王亚杰 刘洪波 曹伟
(中国医科大学基础医学院,沈阳,110001)
摘要:心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的发病率和死亡率均占全球第一位。动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是绝大部分心血管疾病发生的基础,AS的形成是由多个复杂的遗传和环境因素相互作用的结果,慢性炎症反应在其中起重要作用。在非急性炎症或非急性感染期,人体内炎症标志物C反应蛋白(C reactive protein,CRP)含量相对恒定,CRP升高可诱导血管内皮细胞的炎症反应,预示着CVD发生的危险。资料显示无论有否CVD病史,CRP升高均预示着CVD发生的危险。同时CRP升高还发生在在缺血性心脏病如冠心病、心绞痛、心肌梗死患者及充血性心力衰竭患者中。
食物中的膳食纤维(diet fiber,DF)通过提高机体对氧化应激的防御能力起到抗炎作用,DF还可以改变肠道细菌生存环境,减少肠道炎症介质如白细胞介素6的产生,从而使肝脏产生的CRP减少,降低血清中CRP浓度,减轻血管内皮细胞的炎症反应,在心血管疾病的预防和治疗中起重要作用。DF还通过降低血压、降低血中胆固醇含量、改善胰岛素敏感性、改善血脂构成、改善纤溶活性等因素降低CVD发生的风险,在血管性疾病的防治中起重要作用。
关键词:心血管疾病防治;膳食纤维;C反应蛋白
膳食纤维(diet fiber,DF)是指食物中不能被人体生物酶类所消化的部分。以往人们称之为粗纤维,并认为它没有营养价值。随着人们对其在人体内功能的逐渐开发和认识,七十年代始,营养学界将其命名为膳食纤维。目前,膳食纤维的营养功效正越来越受到营养学界及疾病预防专家的重视,对其的研究也越来越深入。其中膳食纤维在心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)防治中的作用正在被揭示中。资料显示,膳食纤维可以通过许多机制,如降血压[1]、降低血清胆固醇水平[2]、改善胰岛素的敏感性[3]、改善血脂构成[4]、改善纤溶活性[5]等因素降低CVD发生的风险,其中膳食纤维降低炎症反应的标志物C反应蛋白(C reactive protein, CRP)[6,7,8,9],从而发挥其在CVD的防治中的作用正逐渐被认识和重视。
动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是绝大部分心血管疾病发生的基础,是引起冠心病的主要原因。AS的形成是由多个复杂的遗传和环境因素相互作用的结果,难以确定具体的病因,一般用危险因子(risk factor)来评估某个因素和AS性疾病间的关系。高胆固醇血症、高血压、吸烟、肥胖、糖尿病、体力活动减少、年龄增加和有早发病史等是公认的危险因子。血浆高密度脂蛋白(highdensity lipoprotein,HDL)降低、高同型半胱氨酸(Homocysteine, Hcy)血症及高CRP在CVD的发病中正受到越来越多的重视。
一、炎症在CVD发生中的作用
近几年的研究结果认为,慢性炎症反应在AS的进程中起着重要的作用。动物实验中,载脂蛋白E(apoE)缺失的小鼠模型的损伤位置发现AS的自发生现象,同时发现细胞间粘附分子ICAM1增加;另一近期实验也显示在(apoE)缺失的小鼠,肝脏的肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα, TNFα)和急性期反应的纤维蛋白水平增高[10]。应用白细胞介素10(IL10,抗炎因子)缺乏小鼠动物模型进行的实验显示,给与IL10后AS的发生会减少[11]。关于人体炎症与AS间的关系,数据也在增多。观察发现,在导致动脉粥样硬化的过程中有炎症细胞产生以及炎症蛋白出现,包括可溶性白细胞黏附分子,单核细胞趋化因子蛋白升高,氧化产物增加,以及血浆纤溶酶原活化因子抑制物1(plasminogen activator inhibitor I, PAI1)增加[12]等,证明血管内皮细胞损伤是一基本炎症过程。Deveraj[13]检查了人大动脉内皮细胞,发现CRP诱导血管细胞动脉血栓标志物PAI1表达,其效应呈时间和剂量依赖性,更进一步的证明了CRP在血管炎症过程中的作用。综合各家观点,目前认为,动脉粥样硬化与血管壁的氧化应激、炎症、脂类及蛋白的活化状态相关,炎症与低密度脂蛋白(lowerdensity lipoprotein,LDL)氧化、慢性感染等因素有关。测定炎症标志物CRP情况将有助于预测CVD发生风险[14]。
二、炎症标志物CRP与CVD
在AS过程中,产生的几种炎症产物可以表达炎症的发生和强度,包括WBC记数、淋巴细胞记数、纤维蛋白原、白细胞介素以及CRP水平,其中大部分与心血管病危险性升高有关[15,19]。Abdelmouttaleb 等[16]发现不稳定型心绞痛患者较正常健康人的CRP水平高;流行病学数据显示,无论有否心脏病史,CRP升高均与CVD风险增加相关[17]。WBC记数与纤维蛋白原水平升高是缺血性心脏病(ischemic heart disease, IHD)的独立危险因子[15]。IL6是独立于年龄、性别、BMI、吸烟、糖尿病等因素的另一个老年CVD死亡率升高的危险因素;如果CRP与IL6同时升高,患者4年内的死亡率是CRP及IL6不高者的两倍。在没有充血性心力衰竭(congestive heart failure, CHF)及心肌梗死(myocardial infarction,MI)病史患者中,IL6及CRP的升高还与CHF风险有关[18]。
许多炎症细胞和炎症蛋白同时参与血管动脉粥样硬化形成以及机体的其它炎症反应,因而其测量在临床心血管危险评价中并无特异性[16,17,18,19]。如ICAM1,IL6等许多因子不稳定,其分析还受技术限制;WBC记数、补体水平及纤维蛋白原等在临床上广泛应用,然而对血管内皮细胞炎症没有特异性,从冠状动脉到关节炎、感染等炎症过程均升高。在许多研究中证实,最可用、特异、且与AS过程及心血管疾病密切相关的、临床应用的测量因子是高敏感的C反应蛋白(high sensitivity Creactive protein, hsCRP)[14,19]。
人体内CRP含量在非急性炎症或感染期相对恒定,半衰期长,其24小时生理含量变化可以忽略。而且其测量技术的改进也使其可应用于CVD的预测研究。CRP由肝细胞产生,对IL6等细胞因子发生反应。CRP作为炎症标志物的同时,它能更进一步引起炎症过程,包括引起单核细胞向内皮下趋化,细胞间黏附分子升高,诱导LDL胆固醇被内皮下巨噬细胞吞噬[12]。CRP的临床检测的可操作性及诱导心血管炎症反应的特性,使它不止成为炎症反应的标志物,也是一个潜在的引起炎症反应并导致CVD发生的关键点。
美国心脏病协会(AHA)和美国疾病预防控制中心发布了与CVD预测有关的炎症标志物CRP标准[19],确认CRP<10mg/L为低风险, CRP在 10~30mg/L之间为中风险, CRP>30mg/L为高风险。
不管是否有CVD病史,CRP升高均有CVD危险。一项最近的关于女性的研究[20],28000名女性,进行长达8年的跟踪,发现CRP与LDL相比,是更好的晚期CVD的预报因子。另有两个meta分析结果表明CRP升高与冠状动脉病变有关[21]。另一德国群体调查数据表明CRP与冠状动脉病呈正相关[22]。调整年龄、性别、吸烟、肥胖、糖尿病、家族史等因素,CRP仍然是CVD的独立危险因子[17,20]。研究者还用CRP来预测CHD,如心绞痛。高水平的CRP其心肌缺血发生率高,心肌梗死的发生发生率明显高于CRP低的患者。
然而来源于1999-2000年美国国家健康和营养调查(NHANES 99-00)数据提出,单独的CRP增高不能完全反应CVD发生情况,CRP与Hcy组合,与CVD发生关联性更高,同时出现的血中CRP和Hcy升高,表明患者有CVD病史,且CVD的危险性更高[23]。
三、饮食因素、膳食纤维与CVD
大量研究数据表明饮食因素与CVD发生密切相关。流行病学资料显示高饱和脂肪酸饮食CVD发生率高。许多相关研究报道了一种被称为地中海饮食的饮食结构可以降低冠心病发生,降低胆固醇。该饮食的特点是高纤维及高橄榄油,脂肪含量<30%[24,25]。另有一种北美饮食,饮食中多红肉、高脂奶产品、精细谷物并且低纤维,这种饮食者血中CRP高[25]。
临床调查数据证实,各种食物来源的膳食纤维均明显降低CVD的发病风险;女性每日>20克DF可降低CHD的危险,高纤维膳食(日均229克纤维)比低纤维膳食的冠状动脉疾病危险性降低47%[26]。另一项资料,一项涉及到39000女性,随访7年的调查报告显示膳食中高纤维可降低CVD的风险[27]。Rimm及其合作者[28]的研究中还显示,每增加10克DF则CVD发作的风险降低19%。对DF作用更细致的分析发现,谷物纤维在降低心肌梗死风险中效果最明显,水果、蔬菜一类纤维的增加与降低心因性猝死风险关系密切[29]。Knoops 10年随访结果显示,地中海饮食富含高纤维,可降低29% CVD的死亡率[24]。
DF降低CVD的风险与其降低血中总胆固醇以及LDL水平(2,4)、降低血压[1]、改善胰岛素敏感性(3)等有关,然而近期的研究注意到DF可以通过对抗炎症反应来发挥其降低CVD的效应[6]。
四、DF与CRP
高纤维的地中海饮食与炎症标志物及内皮损伤有密切关系[7]:研究中随机抽取180病人,自愿原则分为地中海饮食组(采取高纤维膳食,DF量从14克升高到32克/每日,与对照组p<0001)和“谨慎膳食组”(低脂膳食,50~60%碳水化合物,15~20%糖,<30%脂肪),持续随访两年。结果发现,地中海饮食组CRP水平从28降低到17mg/L,而另一组没有变化。来自于1999-2000年美国国家健康和营养调查(NHANES 99-00)数据直接展示了DF摄入与CRP的特异性关系[8]:年龄在40~65之间的4900名参与调查者,排除饮食中总脂、饱和脂肪酸或胆固醇对CRP的可能影响;排除鱼类或总蛋白摄入对CRP的可能影响;控制吸烟、饮酒、年龄、性别、种族、BMI、总能量及锻炼因素可能引起的影响,DF作为唯一与CRP相关的营养成分。分析结果显示采用高纤维膳食的受试者CRP水平明显低,而低DF组CRP水平明显高[8]。
糖尿病、高血压、肥胖等因素是CVD的危险因子。一组来自于NHANES1999-2002的数据显示,高DF饮食者的血清CRP水平低,CVD发生风险低;单纯低DF组以及单纯有两个危险因子存在者CRP水平升高;与无危险因子相比,低DF同时有两个危险因子者CRP水平增加2倍。数据统计中剔除了总脂、多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸、蛋白碳水化合物或胆固醇对CRP的影响,显示的结果表明,不管在普通人群,还是在高危人群,低DF因素均与CRP相关[9]。
关于摄入的DF增加可以降低CRP的机制目前尚不清楚。有人认为可能与酶类介导的血管上皮细胞的氧化及炎症反应有关[30],DF可以提高机体对氧化应激的防御能力[31],从而起到抗炎作用。也有人认为,DF可以改变肠道细菌生存环境,影响肠道菌群,减少肠道炎症介质的产生[32],小肠内产生相关的炎症介质少,则IL-6等释放入血就少,肝脏内产生的CRP就少,血清中CRP就降低[33]。
目前,心脑血管疾病的发病率和死亡率占疾病中的第一位,慢性炎症过程在其发病机制中起重要作用。CRP作为炎症标志物,是最可靠、最特异的血管疾病危险评价因子,CRP浓度升高预示着高的血管疾病危险。膳食纤维作为一种正在被认识的营养素,有降低血压、降低血中胆固醇含量、改善胰岛素敏感性等作用,起到降低心血管疾病发生的作用。最近的研究表明膳食纤维还可以降低血液中CRP浓度,从而降低血管疾病发病的危险,在血管性疾病的防治中起重要作用。
高纤维膳食来源于植物性食品。采取高纤维膳食结构有利于提高全民健康素质,也有利于节约地球资源,爱护环境。美国心脏协会[34]以及美国饮食协会[35]提倡增加食物中膳食纤维的摄入。然而改变饮食习惯是一个慢性、挑战性的过程,除饮食营养防病知识的普及,还涉及到食品政策导向、社会经济、饮食习惯、个人喜好、烹调制作等诸多方面。希望全社会都能关注饮食因素与健康,防病治病,提高全民族的综合素质。
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