國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,河南 洛陽(yáng) 471000;3.食品原料河南省工程技術(shù)研究中心,河南 洛陽(yáng) 471000)
植物甾醇(phytosterol,PS)是以環(huán)戊烷多氫菲為骨架的天然醇類化合物[1],常見的有β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇,它們?cè)诿卓酚?、玉米油和菜籽油等植物油中的含量尤為豐富[2],其中,谷甾醇和菜油甾醇的含量最高[3-4]。PS具有重要的生理功能,如降低血清膽固醇水平[5]、預(yù)防心血管疾病[6]、抗癌[7]、抗腫瘤和抗炎[8-10]等。其結(jié)構(gòu)與膽固醇極為相似,也易發(fā)生自動(dòng)氧化、熱氧化和光敏氧化,生成種類繁多的植物甾醇氧化物(phytosterol oxidation products,POPs)。現(xiàn)有研究表明,膽固醇氧化物(cholesterol oxidation products,COPs)表現(xiàn)出很多毒性作用,如細(xì)胞毒性、致癌、致動(dòng)脈粥樣硬化和致突變等[11-13]。而結(jié)構(gòu)上的相似性導(dǎo)致PS生成的氧化產(chǎn)物在分子結(jié)構(gòu)上也與COPs類似,因此有關(guān)POPs有無(wú)毒性、對(duì)機(jī)體是否會(huì)產(chǎn)生與COPs類似的不良影響引起研究者的廣泛關(guān)注。本文查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)POPs的最新研究成果,將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和分析,從POPs的種類與結(jié)構(gòu)、形成過程、攝入量評(píng)估、機(jī)體吸收及健康相關(guān)效應(yīng)等方面進(jìn)行敘述和討論,以期為PS的氧化控制,特別是POPs的膳食攝入和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)參考。
PS的結(jié)構(gòu)包括甾核和側(cè)鏈,甾核上的雙鍵不穩(wěn)定,易在C5、C6、C7位置發(fā)生氧化反應(yīng)形成7-酮基、7α/7β-羥基、5α,6α-環(huán)氧、5β,6β-環(huán)氧甾醇和三羥基甾醇等氧化產(chǎn)物,而側(cè)鏈被氧化則生成24-羥基、25-羥基和26-羥基甾醇等氧化物。在這些不同類型的氧化物中,三羥基甾醇和側(cè)鏈氧化物的含量較少,其他甾核氧化物占POPs總量的絕大部分,且7-羥基和7-酮基甾醇在食物中的含量最高[14]。
人體內(nèi)POPs的來(lái)源主要分為兩大類:一是攝入的PS在被人體小腸吸收后通過酶促反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)生成POPs,但該部分POPs所占比例較少;二是在食品生產(chǎn)、加工、貯運(yùn)過程中,PS受到光、熱、氧和金屬離子等作用,先被氧化成POPs,再被人體吸收[15]。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)載脂蛋白E缺陷(ApoE-/-)小鼠腹腔注射PS不會(huì)引起血漿POPs濃度增加,而直接對(duì)其腹腔注射POPs時(shí),血漿POPs濃度明顯上升[16]。此外,在另一組臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),食用富含PS的人造黃油4 周后,受試者血漿PS濃度增加,但空腹?fàn)顟B(tài)下血漿POPs濃度沒有明顯變化[15]。以上研究表明,人體內(nèi)的POPs很可能主要來(lái)源于日常膳食。
POPs可通過非酶氧化和酶促氧化形成,目前有關(guān)PS氧化及POPs形成的研究主要集中于食品體系中PS的自動(dòng)氧化、熱氧化和光敏氧化。
食品中,最常見的PS氧化是由三線態(tài)氧引發(fā)的自動(dòng)氧化,其氧化歷程和POPs的形成途徑如圖1所示。PS的自動(dòng)氧化屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),首先生成一級(jí)產(chǎn)物氫過氧化物,再形成穩(wěn)定的次級(jí)產(chǎn)物如7-酮基、7α/7β-羥基、5α,6α-環(huán)氧、5β,6β-環(huán)氧甾醇和24-羥基甾醇等。食品檢測(cè)中一般分析的都是PS的次級(jí)氧化產(chǎn)物。PS的自動(dòng)氧化受到甾醇種類和結(jié)構(gòu)、脂基質(zhì)不飽和度、金屬離子等因素的影響。PS的側(cè)鏈長(zhǎng)度、雙鍵數(shù)量及C3位置形成酯的種類影響其氧化劣變[17-18],大多情況下常見PS氧化穩(wěn)定性降序排列為:β-谷甾醇>菜油甾醇>豆甾醇[19-22]。脂基質(zhì)則是通過自身不飽和雙鍵被氧化從而降低PS氧化[23]。多項(xiàng)研究表明,果汁乳飲料是一種適合保持PS活性的理想基質(zhì)[20,24-26]。金屬離子能顯著增強(qiáng)甾核B環(huán)上C5、C6和C7位置的自動(dòng)氧化,并在高濃度下誘導(dǎo)C3處羥基脫水形成二烯和三烯;隨著金屬離子濃度的增加,甾核氧化物的生成速率明顯增加,且符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[27-28]。
圖1 PS自動(dòng)氧化機(jī)理[29]Fig. 1 Automatic oxidation mechanism of PS[29]
PS熱氧化的初級(jí)階段與自動(dòng)氧化類似。在高溫下,PS氧化速率加快,并在氧化后期形成二聚體、低聚物和多聚物等聚合產(chǎn)物。許多研究證實(shí)了加熱溫度和時(shí)間對(duì)PS熱氧化的影響(表1)[30-32]。一般而言,加熱溫度低于120 ℃,PS氧化較慢[3];溫度越高、加熱時(shí)間越長(zhǎng),形成的自由基就越多,PS氧化越快,但氧化到一定程度時(shí),POPs的形成與分解同時(shí)進(jìn)行,POPs含量逐漸趨于穩(wěn)定[33]。除溫度與時(shí)間的影響外,不同的烹飪方式會(huì)使PS與氧氣的接觸界面存在較大差異,由此導(dǎo)致PS的氧化程度也不同,如相同條件下煎炒比油炸更能引起PS的氧化[34]。
表1 加熱溫度和時(shí)間對(duì)PS氧化損失率的影響[30-32]Table 1 Effects of heating temperature and time on PS oxidation loss rate[30-32]
食品中的色素(如葉綠素、核黃素等)可作為光敏劑會(huì)吸收可見光或近紫外區(qū)域的光[35],將三線態(tài)氧激發(fā)為單線態(tài)氧(singlet oxygen,1O2),1O2可直接與植物油中含有雙鍵的PS反應(yīng),其反應(yīng)過程及氧化產(chǎn)物的形成如圖2所示。
圖2 PS光敏氧化途徑[23]Fig. 2 Photosensitized oxidation pathways of PS[23]
1O2介導(dǎo)PS光敏氧化產(chǎn)生的自由基加到甾核B環(huán)的C5和C6原子上,并且通過重排C5產(chǎn)物引發(fā)C7位點(diǎn)的反應(yīng)。在自然光或人造光源照射下,PS的光敏氧化生成3 種主要氧化產(chǎn)物:6β-羥基甾醇、7α-羥基甾醇和7β-羥基甾醇[36]。光敏劑和光照強(qiáng)度對(duì)PS光敏氧化的影響主要表現(xiàn)為:光敏劑促進(jìn)PS光敏氧化;隨著光照強(qiáng)度的增加,PS氧化速率常數(shù)增加,光敏氧化速率越快[23]。
在未添加PS的食品中,PS含量相對(duì)較少,食用此類食品引起的血漿POPs濃度增加并不明顯,通常不會(huì)達(dá)到危害劑量,因此在評(píng)估POPs的暴露量時(shí),一般不考慮此類食品,而重點(diǎn)關(guān)注攝入PS強(qiáng)化食品的情況。Scholz等[37]提出兩種方法分析人們每日從膳食中攝入POPs的量:1)假設(shè)只食用一種加熱的PS強(qiáng)化食品,按照PS每日攝入量最多為3 g計(jì)算,可按照公式(1)得出對(duì)應(yīng)的POPs每日最多攝入量;2)根據(jù)PS強(qiáng)化食品消費(fèi)調(diào)查數(shù)據(jù),通過每個(gè)家庭的PS強(qiáng)化食品購(gòu)買量,計(jì)算出PS每日攝入量,再分別乘以最低氧化率0.1%和最高氧化率1%,最終計(jì)算出POPs每日攝入量的范圍。根據(jù)上述兩種方法估算得出的POPs每日攝入量相近,食用PS強(qiáng)化食品而攝入POPs的量明顯高于食用普通食品,且熱處理食品導(dǎo)致更多的POPs攝入(食用非加熱食品的POPs攝入量為1.2~2.9 mg/d,食用加熱食品為3.5~4.2 mg/d)。
式中:C為攝入3 g PS對(duì)應(yīng)的POPs每日攝入量/mg;m為PS每日最多攝入量(3 g);A為該食品中POPs含量/(mg/kg);B為該食品中PS含量/(g/kg)。
Lin Yuguang等[17]也提出類似的計(jì)算POPs每日攝入量的方法:從PS強(qiáng)化食品中攝入PS的量乘以這些食品中PS氧化率(oxidation rates of phytosterols,ORP),ORP采用甾醇氧化數(shù)據(jù)中第90%分位數(shù)的數(shù)值(參照中位數(shù)選取原則,將一組數(shù)據(jù)從小到大按順序排列后,取第90%位置的值),即添加植物甾醇酯(phytosterol esters,PSE)的非加熱食品ORP為0.38%,添加游離植物甾醇(free plant sterols,F(xiàn)PS)、PSE、植物甾烷醇酯(phytostanol esters,PAE)的油炸食品ORP分別為2.61%、1.59%和0.10%。這是一種更為保守的算法,所計(jì)算出的POPs攝入量反映了較嚴(yán)重的暴露情況。
PS在一定攝入量范圍內(nèi)具有許多有益的生理功能,但當(dāng)其攝入量超過3 g/d時(shí),不僅不會(huì)帶來(lái)更多益處,反而會(huì)對(duì)人體造成不良影響,如會(huì)導(dǎo)致血漿中β-胡蘿卜素水平的降低[38]。就中國(guó)居民而言,平均每日從飲食中攝入的PS總量約為392.3 mg[2],遠(yuǎn)低于每日最高攝入量3 g,處于一個(gè)較低的攝入水平。對(duì)同一食品而言,PS含量與其氧化生成的POPs含量呈正相關(guān),即攝入PS較少時(shí),從該食品中攝入POPs的量也較少。
Lin Yuguang等[19]對(duì)使用人造黃油煎炸后食品中POPs含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),相較于對(duì)照組(使用未添加PS的人造黃油),由于使用PS液體人造黃油(添加了12.5% PSE,相當(dāng)于7.5% FPS)煎炸的食物中ORP更低,攝入相同量的PS時(shí),食用PS液體人造黃油煎炸食物而攝入的POPs量更低。另一項(xiàng)研究[39]表明,使用PS人造黃油煎炸后,食品中POPs含量相較于未添加PS的對(duì)照組高,但也保持在較低的范圍;對(duì)照組食品中POPs含量中位數(shù)為0.47 mg/100 g,而PS人造黃油組為1.52 mg/100 g。在用PS人造黃油烘焙的餅干、松餅、香蕉面包等食品中POPs含量的中位數(shù)為0.78 mg/100 g,煎炸土豆的POPs含量較高,為9.83 mg/100 g,即在每日食用不超過400 g此煎炸土豆的情況下,人體內(nèi)POPs含量都處于無(wú)效應(yīng)劑量水平。上述研究表明,相較于未添加PS的食品,食用PS強(qiáng)化食品會(huì)使POPs攝入量增加,但仍處在一個(gè)較低的水平。因此,選用PS強(qiáng)化食品給人體提供生理功能時(shí),POPs帶來(lái)的危害可忽略不計(jì)。
Hu Yinzhou等[40]用Monte Carlo模擬法估算烘焙食品中POPs的膳食暴露情況。結(jié)果表明,中國(guó)城市地區(qū)4個(gè)年齡段人群POPs暴露量的中位數(shù)(折算體質(zhì)量后)分別為10.91(兒童)、6.20(青少年)、3.63(成人)、3.40 mg/(kg·d)(老年人),比農(nóng)村地區(qū)高出2~3 倍。對(duì)POPs每日攝入量的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可采用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(hazard index,HI)算法,通過公式(2)計(jì)算得出HI。Hu Yinzhou等[40]認(rèn)為城市人口和農(nóng)村地區(qū)兒童的HI處于1~10范圍,存在危害風(fēng)險(xiǎn),但尚不需采取措施。當(dāng)HI>10時(shí),存在產(chǎn)生不可控危害的風(fēng)險(xiǎn),必須控制油炸食品等富含POPs食品的攝入??傊?,目前有關(guān)從膳食中攝入POPs的數(shù)據(jù)和信息尚少,但現(xiàn)有研究表明,PS作為具有生理活性的物質(zhì)給人體帶來(lái)益處的同時(shí),其氧化產(chǎn)物的攝入對(duì)人體的影響極小,尚無(wú)證據(jù)表明存在健康和安全風(fēng)險(xiǎn)。
式中:EDI為每日攝入量/(mg/(kg·d));ADI為每日可接受攝入量/(mg/(kg·d))。
機(jī)體對(duì)PS和POPs的吸收途徑如圖3所示。膳食中的PS在腸道內(nèi)腔通過混合微膠束經(jīng)尼曼-匹克C1型類似蛋白1的介導(dǎo)作用進(jìn)入腸上皮細(xì)胞,然后在?;o酶A-膽固醇?;D(zhuǎn)移酶作用下形成PSE并經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán),而后受到血漿或組織中酶的氧化作用在體內(nèi)形成POPs[41]。目前,有關(guān)膳食中的POPs經(jīng)腸道內(nèi)腔進(jìn)入腸上皮細(xì)胞,再通過淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)的機(jī)理尚不明確,POPs在機(jī)體內(nèi)代謝也待進(jìn)一步研究和闡明。
圖3 機(jī)體對(duì)PS和POPs的吸收[41]Fig. 3 Absorption of PS and POPs in the body[41]
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,對(duì)大鼠飼喂POPs(劑量500 mg/kg)后,可以在其血漿、主動(dòng)脈、肝臟、腎臟和心臟等組織器官中檢測(cè)到POPs[42-43]。POPs相比于未被氧化的PS,更容易被機(jī)體吸收,但其淋巴吸收率依然很低。Tomoyori等[43]在使用含2.5 g/kg膽固醇(對(duì)照組)、PS+膽固醇(2.5 g/kg)和POPs+膽固醇(2.5 g/kg)的食物飼喂大鼠后7 h內(nèi)每小時(shí)收集一次大鼠淋巴液,并檢測(cè)PS和POPs的吸收情況。PS組大鼠谷甾醇和菜油甾醇的淋巴吸收率分別為2.16%和5.47%,而POPs組大鼠谷甾醇氧化物和菜油甾醇氧化物的淋巴吸收率分別為9.12%和15.90%,這與Grandgirard等[42]報(bào)道的菜油甾醇氧化物的淋巴吸收率高于谷甾醇氧化物一致。造成以上差異的原因可能是谷甾醇在側(cè)鏈C24位置含有一個(gè)乙基,而菜油甾醇在此處含有一個(gè)甲基,側(cè)鏈的差異導(dǎo)致其氧化物的機(jī)體吸收也存在差異,然而目前還沒有關(guān)于引起差異的更深層次機(jī)理的明確報(bào)道。
不同類型的甾醇氧化物在動(dòng)物體內(nèi)的含量及吸收情況不同。環(huán)氧甾醇比其他甾核氧化物更易被吸收(β-環(huán)氧甾醇淋巴吸收率高于α-環(huán)氧甾醇),其次是7α/7β-羥基甾醇,而7-酮基谷甾醇的淋巴吸收率最低[43-45]。小鼠即使攝入7-酮基甾醇含量最高的食物,也僅有很少一部分7-酮基甾醇被組織器官吸收。Bang等[46]使用含POPs(含7-酮基甾醇最多)0.2 g/kg的食物喂養(yǎng)小鼠4 周,觀察到血清和肝臟中7α/7β-羥基甾醇濃度較7-酮基甾醇更高。Grandgirard等[42]研究發(fā)現(xiàn)環(huán)氧甾醇和7-酮基甾醇的淋巴吸收率分別為4.70%和1.50%。Liang Yintong等[45]也證實(shí)7-酮基谷甾醇的淋巴吸收率遠(yuǎn)低于其他類型的氧化物。
人體血漿中的POPs由7α/7β-羥基、7-酮基、5α,6α/5β,6β-環(huán)氧和三羥基甾醇組成,而相關(guān)研究大多集中于7α/7β-羥基和7-酮基甾醇的測(cè)定,5α,6α/5β,6β-環(huán)氧和三羥基甾醇在人體血漿中的濃度可能波動(dòng)較大,很難被準(zhǔn)確檢測(cè),因此很少用于表征人體血漿POPs濃度[47]。與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,不同種類PS氧化形成的POPs,以及相同PS的不同類型氧化物在人體血漿中的濃度都有明顯差異。餐后人體血漿中菜油甾醇氧化物比谷甾醇氧化物更易被機(jī)體吸收,或者說(shuō)更不易被分泌[48]。Menéndez-Carre?o等[49]檢測(cè)出人體血漿中總POPs的質(zhì)量濃度為0.3~4.5 ng/mL,7α-羥基甾醇質(zhì)量濃度最高,其次是7β-羥基甾醇,7-酮基甾醇質(zhì)量濃度最低。人體從膳食中攝入的POPs會(huì)在血漿中逐漸積累并達(dá)到穩(wěn)定的水平。Lin Yuguang等[47]發(fā)現(xiàn)受試者攝入逐天遞增劑量的POPs,會(huì)使血漿POPs濃度在7 d內(nèi)呈非線性增加并達(dá)到穩(wěn)定水平,并且在隨后的幾周內(nèi)保持穩(wěn)定,這可能是由于過多的POPs通過膽汁分泌進(jìn)入腸道從而控制其在血漿內(nèi)的濃度進(jìn)一步升高。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)血漿COPs濃度不受POPs攝入量的影響。
現(xiàn)有研究表明POPs可以通過PS的內(nèi)源氧化途徑形成。在小鼠肝線粒體中檢測(cè)到PS的甾核氧化產(chǎn)物和側(cè)鏈氧化產(chǎn)物[50]。相較于膽固醇,β-谷甾醇的氧化率極低,而菜油甾醇的側(cè)鏈羥基化反應(yīng)發(fā)生率與膽固醇相近[45-51]。近年來(lái)的研究報(bào)道了在類固醇C27多加氧酶的作用下,PS的C27位置發(fā)生側(cè)鏈順序氧化[52],但其具體過程仍需進(jìn)一步探討。
研究者發(fā)現(xiàn),受試者食用PSE人造黃油28 d后,血漿中菜油甾醇和谷甾醇的質(zhì)量濃度均升高了約1 倍,7β-羥基谷甾醇在血漿中的質(zhì)量濃度從(1.20±0.54)ng/mL增加到(2.24±1.25)ng/mL,并且發(fā)現(xiàn)菜油甾醇和谷甾醇的質(zhì)量濃度與其各自對(duì)應(yīng)的7-氧化物(7α/7β-羥基和7-酮基甾醇)總質(zhì)量濃度呈高度相關(guān)性[15]。Baumgartner等[53]將受試者分成3 組,分別食用未添加(對(duì)照組)、添加3.0 g PS或植物甾烷醇(phytostanol/plant stanol,PA)的奶昔(含50 g脂肪、12 g蛋白質(zhì)和67 g碳水化合物),4 h后再讓所有受試者食用不含PS和PA的奶昔(第二餐)。與對(duì)照組和PA組相比,食用添加PS奶昔的受試者血漿中7β-羥基菜油甾醇和7β-羥基谷甾醇的濃度在第2次食用奶昔后升高尤為明顯。這可能是由于奶昔中的PS在第一餐后被吸收,然后在肝臟中發(fā)生內(nèi)源性氧化反應(yīng)生成POPs,隨后POPs通過膽汁分泌回到腸腔,在第二餐之后才與食物中其他成分一同被機(jī)體再次吸收。而PA組未引起POPs濃度上升是由于PA在C5和C6之間沒有雙鍵,甾核在肝臟中不能發(fā)生內(nèi)源氧化,并且還可能使POPs的吸收受到抑制。
總之,關(guān)于POPs內(nèi)源形成的報(bào)道尚少。POPs可能是通過體內(nèi)酶促氧化或者化學(xué)氧化反應(yīng)而形成,但不確切知曉反應(yīng)的具體過程、發(fā)生部位以及參與反應(yīng)的酶或者其他物質(zhì),未來(lái)有關(guān)PS的內(nèi)源氧化及POPs的具體形成途徑還有待進(jìn)一步深入研究。
POPs具有與COPs相似細(xì)胞毒性,但其毒性作用較低[54-56]。不同的POPs對(duì)不同細(xì)胞的作用途徑及其表現(xiàn)出的毒性大小不同,7α-羥基甾醇的毒性大于其他種類氧化物[57-58]。岳秋林[59]研究證實(shí)2 mmol/L或更高濃度的POPs可以明顯降低酵母細(xì)胞的存活率,并且7-酮基甾醇引起的細(xì)胞死亡主要以凋亡的方式進(jìn)行,其中7-酮基谷甾醇可以誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生早期凋亡和晚期凋亡,而7-酮基菜油甾醇主要引起細(xì)胞發(fā)生早期凋亡。這表明POPs側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致其對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒理作用的差異。宗云峰[60]發(fā)現(xiàn)7-酮基谷甾醇和7-酮基菜油甾醇都能參與第1代秀麗隱桿線蟲的生命活動(dòng),使其體長(zhǎng)變長(zhǎng),但對(duì)其繁殖能力、咽泵運(yùn)動(dòng)和壽命的影響與7-酮基膽固醇相比極小。不同POPs在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)理上存在差異;7-酮基谷甾醇、7-酮基豆甾醇和7-酮基菜籽甾醇通過激活Caspase-3活力調(diào)節(jié)Bcl-2蛋白,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,而7-酮基菜油甾醇不依賴于Caspase-3和Bcl-2蛋白[61]。
Lea等[62]對(duì)大鼠進(jìn)行連續(xù)90 d給藥實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的POPs(將PSE在有氧條件下長(zhǎng)時(shí)間加熱得到的POPs濃縮物)沒有潛在的基因毒性和明顯的亞慢性毒性,由此推導(dǎo)出POPs的人體無(wú)效應(yīng)劑量水平為男性128 mg/(kg·d)和女性144 mg/(kg·d)??梢钥闯?,即使在遠(yuǎn)超正常攝入水平的情況下,甾醇氧化物也不會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成明顯危害。Koschutnig[63]和Abramsson-Zetterberg[64]等的研究也證實(shí)POPs不具有基因毒性。
5.3.1 心血管系統(tǒng)
Luister等[65]發(fā)現(xiàn)與正常人相比,主動(dòng)脈瓣狹窄伴發(fā)冠心病患者的主動(dòng)脈瓣膜中菜油甾醇氧化物含量增加了17.1%。Fuhrmann等[66]研究發(fā)現(xiàn)心血管疾?。╟ardiovascular disease,CVD)患者血漿7α-羥基菜油甾醇水平明顯比正常人更高,而Baumgartner等[67]則觀察到Framingham后代研究參與者血漿中循環(huán)POPs濃度與CVD風(fēng)險(xiǎn)增加無(wú)關(guān)。動(dòng)脈粥樣硬化是引發(fā)心血管疾病的一個(gè)重要因素。對(duì)于POPs是否會(huì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化,現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了不一致的看法。一些實(shí)驗(yàn)證明POPs具有致動(dòng)脈粥樣硬化的影響,如Yang Chao等[68]通過等距張力測(cè)量,體外分析了谷甾醇及其氧化產(chǎn)物對(duì)乙酰膽堿誘導(dǎo)大鼠主動(dòng)脈松弛的影響,結(jié)果顯示,2.3 mol/L谷甾醇氧化物可明顯減弱乙酰膽堿介導(dǎo)的舒張作用,這種作用預(yù)示著POPs致動(dòng)脈粥樣硬化的潛力;Wielkoszyński等[11]發(fā)現(xiàn)5α,6α-環(huán)氧甾醇和5α,6α-環(huán)氧膽固醇都會(huì)類似地使大鼠的氧化還原狀態(tài)失調(diào),并可能影響動(dòng)脈粥樣硬化的形成過程。此外,也有研究者認(rèn)為POPs不太可能對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化產(chǎn)生影響,如Weing?rtner[16]和Sch?tt[69]等研究發(fā)現(xiàn)血漿和動(dòng)脈壁中POPs濃度增加并不影響血漿內(nèi)皮祖細(xì)胞、內(nèi)皮功能和早期動(dòng)脈粥樣硬化。
5.3.2 內(nèi)分泌與代謝
2型糖尿?。╠iabetes mellitus type 2,DM2)是一種以高血糖為特征的代謝性疾病,糖耐量異常(impaired glucose tolerance,IGT)則是介于正常人和糖尿病患者之間的一種狀態(tài)。就IGT和DM2患者而言,Baumgartner等[70]發(fā)現(xiàn)其血漿中菜油甾醇氧化物和谷甾醇氧化物濃度分別較健康個(gè)體高122%和83%,并且補(bǔ)充VE或硫辛酸4 周不會(huì)降低受試者血漿中COPs和POPs濃度,但目前尚不清楚抗氧化劑對(duì)POPs濃度不產(chǎn)生影響的原因。Baumgartner等[71]另一項(xiàng)研究則認(rèn)為人血漿POPs濃度與葡萄糖濃度和體質(zhì)量指數(shù)無(wú)關(guān)?,F(xiàn)有的關(guān)于POPs在機(jī)體內(nèi)分泌與代謝的研究較少,對(duì)于POPs與IGT或DM2的相關(guān)性也未有明確的結(jié)論。因此,POPs在此類患者中可能的臨床意義仍有待探究。
5.3.3 腫瘤
慢性炎癥通常會(huì)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。Yvonne[72]和Vejux[73]等認(rèn)為外源性添加POPs對(duì)促炎因子(如單核細(xì)胞趨化蛋白1和白細(xì)胞介素8)沒有影響,不會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。而Laparra等[74]研究發(fā)現(xiàn)7-酮基豆甾醇引起了腸上皮細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)變化,并且誘導(dǎo)參與免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)變性,表現(xiàn)出比7-酮基膽固醇更大的促炎潛能[75]。Wielkoszyński等[76]對(duì)大鼠喂食含10 mg/kg 5α,6α-環(huán)氧甾醇的飼料90 d,觀察到大鼠血清硝基酪氨酸、白細(xì)胞介素1β和腫瘤壞死因子α濃度以及肝臟中腫瘤壞死因子α濃度均顯著高于飲食中不含POPs的大鼠,這表明POPs增加了動(dòng)物體的亞硝化應(yīng)激,導(dǎo)致脂質(zhì)代謝的繼發(fā)性紊亂,促進(jìn)炎癥的發(fā)生。現(xiàn)有研究表明POPs很有可能影響著炎癥的發(fā)生,但關(guān)于甾醇過氧化物的研究卻表現(xiàn)出其抗腫瘤活性,比如麥角甾醇過氧化物對(duì)人肝癌和乳腺癌腫瘤細(xì)胞具有優(yōu)異的抗增殖活性[77-79]。因此,POPs對(duì)人體的危害尚不能得出定論。
研究證實(shí)POPs也具有生理益處。使用0.5%菜油甾醇氧化物喂養(yǎng)小鼠10 周后,觀察到POPs具有抑制小鼠內(nèi)臟脂肪沉積、降低血糖和血漿中甘油三酯水平的作用[80]。Plat等[81]報(bào)道,一些PS支鏈氧化物具有調(diào)節(jié)膽固醇代謝的作用。Christiansion-Heika等[82]證實(shí)10 μg/L的POPs能提高血漿中性激素水平。dos Santos Souza Marinho等[83]研究了從綠南極藻Prasiola crispa中提取的7-酮基豆甾醇對(duì)馬皰疹病毒1的抗病毒活性,發(fā)現(xiàn)該病毒會(huì)引起妊娠母馬流產(chǎn)以及神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)疾病。POPs的這些益處尚未在人體實(shí)驗(yàn)中被證實(shí),有待進(jìn)一步研究。
PS作為一種生理活性物質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于強(qiáng)化食品的加工,如PS人造黃油、PS強(qiáng)化牛奶、酸奶、大豆飲料等。PS在給人體帶來(lái)有益功能的同時(shí),其氧化產(chǎn)物POPs具有與COPs相似的潛在不良反應(yīng)。目前,COPs已被作為氧化應(yīng)激的標(biāo)志物[84],但關(guān)于POPs的研究尚少,已了解到的POPs對(duì)人類健康影響的信息并不全面。盡管研究者們已開發(fā)出多種檢測(cè)血漿和組織中POPs濃度的方法,但少有研究報(bào)道POPs從飲食中攝入或是在體內(nèi)形成的具體過程。
目前,相關(guān)報(bào)道中缺乏飲食中食物組分對(duì)血漿POPs濃度影響的研究;POPs的內(nèi)源形成機(jī)理、具體發(fā)生部位,以及POPs從膳食中被攝入后是通過何種途徑和方式被吸收和運(yùn)輸至各器官尚不清楚;對(duì)于影響體內(nèi)POPs濃度變化的因素尚未明確,特別是POPs在體內(nèi)的代謝過程更是知之甚少。POPs雖然被證實(shí)對(duì)機(jī)體有毒性作用,但也同時(shí)存在一些有益生理功能。因此,在未來(lái)的研究中需對(duì)POPs的生理效應(yīng)作進(jìn)一步研究,明確其危害程度;并對(duì)POPs進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,了解各年齡階段人群POPs膳食暴露情況,制定食品中POPs可耐受攝入量標(biāo)準(zhǔn),確保人體POPs的攝入量處于安全的范圍。