食用反式脂肪酸和心血管疾病的密切关系

Editor Post in 2008.08, 饮食健康
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孙祺     医学博士,科学博士

哈佛大学公共卫生学院营养学系

无论是在发达国家还是在发展中国家心血管疾病都是排在死因顺位前列的疾病。在美国按照美国心脏病协会American Heart Association的统计200535.2%的死亡是由于心血管疾病造成的。1在发展中国家,例如印度和中国,心血管疾病也已经成为排在死因顺位第一或者第二的疾病。根据世界卫生组织World Health Organization的统计 ,第三世界大约30%的死亡是心血管疾病造成的。2有很多危险因素可能导致罹患心血管疾病,例如某些遗传因子,吸烟等不良生活方式,以及膳食等等。在所有这些危险因素之中,油脂的作用得到了广泛的研究。这大概和油脂摄入是决定血胆固醇的重要影响因素之一不无关系。3众所周知,血胆固醇的水平是一个非常重要的衡量心血管罹患危险的指标。4 在这篇文章里面我们将着重讨论反式脂肪酸和心血管疾病的关系。在所有的脂肪酸里面,反式脂肪酸和心血管疾病的关系是最明确的。5

脂肪酸简介

脂肪酸是一个集合名词。按照脂肪酸不饱和双键的数目,脂肪酸大体上可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸的碳链一般包含4-24个碳原子,每两个碳原子之间的化学键都是单键。不饱和脂肪酸包含16-22个碳原子,其中若干碳原子之间的化学键是双键。由双键连接的两个碳原子各自和一个氢原子形成碳氢键。氢原子位于双键的同侧,也因此称为顺式结构。这些碳原子可以接受额外的氢原子从而使双键变为单键。饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的物理化学特点是很不一样的。在室温下,富含饱和脂肪酸的油脂呈现固态(例如猪油或者牛油),而富含不饱和脂肪酸的油脂呈现液态(例如橄榄油和玉米油)。这是因为饱和脂肪酸一般来说大致是直链,而不饱和脂肪酸碳链是弯曲的(这是不饱和双键造成的)。因此饱和脂肪酸排列比较紧密而呈现固态,不饱和脂肪酸排列相对松散,呈现液态。富含反式脂肪酸的油脂一般介于固态和液态之间。这是因为反式脂肪酸是一种特殊的不饱和脂肪酸。其特殊之处在于反式脂肪酸必有一个反式双键,即两个氢原子位于双键的不同侧。这样的化学结构造成反式脂肪酸在形态上更接近于饱和脂肪酸。5 也正是因为这种看起来细微的改变造成反式脂肪酸有增加心血管疾病危险的效应。

反式脂肪酸简史

某些反刍哺乳类动物肠道里面的厌氧菌具有生产反式脂肪酸的能力。因此反式脂肪酸少量存在于某些动物脂肪里面,大概5%的反刍动物脂肪是反式脂肪酸。在美国食品里面,大部分反式脂肪酸都是人造的。诺贝尔奖获得者Paul Sabatier于19世纪90年代发明了一个叫做部分氢化的方法可以把液态的植物油变成半固态。这种方法就是通过氢化把部分(不是全部)不饱和的双键变成饱和的双键。但是在这个方法里,其他的不饱和双键同时从顺式结构变为反式结构。比起氢化前的植物油,经过部分氢化富含反式脂肪酸的油脂更适合用来油炸食品,做出来的食品可以较为长期的保存运输而不变质,而且口感不错。反式脂肪酸于1920年开始进入北美市场。但是直到1950-1960年,反式脂肪酸才开始大规模应用。6主要的富含反式脂肪酸的食品是人造黄油。当时食品工业的卖点是人造黄油比黄油更健康,因为含有较少的饱和脂肪酸。目前反式脂肪酸约占美国人总体能量摄入的2-3%。

反式脂肪酸的生理效应

反式脂肪酸具有显著的升高血甘油三酯和低密度胆固醇的效应。在一个荟萃分析中,Mensink博士等总结了来自于8个临床随机实验的结果。7研究结果表明,和其他脂肪酸相比,反式脂肪酸除了可以升高血低密度脂蛋白(可以升高心血管疾病风险)和甘油三酯以外,它还是唯一一种不能升高高密度脂蛋白(可以升高心血管疾病风险)的脂肪酸。因此,在所有的脂肪酸里面,反式脂肪酸具有最强的升高总胆固醇/高密度脂蛋白比值的效应。这个比值已经被证明是总结血胆固醇水平的最好指标之一。8各项研究还发现反式脂肪酸还可以增加lipoprotein(a)的水平9, 10和干扰必需脂肪酸和二十碳酸衍生物代谢的效应。11, 12除此以外,反式脂肪酸还有增加系统炎性水平,导致血管内皮细胞功能紊乱和增加胰岛素抵抗的效应。5, 13通过嵌入细胞膜的磷脂,反式脂肪酸还可以干扰细胞膜的功能并且降低细胞膜的流动性。14

流行病学研究

由于前述反式脂肪酸的致病效应,以心血管疾病的发病作为研究结果来开展反式脂肪酸的临床随机对照实验是违反伦理学原则的。因此目前的人群研究结果都来自于观察性研究。几个有影响力的大型前瞻性研究的结果一致显示反式脂肪酸的摄入可以显著地增加心血管疾病的患病率。一项荟萃分析研究结果表明,每2%总能量的反式脂肪酸摄入可以增加23%的罹患心血管疾病的危险。5值得注意的是,2%总能量是一个很小的单位。这些结果在使用人体组织反式脂肪酸含量来反映摄入水平的病例对照研究中也得到了证实。例如在美国护士健康研究(Nurses’ Health Study)中,红细胞反式脂肪酸含量位于前25%的妇女罹患冠心病的危险是位于最低25%妇女的3倍。15发展中国家的数据相对较少。在哥斯达黎加开展的一项研究显示,脂肪组织反式脂肪酸也和心血管疾病的发病率亦有显著关联。16

食物来源和顾客的知情选择

2006年1月1日开始,美国食品和药品管理局(US Food and Drug Administration)规定所有的食物和补充剂必须标注反式脂肪酸的含量。2006年底,纽约市通过了在餐馆禁用反式脂肪酸的议案。目前美国甚至全球越来越多的城市已经通过或者正在考虑通过类似的议案。这恐怕还是第一次在没有任何临床随机实验的数据的情况下,一种“营养素”从美国人的餐桌上被抹去。之前,美国反式脂肪酸的主要食物来源是快餐食品和烘焙食品,例如法式炸薯条,鱼肉汉堡,炸鸡翅,美式馅饼,甜卷,曲奇饼干,蛋糕等等。以上的清单并没覆盖所有含反式脂肪酸的食物,但是消费者可以通过仔细阅读食物营养成分标签了解所购买食品的反式脂肪酸成分。然而有必要指出,如果每客食品反式脂肪酸的含量低于500毫克,该食品可以被标示为不含反式脂肪酸。因此如果多食这些食品,反式脂肪酸的摄入量也是不可小视的。

结论

基于来自基础研究,临床试验和流行病学研究的结果,反式脂肪酸摄入不但没有任何益处反而会显著增加心血管疾病的发病率。发达国家已经采取行动禁止反式脂肪酸的使用。相对而言,第三世界国家甚至连相应的数据都缺乏。在中国,一项小规模研究表明50岁左右中国人血液反式脂肪酸的含量仅为美国人的20%。但是考虑到近年来伴随着中国经济发展而来的生活方式和营养结构西化,中国年轻一代的反式脂肪酸摄入水平是否同样较低还是未知数。尽管发展中国家的研究还需要进一步开展,但是发展中国家政府此刻应该毫不犹豫地开始禁止反式脂肪酸在本国的使用以提高本国人民的健康水平。

参考文献省略,有意者请电邮  info@acmec.net 索取。

[编者评]

八十年代来美的留学生多被美国同事推荐过植物黄油,然而现在各大快餐店已经逐渐停止了反式脂肪酸在食物中的使用(麦当劳迟至今年六月)。这是一件大好事,毕竟下一代可以少一些食品毒害了。人们又迈开了一步,准确说是纠正了错误的一步,然而这花了三十多年的时间。

反式脂肪酸在天然食品中有小量比例(<5%),但开始把它大规模使用的是拿破仑用之来供养他的征战之师。随后被商家看好,因为它的熔点高到室温以上,因而比顺式的(cis-)不饱和脂肪,多为植物油,易于包装运输和储存(像黄油一样可包装为方块)。消费者也喜欢,因为它可涂抹在面包上(甚至比黄油还易于涂抹),不失贵族风范。后来麦当劳又发现它比顺式沸点更高,油炸物更香,更妙的是它比顺式更稳定 ,因而更经济合算。

当饱和(不饱和)脂肪酸概念风行时,人们又发现了新“优点”。它是不饱和的脂肪,因而比饱和脂肪,即动物大油要“健康” 。既享用了饱和脂肪酸才有之表(香美,固态,稳定),又得不饱和脂肪酸的健康之实,可谓两全其美,皆大欢喜。由此反式脂肪酸一度被认为是一场新的食品革命。

直到发现这个假冒的“不饱和脂肪酸”其实难以降解,反而升高总胆固醇,威胁心血管循环系统,干扰生理代谢,才知上当。不过也不必大惊小怪。犹太人总结得好:人类一思考,上帝就发笑。人类这种自以为是自作聪明的傻事做得还少吗?

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