营养物质对生命和健康至关重要,不仅有助于疾病预防、健康维护和疾病管理,而且可以抵御内源性和外源性有害因素,包括炎症/氧化应激或免疫系统功能障碍。
日常感觉疲劳,精力不好,稍微不注意就容易腹泻便秘,一不小心就感冒,更可怕的是,无论使尽各种方法依然减不下去的体重......
有以上状况的小伙伴注意,可能是慢性炎症在体内作怪。炎症是我们免疫系统的自然反应,也就是说身体和病原体斗争,试图自愈的过程。
急性炎症中的主要免疫反应
NOD样受体(NLRs)(如NLRP3、NLRP1和NLRC4)的激活导致高度调节的蛋白复合物(称为炎症小体)的募集,其激活启动下游炎症细胞因子的产生,主要是白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素18(IL-18)对细胞应激的反应。
其他中介包括趋化因子、脂质介质、急性期蛋白如C-反应蛋白(CRP)、转录因子包括核因子κB(NF-κB)和主要免疫细胞类型。
然而,急性炎症如果不受控制,则可能发展为永久性疾病,导致组织损伤、血流动力学改变和器官衰竭。
慢性炎症与疾病的关联
炎症和氧化应激相互作用对于理解肥胖症的生理病理学至关重要,包括内质网功能受损、脂肪组织缺氧、线粒体改变和活性氧过度产生。
由此产生的未解决的免疫激活不仅影响局部组织,还影响全身生理学,即所谓的代谢性炎症。
了解日常饮食中的营养物质对炎症的影响和调节,可以帮助我们在日常饮食中有意识地进行相应调整,从而更好地改善健康状况。
01、微量营养素
维生素
纵向和观察性研究表明,膳食维生素摄入量与炎症特征之间存在一些关联。
例如,维生素C和E或胡萝卜素的摄入与血清CRP浓度的概率成反比>美国成年人服用3mg/L。
饮食维生素K1(叶喹酮)摄入量变化的上三分位受试者(随访1年后)的IL-6和TNF-α血浆浓度比最低三分位组的受试者下降更大。
消费>健康成人每天摄入310毫克的膳食胆碱(通常归入复合维生素B组),血液中CRP、IL-6和TNF-α浓度较低。
系统总结了探索维生素对炎症状态影响的临床试验结果(下表)。一些研究发现,补充维生素后有助于降低炎症。
表临床试验:维生素和生物活性化合物抗炎作用
doi:10.1007/s13679-022-00490-0
矿物质和微量元素
矿物质和微量元素对人体的结构、免疫和代谢功能至关重要。
高镁摄入与绝经后妇女体内潜在炎症标志物(CRP、sTNF-R2和IL-6)的血浆浓度降低有关。
一项嵌套病例对照研究报告,绝经后妇女的饮食锰与血清促炎细胞因子循环水平存在相反的关联。
据报道,淋巴细胞增殖和IL-2R表达的变化是健康男性轻度缺锌的早期标志。
还显示了补充某些矿物质对人体抗炎作用的主要结果(下表)。
表分析某些矿物质抗炎作用的临床试验
02、大量营养素
总碳水化合物
值得注意的是,坚持低碳水化合物饮食(占总能量的35%)可以降低肥胖女性的炎症标记物水平。
此外,低碳水化合物饮食的总体效果良好(≤30克/天)。此外,如其他地方报道的那样,与低脂饮食(总能量的24%)相比,极低碳水化合物饮食(占总能量的12%)可减少炎症反应。
血糖生成指数
血糖指数(GI)旨在根据对餐后血糖浓度的影响,从生理学上评估不同食物的碳水化合物质量。
有趣的是,高GI饮食(基于煮熟的意大利面,GI=35)显著增加了瘦健康受试者单核细胞中NF-κB的激活率。
事实上,在糖尿病患者中,高GI饮食(GI>70)诱导的负面代谢和炎症反应被低GI饮食(GI<55)抵消。
此外,DIOGenes试验的结果表明,超重或肥胖受试者在减肥后,低GI碳水化合物(高GI碳水化合物的差异为15分)可以减少通过减肥饮食维持的低度炎症。
纤维
一项随机干预试验表明,从天然富含纤维的饮食或从补充剂中摄取纤维(30g/天)可以显著降低瘦削正常血压参与者的循环CRP水平。
此外,中年成人膳食纤维摄入量(平均16.8克/天)和CRP血清浓度之间存在显著的负线性关系。
总脂肪
事实上,临床证据表明,高脂饮食(即接近总能量的75%)会导致循环游离脂肪酸的过度生产和全身炎症。
饱和脂肪酸
越来越多的证据表明,膳食饱和脂肪酸(SFA)在肥胖和炎症之间起着重要的联系。
有趣的是,与摄入正常饱和脂肪的受试者相比,摄入超过10%能量作为饱和膳食脂肪的受试验者血清CRP水平升高(<7%的热量摄入)。
同样,摄入膳食饱和脂肪酸(100毫升饱和脂肪含量为70%的乳脂)导致女性血浆CRP的脂质诱导升高,与肥胖状况无关。
单不饱和脂肪酸
单不饱和脂肪酸(MUFAs)被认为是一种健康的脂肪,油酸(OA)是日常营养中最常见的MUFA。
对于不同剂量的MUFA治疗炎症特征的进一步对照试验是有保证的。
多不饱和脂肪酸
在过去的几年里,大量证据支持多不饱和脂肪酸(PUFAs)在预防心血管疾病和其他炎症性慢性疾病方面的有益作用。
此外,一些临床试验评估了高PUFA饮食处方或通过补充PUFA对炎症结果的影响。例如,鱼油补充(38.2克/天EPA+90天内的DHA)降低了高血压患者血液中促炎症标记物的水平。
健康的年轻人服用n-3PUFA(2.5g/天,2085mgEPA和348mgDHA)12周后,血清IL-6水平下降了14%。
在超重成人中,低(1.25g/天)或高(2.5g/天)剂量的n-3PUFA补充4个月可以减少炎症反应(特别是血清IL-6和TNF-α浓度)。
反式脂肪酸
反式脂肪酸(TFA)主要由植物油氢化或反刍动物衍生食品(包括乳制品和肉类)在工业上形成。
男性服用TFA(占总脂肪的8%)后血清CRP浓度升高。
膳食胆固醇
胆固醇过高可能会对健康产生有害影响,包括一些影响炎症状态的过程。
例如,在伊朗成年人中,血清CRP浓度的最高四分位数(5.9mg/L)与饮食胆固醇的摄入量较高(189mg/天)有关。
蛋白质数量和质量
膳食蛋白质的数量和质量是营养价值和身体/内分泌稳态的主要决定因素。
此外,摄入高(总能量的30%)或低(总能量10%)蛋白质饮食会导致病态肥胖个体的血液CRP浓度降低。
03、生物活性化合物
多酚
此外,在黄酮、黄烷酮和总黄酮摄入量较高的女性中,发现血清IL-8水平较低(五分位数最高=分别为264ng/L、273ng/L和276ng/L)。
值得注意的是,许多随机临床试验已经测试了几种多酚的抗炎潜力,其结果总结如下:
表分析某些多酚抗炎作用的临床试验
04、特定食品
牛羊肉
关于对炎症的影响,总摄入(中位数54g/天)、未加工(中位数47g/天)。
在英国成年人中,食用加工肉与血清CRP水平增加有关(每天摄入50克以上,差异为38%)。
乳制品
在一项针对巴西人的横断面研究中,增加酸奶摄入量(中位数为10克/天)似乎会产生抗炎作用,而奶酪摄入量的增加(中位数10.7克/日)可能会加剧促炎状态。
ATTICA研究的结果显示,每周食用11-14份乳制品的人的CRP、IL-6和TNF-α血水平低于每周食用8份以下的人。
鱼
ATTICA研究结果显示,习惯性鱼类消费之间存在独立关联(>每周食用300克鱼),并降低健康成年人的炎症标记物水平,包括CRP、IL-6、TNF-a、血清淀粉样蛋白a和白细胞计数降低。
在6年的随访中,食用鱼(约100克/周)可降低健康成人的内皮功能障碍和轻度炎症。
事实上,随着每周摄入鱼的频率(0天、1-2天、3-4天或5-7天)的增加,全身炎症的标志显著降低(全身炎症的标志:中性粒细胞/淋巴细胞比率)。
食用昆虫
近年来,食用昆虫被公认为具有抗炎和抗氧化特性的高价值食品。
然而,需要对人类进行更多的研究来证实这些发现,以便推荐习惯性食用食用昆虫作为消炎疗法。
水果蔬菜
中国女性食用大量十字花科蔬菜(最高五分之一>140.6g/天)显示循环中TNF-α、IL-1β和IL-6水平降低。
在一项随机交叉试验中,14天内食用十字花科蔬菜(14g/kg体重)持续降低健康年轻人的循环IL-6.
油籽和特级初榨橄榄油
在两个大的美国人队列中,与从未或几乎从未的频率类别的个体相比,每周坚果摄入五次或更多次的受试者的CRP和IL-6血浓度显著降低。
研究表明,在健康饮食中添加杏仁(4周内每天56克)可以改善中国糖尿病患者的炎症和氧化应激。
一项随机试验还发现,在健康成年人中,食用杏仁(用杏仁替代对照饮食10–20%等量摄入4周)可以降低血清CRP水平。
事实上,在青少年和青年人中,杏仁喂养(每天56克,持续90天)后,血浆TNF-α和IL-6水平下降。
据报道,每天服用50毫升特级初榨橄榄油(EVOO),为期两周,可降低稳定型冠心病患者的血浆IL-6和CRP水平。
EVOO(50mL)对正常血压的健康受试者具有急性餐后抗炎和抗氧化作用。
谷物和全谷物
超重和肥胖受试者食用全麦小麦(8周内每天70克)后,血清TNF-α水平下降,血浆IL-10水平升高。
GRANDIOOS研究的结果表明,食用全麦小麦(每天98克,持续12周)可能会促进超重/肥胖和轻度高胆固醇血症患者的肝脏和炎症恢复力。
豆类
与习惯性饮食相比,一项为期6周的富含豆类的饮食营养试验(在所有干预阶段共摄入24包65克)显著降低了糖尿病患者的CRP浓度。
基于豆类的低热量饮食(每天160–235克,持续8周)持续降低超重/肥胖受试者的促炎状态并改善代谢特征。
绿茶和咖啡
在肥胖女性中,8周内补充绿茶提取物(450mg/天)改善了氧化应激生物标记物,降低了IL-6循环水平。
3个月内饮用绿茶(379mg/天)可降低肥胖、高血压患者的血清CRP和TNF-α浓度。
高咖啡消耗量(每天8杯)对习惯性咖啡饮用者的亚临床炎症产生了有益影响。
在年龄较大的非西班牙裔白人中,大量饮用咖啡(等于或超过2.5杯/天)的人全身炎症较低。
另一方面,来自ATTICA研究的分析报告称,中度至重度咖啡摄入后,炎症标记物(包括IL-6、TNF-α和CRP)增加(>200毫升咖啡/天),强调剂量对结果的重要性。
蜂胶
补充蜂胶和限制热量饮食8周可以显著改善非酒精性脂肪性肝病患者的血糖稳态、肝纤维化评分和肝功能。
一项双盲安慰剂对照随机临床试验,44名非酒精性脂肪性肝病患者,用蜂胶和热量限制饮食(500千卡/天)干预,发现炎症因子降低,包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、toll样受体-4(TLR-4)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的血清水平以及肝酶和脂肪肝的严重程度显著降低。
黑巧克力
现有证据表明,定期食用黑巧克力可能会减少炎症,尤其是对于每3天食用一份(20克)黑巧克力的消费者而言。
在一项随机平行临床试验中,与仅遵循一般生活方式指南的受试者相比,服用黑巧克力(8周内服用30克84%的黑巧克力)并保持健康生活方式的糖尿病患者的炎症标记物(CRP、TNF-α和IL-6)水平较低。
事实上,急性黑巧克力摄入(50克)通过增加IL-10的表达和减弱细胞内促炎性应激反应而引发抗炎症结果。
健康女性在摄入黑巧克力(一周内每天100克)后,CRP的血液水平较低,这在男性中没有发现。
香料和烹饪材料
在过去几十年里,几项调查已经确定了香料和草药在预防和治疗各种慢性病方面的有效作用。这些烹饪成分的多种健康特性归因于具有潜在抗炎特性的生物活性成分,如含硫分子、单宁、生物碱和酚类二萜。下表总结了探索香料对炎症状态影响的临床试验结果。
表分析某些香料和烹饪成分抗炎作用的临床试验
05、益生菌、益生元、合生元和后生元
益生菌、益生元和合生元是有益的微生物、底物(多糖和寡糖)或最终也可能缓解炎症症状的组合。
对于糖尿病患者,建议补充益生菌和合生元,通过持续降低循环中CRP和TNF-α的水平来减少炎症表现。
关于肠道疾病,最近有报道称,使用益生菌(基于乳酸杆菌和双歧杆菌)和合生元可以促进抗炎反应并平衡肠道内稳态。
短链脂肪酸(称为后生元的非活性细菌产物)的抗炎作用是通过抑制肠上皮细胞中的NF-κB通路、Treg细胞分化和促炎细胞因子阻断来介导的。例如,干酪乳杆菌DG和衍生后生物抑制肠易激综合征患者结肠粘膜中IL-8、IL-1α、IL-6和TLR-4的表达水平。
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06、饮食模式
传统健康饮食
值得注意的是,在北美,素食对血液CRP和IL-6水平的有益影响是由BMI介导的。此外,一项系统回顾和荟萃分析显示,素食饮食模式也降低了免疫生物标志物,如纤维蛋白原和白细胞总浓度。
对观察性和干预性试验的系统审查表明,北欧饮食(以北欧国家的主食为基础)对低度炎症缓解有积极影响。潜在机制包括代谢综合征患者的促炎症基因下调,尤其是TNFRSF1A和RELA。
就亚洲地区而言,健康的日本饮食模式(富含蘑菇、海藻、大豆制品和土豆、蔬菜、鱼类/贝类和水果)似乎可以发挥抗炎作用,改善当地消费者的心理健康。
墨西哥传统饮食(TMexD)已证明可以降低墨西哥裔女性的全身炎症和胰岛素抵抗风险。TMexD的特定食物包括玉米、豆类、辣椒、南瓜、番茄、仙人掌和洋葱,它们富含纤维、维生素、矿物质和辣椒素,具有潜在的抗炎和抗氧化特性。
在6周内,DASH饮食模式(以水果和蔬菜、低脂乳制品和复合碳水化合物的大量摄入为特征)降低了代谢综合征青少年的CRP循环水平。在女性成年人中,DASH饮食与伊朗人血清CRP水平较低有关,但与IL-17A浓度无关。定量评估显示,随访4周后,DASH饮食使CRP降低了13%。
PREDIMED试验的结果表明,地中海饮食(富含蔬菜和水果、纤维和维生素C和E)具有抗炎作用,因为它下调了动脉粥样硬化形成过程中涉及的细胞和循环炎症生物标记物。
在这个队列中,地中海饮食降低了血清CRP和IL-6水平,以及内皮和单核细胞粘附分子和促炎性趋化因子。此外,在随访1年后,Med饮食(包括EVOO和蔬菜)降低了心血管高危患者的血浆TNFR60浓度。长期(3年),PREDIMED试验通过与对照低脂饮食相比降低IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α水平,证实了Med饮食的抗炎作用。
西化饮食和超加工/随意食品
此外,瑞典类风湿关节炎患者的不良饮食质量(考虑到习惯性随意饮食,如糖果、蛋糕、软饮料和油炸土豆)与炎症增加有关,如血浆CRP和红细胞沉降率。
在这种情况下,在饮食质量较差的成年人中,不吃早餐与血清CRP浓度升高之间存在显著关联。在一项随机对照交叉试验中,不吃早餐会导致人类外周血单核细胞和单核细胞中NLRP3炎性体的更高活化。
间歇性禁食(IF),即个体连续或隔天禁食,改善了肥胖男性的全身炎症。然而,在超重或肥胖的女性中发现了间歇性禁食后,脂肪组织中巨噬细胞浸润(CD40+)和骨骼肌(CD163+)的生物标志物短暂升高。
07、个性化抗炎营养策略
对精确变量(年龄、性别、身体表型、习惯性饮食摄入、体力活动水平和生活方式)以及个性化问题(遗传背景、表观遗传特征、微生物群组成、基因表达谱和代谢指纹)的综合分析可能有助于制定更个性化的治疗方案,以改善炎症的营养和药物管理。
表观遗传标记(包括DNA甲基化、miRNA表达和组蛋白修饰)在炎症基因转录中起着基础作用。
具有促炎和抗炎作用的基因表达最终决定炎症的结果。
代谢组学是一种综合方法,可用于剖析炎症的局部和全身代谢后果,为炎症疾病的调节提供新的见解。
这些应用有助于阐明独特和特异的炎症代谢类型,扩大了我们对人类代谢复杂性和多样性的理解。
总的来说,这些新颖的科学见解正带来精确药物/营养战略,以预防和控制具有炎症背景的流行性慢性病。
08、结语
促炎
促炎营养因素包括大量食用富含简单碳水化合物、膳食饱和脂肪酸、TFA、胆固醇和动物蛋白的食物,以及习惯性不吃早餐和晚吃暴食。
抗炎
潜在的抗炎化合物包括MUFA、PUFA、抗氧化维生素和矿物质、生物活性分子(多酚)、特定食品(乳制品、全谷物、鱼类、油籽、水果和蔬菜、食用昆虫、豆类、绿茶和咖啡),烹饪香料(肉桂、姜、小茴香、大蒜和姜黄)和一些饮食习惯,包括间歇性禁食和限时进食。
目前的证据有助于理解营养与代谢性炎症之间的关系,为慢病的控制和管理提供了新的见解和潜在目标。
主要参考文献:
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