膳食纤维及其在慢性病防治中的作用(上)
膳食纤维(DF)一词始见于1953年,Hipsley提出DF是难消化的植物细胞壁成分,包括纤维素、半纤维素和木质素等。并指出膳食中含有植物细胞壁成份,可防止或减少妊娠毒血症的发生。此后,科学家又发现富含DF的水果与蔬菜可能具有降低血清胆固醇的作用。到上世纪70年代,人们又证实了DF与诸多慢性疾病有关,包括憩室病、阑尾炎、结肠癌、直肠癌、肥胖症、糖尿病、胆石症、高血压及心脑血管病等。近20多年来,临床医师和营养学家均认为,DF在慢性疾病的防治中扮演了重要角色。
DF的定义及分类
美国谷物化学家协会(AACC)于2000年对DF的定义为,不能被消化的可食碳水化合物及其类似物。这些物质不能被人小肠中的消化酶水解,但在大肠中可被全部或部分发酵。DF包括非淀粉多糖(NSP)、低聚糖、木质素或与之相缔合的植物物质。根据DF在水中的溶解性可将其分为可溶性DF(SDF)和不溶性DF(IDF)两类。前者包括果胶、树胶和植物多糖等,后者包括纤维素、半纤维素和木质素等。
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对DF科学定义的工作仍在进行中。目前的共识为,DF的定义应以碳水化合物对人类生理学的影响为基础,根据化学结构、分析方法、生理学影响等进行定义。
DF的生理作用
DF虽不能被人直接利用,但仍有一定的生理作用。DF在口腔里可以增加咀嚼,刺激唾液的分泌。咀嚼时间延长,能促进胃液的分泌,对小肠的吸收也有影响。DF还可增加胆汁的分泌,吸附胆汁酸,缩短食物残渣通过大肠的时间,增加粪的重量,减少粪的硬度等。
DF的各个组分具有不同的生理作用,如古柯豆胶(guar gum)可降低血糖与体重,但对粪便的体积则无影响。而小麦麸皮及纤维素是较佳的缓泻剂,果胶则可用于减轻腹泻。这些生理作用在很大程度上与DF各个组分的物化性质有关。即使同一成分(如纤维素等),由于分子量大小、颗粒的粗细、细胞壁的厚度、表面积大小及细胞壁完整性方面存在差异,其生理作用也各有不同。
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延缓胃排空
在葡萄糖溶液中加入黏性多糖(如古柯豆胶或果胶),可延缓胃排空及降低糖的吸收,延缓餐后血糖水平上升。产生这种现象的原因是由于小肠内容物的黏度增加形成黏性溶液,与黏膜接触造成不搅动水层(UWL)厚度增加而影响吸收所致。在正常情况下,膳食中的固体物质在大部分液体排空之前,大都聚积于胃底,以后再进到胃窦。经过胃窦收缩与松弛,固体食物通过幽门而进入小肠。如膳食中的黏性多糖使胃内容物的黏度增加,则固体食物与液体不能分开,固体食物不聚集于胃底,重力也不能使其沉降,固体与液体以大块的形式进入小肠,以致与消化酶的接触面减小而不利于消化。因此能够延缓胃排空,不利于消化与可溶性物质的吸收。
降低小肠吸收
小肠内容物中的水溶性物质,无论是主动或被动吸收都要通过两层扩散屏障,即黏膜细胞壁外的UWL和微绒毛的蛋白质—脂质膜,前者是主要的屏障。黏性多糖可降低消化产物的吸收。绒毛与微绒毛有激烈的收缩,可降低UWL的阻力。
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增加小肠通过时间
小肠通过时间(transit time)是指食糜离开胃进入结肠的时间。小肠是吸收营养素的主要场所。食物及胃肠道分泌液消化后的产物,经4~6 h有80%~90%被小肠吸收。通常在液体膳中加入黏性多糖,可延缓食糜通过小肠的时间,部分原因是由于胃排空减慢及小肠推进力减弱。黏性多糖不仅降低小肠平滑肌的收缩,还阻碍肠内容物的混合,使营养素难与黏膜上皮充分接触,因而增加吸收时间。食糜在回肠停留的时间延长,过量的营养素滞存,将引起所谓“ 回肠制动”现象,使胃排空减慢,影响食物的吸收。
减少结肠通过时间
结肠通过时间是指食物残渣从进入回盲瓣起至肛门排出所需的时间。结肠的主要功能是将小肠不吸收的DF经厌氧菌发酵,利用发酵产生的短链脂肪酸(SCFA),以及在肠腔内跨黏膜高渗浓度梯度下将大部分水与盐类吸收。结肠通过时间与粪便重量呈逆相关。如果结肠通过时间过长,则水分吸收较多,会使得粪便干结不易排出。在这种情况下,结肠压力过大易发生憩室病。
麦麸、卵叶车前子和纤维素等都可减少结肠通过时间,产生含水量较多的软便,有助于排便及避免便秘。果胶、古柯豆胶或蔬菜对结肠通过时间及粪便重量无显著影响,但也可增加粪便含水量,有助于排便,但原因尚不清楚。
结肠细菌发酵
结肠内的厌氧菌能分解膳食中的多糖及肠道分泌的黏蛋白生成SCFA,可以作为结肠细胞的能量底物被吸收利用。(未完待续), 百拇医药
DF的定义及分类
美国谷物化学家协会(AACC)于2000年对DF的定义为,不能被消化的可食碳水化合物及其类似物。这些物质不能被人小肠中的消化酶水解,但在大肠中可被全部或部分发酵。DF包括非淀粉多糖(NSP)、低聚糖、木质素或与之相缔合的植物物质。根据DF在水中的溶解性可将其分为可溶性DF(SDF)和不溶性DF(IDF)两类。前者包括果胶、树胶和植物多糖等,后者包括纤维素、半纤维素和木质素等。
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对DF科学定义的工作仍在进行中。目前的共识为,DF的定义应以碳水化合物对人类生理学的影响为基础,根据化学结构、分析方法、生理学影响等进行定义。
DF的生理作用
DF虽不能被人直接利用,但仍有一定的生理作用。DF在口腔里可以增加咀嚼,刺激唾液的分泌。咀嚼时间延长,能促进胃液的分泌,对小肠的吸收也有影响。DF还可增加胆汁的分泌,吸附胆汁酸,缩短食物残渣通过大肠的时间,增加粪的重量,减少粪的硬度等。
DF的各个组分具有不同的生理作用,如古柯豆胶(guar gum)可降低血糖与体重,但对粪便的体积则无影响。而小麦麸皮及纤维素是较佳的缓泻剂,果胶则可用于减轻腹泻。这些生理作用在很大程度上与DF各个组分的物化性质有关。即使同一成分(如纤维素等),由于分子量大小、颗粒的粗细、细胞壁的厚度、表面积大小及细胞壁完整性方面存在差异,其生理作用也各有不同。
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延缓胃排空
在葡萄糖溶液中加入黏性多糖(如古柯豆胶或果胶),可延缓胃排空及降低糖的吸收,延缓餐后血糖水平上升。产生这种现象的原因是由于小肠内容物的黏度增加形成黏性溶液,与黏膜接触造成不搅动水层(UWL)厚度增加而影响吸收所致。在正常情况下,膳食中的固体物质在大部分液体排空之前,大都聚积于胃底,以后再进到胃窦。经过胃窦收缩与松弛,固体食物通过幽门而进入小肠。如膳食中的黏性多糖使胃内容物的黏度增加,则固体食物与液体不能分开,固体食物不聚集于胃底,重力也不能使其沉降,固体与液体以大块的形式进入小肠,以致与消化酶的接触面减小而不利于消化。因此能够延缓胃排空,不利于消化与可溶性物质的吸收。
降低小肠吸收
小肠内容物中的水溶性物质,无论是主动或被动吸收都要通过两层扩散屏障,即黏膜细胞壁外的UWL和微绒毛的蛋白质—脂质膜,前者是主要的屏障。黏性多糖可降低消化产物的吸收。绒毛与微绒毛有激烈的收缩,可降低UWL的阻力。
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增加小肠通过时间
小肠通过时间(transit time)是指食糜离开胃进入结肠的时间。小肠是吸收营养素的主要场所。食物及胃肠道分泌液消化后的产物,经4~6 h有80%~90%被小肠吸收。通常在液体膳中加入黏性多糖,可延缓食糜通过小肠的时间,部分原因是由于胃排空减慢及小肠推进力减弱。黏性多糖不仅降低小肠平滑肌的收缩,还阻碍肠内容物的混合,使营养素难与黏膜上皮充分接触,因而增加吸收时间。食糜在回肠停留的时间延长,过量的营养素滞存,将引起所谓“ 回肠制动”现象,使胃排空减慢,影响食物的吸收。
减少结肠通过时间
结肠通过时间是指食物残渣从进入回盲瓣起至肛门排出所需的时间。结肠的主要功能是将小肠不吸收的DF经厌氧菌发酵,利用发酵产生的短链脂肪酸(SCFA),以及在肠腔内跨黏膜高渗浓度梯度下将大部分水与盐类吸收。结肠通过时间与粪便重量呈逆相关。如果结肠通过时间过长,则水分吸收较多,会使得粪便干结不易排出。在这种情况下,结肠压力过大易发生憩室病。
麦麸、卵叶车前子和纤维素等都可减少结肠通过时间,产生含水量较多的软便,有助于排便及避免便秘。果胶、古柯豆胶或蔬菜对结肠通过时间及粪便重量无显著影响,但也可增加粪便含水量,有助于排便,但原因尚不清楚。
结肠细菌发酵
结肠内的厌氧菌能分解膳食中的多糖及肠道分泌的黏蛋白生成SCFA,可以作为结肠细胞的能量底物被吸收利用。(未完待续), 百拇医药