石 莹,韩世范,,3,4,朱瑞芳,冯耀清,程俊香,寇丽红
最佳营养为所有细胞的生长发育提供物质基础,包括人体的中枢系统、心血管系统。营养是一个复杂的过程。食物通过参与氧化应激、炎症反应和新陈代谢,影响肠道菌群和免疫平衡,对心脏健康有多方面的影响。目前,以心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)为主的慢性非传染性疾病是导致我国居民死亡的首要因素[1]。长期不健康饮食导致的营养失衡正潜移默化地侵蚀着人们的健康,尤其是那些伴有代谢问题的心血管疾病人群。
自古以来,中国人就以“五谷”为主食。古人不知道粮食的化学成分,只知道吃粗粮不易生病。现代人因为粗粮中含有较多粗纤维,口感不佳,热衷于以细粮为主食。但人们食细粮后又普遍出现脂肪、糖、蛋白质、嘌呤等物质的积累或缺乏,导致代谢紊乱[2]。近年来,研究发现,食物的潜在健康效应不能仅用营养成分来解释[3]。许多粗杂粮除了主要营养素外,还富含膳食纤维、类黄酮、皂苷和多糖等非必需营养素。这些物质不被人体吸收,但其生物转化过程可以提高人体吸收和利用营养物质,具有突出的抗氧化和降胆固醇特性。人们常说的粗杂粮包括全谷物、薯类和豆类。其中,豆类泛指豆科植物中生产豆荚的物质,被联合国粮农组织定义为“可收获干籽的作物”[4]。按物质组成可分为黄豆、黑豆、青豆等高蛋白的大豆类和红豆、绿豆、豇豆、豌豆、芸豆等高碳水化合物的杂豆类[5]。山西素来是我国小杂粮作物的主产区之一,号称“杂粮小王国”[6]。山西特色谷物属中的豆类包括大豆、黑豆、青豆、绿豆和红豆,广泛分布于晋西北地区。其中赤小豆因其丰富的营养价值和良好的食药两用功效,已被列入中国药食同源食品原料目录[7]。中国居民膳食指南提出,我国成年人每天应摄入约50 g的豆类物质[8],以避免因摄入过多动物性食物造成营养失衡,但此标准尚未达标。
现代家庭护士食疗理论模型提出,慢性疾病的饮食营养干预应协调食物营养素和非营养素的综合效应,通过减弱炎症和缓解氧化应激损伤来改善机体的代谢[9]。在这个过程中,膳食非营养素起着至关重要的作用。有证据表明,豆类中的许多非营养成分,如黄酮、皂苷、膳食纤维、植物甾醇等物质,对心脏代谢有积极影响[10]。因此,本研究聚焦豆类非营养素的物质基础和药理特性,系统归纳国内外相关研究,阐述豆类对心血管系统的健康促进作用,以期为豆类在心血管病家庭护士食疗护理中的应用提供科学依据。
1 豆类的非营养素
1.1 大豆异黄酮 异黄酮广泛存在于不同的豆科植物中。大豆中异黄酮含量较高,为0.1%～0.5%[11]。目前已知的大豆异黄酮组分主要是苷元型异黄酮(染料木苷、大豆苷和大豆黄苷)和糖苷型异黄酮(大豆素、大豆黄素和染料木素),其中染料木苷和大豆苷在总含量中占比最高(分别为23.09%～29.08%和23.29%～30.13%)[12]。Zhang等[13]通过细胞培养发现,大豆异黄酮的次生代谢产物雌马酚对雌激素β受体的亲和力高于其前体(大豆苷元),半衰期更长,生物利用度也更高,其抗氧化活性高于其他大豆异黄酮代谢物。因此,雌马酚被认为是大豆异黄酮中最有价值的抗氧化活性成分。
大豆异黄酮被人体吸收后,通过肠肝循环与雌激素受体结合,发挥类雌激素和调控内源性雌激素的作用,可以帮助女性维持体内雌激素平衡,预防围绝经期综合征和乳腺癌,故又称植物雌激素[14]。大豆异黄酮是天然的抗氧化剂,对预防一系列激素依赖性疾病有很大的潜力,包括癌症、围绝经期症状、冠心病和骨质疏松症等。Sathyapalan等[15]评估了大豆异黄酮对绝经早期女性心脏病风险的影响,200名女性被随机分配接受15 g大豆蛋白(含有66 mg异黄酮)和15 g不含大豆异黄酮的大豆蛋白食物,干预6个月后,试验组受试者血压、血糖、C反应蛋白(C reactive protein,CRP)、胰岛素抵抗指数均明显降低(P<0.01)。一项评估绝经后妇女补充大豆异黄酮效果的荟萃分析表明,大豆异黄酮补充剂有助于减轻体重、控制血糖和维持胰岛素稳态[16]。舒芙蓉[17]研究发现,补充大豆苷元可显着降低高胆固醇血症病人三酰甘油(TG)和尿酸水平。诸多研究表明,豆类的代谢产物对心血管危险因素有积极的调控作用。
1.2 皂苷 皂苷是豆科植物生长过程中的代谢产物,在可食用的豆类中普遍存在。大豆皂苷属于三萜类化合物,主要包括低聚糖与齐墩果烯三萜,含量为0.62%～6.16%[18],其也是豆类食物苦涩的原因之一。豆类中的低聚糖包括蔗糖、棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等。由于人体缺乏α-D-半乳糖苷酶和β-D-果糖苷酶,这些未被消化的寡糖进入肠道后,可促进双歧杆菌繁殖,刺激肠道免疫细胞增殖,增加肠道有益菌的相对丰度,提高人体免疫力[19]。值得注意的是,食豆过量时,容易出现腹胀、消化不良等现象。这也是因为水苏糖和棉籽糖在肠道中被益生菌发酵,产生较多气体,促进了肠道蠕动[20],但无毒副作用。尹明[21]提出补充一定量的大豆皂苷可以增强人体广谱抗病毒的能力,防护放射性物质对细胞的损伤以及抗癌细胞的增殖,并能抑制血清脂类过氧化,降低血液胆固醇,抗血栓沉积。皂苷可直接与胆固醇相互作用,形成不溶性皂苷-胆固醇复合物,抑制胆固醇在小肠的吸收。或通过促进粪便中胆汁酸的排泄来间接降胆固醇[22]。有学者研究扁豆提取物对高脂大鼠的降胆固醇作用,结果表明,喂食扁豆皂苷71 d后,大鼠胆固醇水平下降16.8%,粪便中的胆汁酸含量升高[23]。因豆类皂苷具有维持肠道微生态平衡、提高免疫力、降血脂等作用,也被称为“益生元”。
1.3 膳食纤维 大豆、豌豆、扁豆、黑豆和绿豆都属于高纤维粮食。豆类中膳食纤维含量为6%～16%,包括纤维素、半纤维素、果胶、树胶和β-葡聚糖等非淀粉多糖以及难以消化的低聚糖和木质素[24]。Bonnema等[25]研究发现,摄入豆类后,饱腹较快且持续时间长。因为豆类物质具有吸附性,进入肠道后促进食物残渣吸水膨胀,减少食物与消化液的接触面积,延缓食物(尤其是糖类)在肠道的吸收,对控制血糖有很大帮助。此外,豆中一些高黏度不溶性膳食纤维还与血液中的胆汁酸、胆固醇、葡萄糖结合,起到降糖降脂的作用[26]。Yeap等[27]用发酵绿豆饲喂高胆固醇血症小鼠10周,发现小鼠血清TG、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平显着降低。Chen等[28]在高脂饮食和链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型中观察到黑豆也有类似降胆固醇、降糖效果。总之,豆类膳食纤维在改善血脂谱、减少动脉粥样硬化斑块体积、改善肠道菌群多样性等方面具有良好的作用。
1.4 植物甾醇 植物甾醇是一种天然植物化合物,结构与动物胆固醇相似,在坚果、谷物、豆类和植物油等富含脂质的植物食物中大量存在。豆类植物甾醇主要有β-谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇[29]。大豆总甾醇含量最高(约100 mg/100 g),黑豆和青豆次之(约85 mg/100 mg),红豆和芸豆相对较低(约25 mg/100 mg)。研究表明,豆甾醇可通过控制葡萄糖、脂质代谢和胰岛素抵抗来降低心血管疾病风险[30]。Zhang等[31]提出豆甾醇能够阻断胆固醇吸收、促进胆固醇的降解排泄、抑制胆固醇的生化合成,从而减少和逆转动脉粥样硬化。在肠腔中,豆甾醇与胆固醇酯竞争消化酶的水解,两者结构相似,但豆甾醇亲脂性更强。通过与胆固醇竞争,降低其在肠道中的胶束溶解度,使未融入混合胶束的胆固醇无法溶解,从而大大降低了肠细胞对胆固醇的吸收。Gebhard等[32]通过细胞培养发现,豆甾醇可以促进血纤溶酶的产生,起到预防血栓形成的作用。豆类甾醇以其抗炎、抗氧化和降胆固醇特性而闻名。然而,这一活性成分不能由人体自身合成,只能通过膳食获取。
1.5 其他 有研究指出,豆科植物的植酸、植物凝集素和蛋白酶抑制剂同样具有抗氧化活性,与减少某些炎症、激活抗氧化防御机制、降血糖和胆固醇有关[33]。目前,这些植物化合物的生理作用还需要进一步研究。
2 豆类的心脏保护作用
2.1 拮抗氧化应激 由于体内抗氧化酶活性下降,代谢过程中产生大量的氧化物或过氧化物难以清除,容易损伤心肌细胞,影响心脏的正常代谢。Yoon等[34]发现,补充大豆异黄酮后,大鼠酶活性防御系统被激活,血清抗氧化物酶增多、活性增强,清除了血液中超氧阴离子自由基和活性氧,减少了氧化型低密度脂蛋白胆固醇在血管的沉积,延缓了动脉粥样硬化进展。这与徐梦蕾等[35]研究结果一致,即补充大豆异黄酮代谢物可清除动物体内的脂质过氧化物,增强谷胱甘肽和超氧化物歧化酶等抗氧化剂的活性,表明大豆异黄酮能够保护巨噬细胞免受L-乳酸脱氢酶或氧化型脂蛋白诱导的氧化应激,激活动物体的抗氧化防御机制。由此可见,豆类食品对氧化应激反应有积极影响。
2.2 减弱炎症反应 循环炎症标志物水平是心血管疾病的特异性预测因子之一。豆科植物的酚类化合物可以拮抗炎性因子的产生过程,促进内皮细胞产生一氧化氮(NO),改善内皮细胞功能,具有抗炎、抗动脉粥样硬化的作用。Yamashita等[36]通过交叉试验评估了黑豆对人体血管功能的影响,结果显示,试验组在食用黑豆饼干4周后,血液和尿液中黑豆多酚和NO含量明显升高,血管内皮损伤程度减轻。Azadbakht等[37]观察长期摄入豆制品对糖尿病病人心肾指数和炎性因子的影响,与安慰剂组(补充动物蛋白)相比,长期食用大豆显着降低了病人的血清CRP、白细胞介素-6和尿肌酐水平。一项评价大豆制品对血清CRP影响的荟萃分析显示,与大豆异黄酮补充剂相比,食用天然大豆食品可使血浆CRP水平降低0.18 mg/L[38]。
慢性炎症对退行性疾病的影响促进了对单一食物或膳食模式中炎症指数的研究。豆类食物在大多数观察性和干预性研究中显示出了一定的抗炎作用,但未来需要更大规模的研究来探索豆类非营养素对血浆炎性标志物的影响。
2.3 调节糖脂代谢 糖脂代谢长期紊乱可引起心、眼、肾等器官严重病变,导致急性心肌梗死、尿毒症或脑卒中。欧美国家的心脏协会主张在日常膳食中添加豆类以调节身体代谢,促进健康[39-40]。赵亚杰等[41]指出,补充大豆低聚糖可以有效降低高脂血症病人的血清TG和TC。Barańska等[42]评估了豆制品对绝经妇女糖脂代谢的影响,干预3个月后,与安慰剂和补充牛奶组相比,补充大豆异黄酮组血脂变化最明显,血清TC降低0.12 mmol/L,LDL-C降低0.05 mmol/L,TG降低0.07 mmol/L,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)增加0.03 mmol/L,部分病人空腹血糖、空腹胰岛素和糖化血红蛋白含量也降低,考虑到干预时间的影响,各指标的下降程度略有不同。
豆类作为一种低升糖指数(GI)食物,可以缓解过多摄入碳水化合物导致的餐后血糖升高,表现出良好的血糖控制效果,可以作为代谢疾病人群的首选食物。
3 局限性
豆质口感好,营养丰富。对健康人来说,适量食用豆类是有益的。然而,豆类中含有酶抑制剂、植物血凝素、植酸盐及部分蛋白成分,可能会限制蛋白质和碳水化合物的消化率,干扰矿物质的生物利用度,并诱导肠道和肝组织的病理变化,从而影响代谢。例如,某些胰蛋白酶抑制剂会通过限制肠道蛋白水解酶的产生,影响人体消化蛋白质,导致厌食和生长停滞;或者刺激胰腺分泌过多胰酶,导致内源性必需氨基酸缺乏,引起腹泻甚至胰脏肿大[43]。植物凝血素在肠道中不易被蛋白酶水解,会抑制肠道蛋白质的消化吸收,减缓动物体生长[44]。在消化过程中,某些植酸盐与铁、锌等矿物质结合,可能影响微量营养素的吸收,造成人体矿物质缺乏[45]。此外,有些人还会因为食用豆制品出现不同程度的皮肤过敏、哮喘甚至危及生命的反应。这主要是由于食豆引起了免疫球蛋白E介导的免疫应答[46]。
为了提高豆类物质的生物利用度,人们一直采用发酵、浸泡、加热、加压等处理方法,避免豆类中的一些生物活性成分对人体产生不良影响。因此,豆类的摄入应该是适量的,且因人而异。对豆类过敏的人不建议食用。
4 豆类制品的开发应用
与小麦、稻米等大宗粮食相比,豆类具有更强的生理活性,兼具控制血压、降低血糖、调节脂质代谢、抗氧化、抗增殖等功能,可改善心血管疾病的多种生理生化紊乱,促进心脏健康。在现代营养处方中,豆类因其良好的口感和突出的健康益处而备受青睐。张丽颖[47]设计的即食红豆粉,很好地调节了冲调型食品的口感,改变了以往配料的单一配比,既符合食疗的原理,又有增强饱腹感、调节血糖、抗炎、抗氧化的作用。豆类作为营养价值极高的食药两用物质,可以起到预防血栓形成、抗动脉粥样硬化的作用,有望成为心血管疾病病人调养护理的“食疗佳品”。
5 小结与展望
豆类通过调控代谢、抗氧化和抗炎症途径,抑制血栓形成,改善血液高凝状态,发挥降糖、降脂、改善微循环和调节肠道菌群的食疗作用。因此,鼓励使用豆类作为健康食品的原料,既能满足全民营养健康需求,还可以作为更安全的药物替代品来预防或辅助治疗心血管疾病。以药食同源为方向,以健康促进为落脚点,合理利用特色农产品有望成为护士饮食指导的新策略,也是心脏病食疗的重要手段。如何提高人们食药合一的营养观念,将豆类加入心脏健康的食疗处方中,科学地指导护理实践过程,是一项前景广阔的课题。
目前,大多数研究侧重于豆类非营养素膳食补充剂的临床效益,而全豆食物食疗价值的研究有限。未来的研究还应深入探讨全豆食物与人体健康的剂量反应关系,以及豆类与其他食物的相互作用和机制,这对进一步发现食用农产品与心脏健康的关系意义重大。
:
