SN-2PLUS对婴儿健康的研究综述

ARTICLEINPRESS菲比安娜巴尔-约瑟夫（FabianaBar-Yoseph*）/前列腺素、白细胞三烯和必需脂肪酸](]]]])]]]–]]]1爱思唯尔（ELSEVIER）目录列表可见SciVerseScienceDirect前列腺素、白细胞三烯和必需脂肪酸综述SN-2PLUS对婴儿健康的研究综述作者：菲比安娜巴尔-约瑟夫（FabianaBar-Yoseph*）,雅埃尔·利夫希茨（YaelLifshitz）,茨阿弗拉·科恩（TzafraCohen）文章信息摘要关键词：sn-2位棕榈酸酯；母乳；甘油三酯结构酯在婴儿出生的前几个月内，母乳可为婴儿的成长提供最佳的均衡营养。人类乳腺进化形成了不同寻常的通路，使得脂肪酸在三酰甘油的外部sn-1位和sn-3位，以及中心sn-2位形成特殊定位，这使得母乳脂肪结构不同于其他人体组织和血浆中的甘油三酯结构。对这种甘油三酯结构酯的成功研发可使婴儿配方奶粉类似于母乳的脂肪结构。二十年前进行的多项研究以及最新研究证明，母乳甘油三酯中16:0的特殊定位对于婴儿健康具有全方位的重要影响，例如，这种特殊定位可促进婴儿对脂肪成分和钙的吸收，增加婴儿的骨骼强度，保持其肠道健康和婴儿舒适。本综述的目的在于研究母乳甘油三酯中sn-2位16:0的特殊定位对于婴儿肠道健康、炎症信号通路以及婴儿对脂肪成分吸收后效果的影响。©2013ElsevierLtd.Allrightsreserved.1.引论在婴儿出生的前几个月内，母乳可为婴儿的成长提供最佳的均衡营养。母乳中约50%的能量来自于母乳甘油三酯中的脂肪酸，母乳中的甘油三酯分子是由三种脂肪酸与甘油发生酯化反应，在甘油的SN-1、SN-2和SN-3位上形成的混合物[1]。母乳中甘油三酯的合成并非由三种脂肪酸与甘油发生的随机酯化反应，而是脂肪酸在三酰甘油的外部sn-1位和sn-3位，以及中心sn-2位形成特殊定位。人类乳腺进化形成了不同寻常的通路，使得脂肪酸与甘油发生酯化反应生成甘油三酯，通过母乳分泌的形式排出体外，这种特殊通路使得母乳脂肪结构（甘油三酯脂肪酸排列）不同于其他人体组织和血浆[2]中以及普通膳食脂肪和油脂内的甘油三酯结构。脂肪酸在母乳中甘油三酯的立体定向定位是饱和脂肪酸油酸（16:0）在甘油骨架的中心sn-2位的优先定位，这种定位方式不同于脂肪酸在人体组织和血浆脂类，以及植物油在膳食、普通配方奶粉生产中[3]的脂肪混合物中的SN-1和SN-3位定位。过去二三十年的大量研究证明，母乳甘油三酯中饱和脂肪酸油酸（16:0）的特殊定位可促进足月儿和早产儿对16:0和钙的吸收[4-8]。不过，饱和脂肪酸油酸（16:0）在母乳甘油三酯分子中的意义不只是可促进婴儿对饱和脂肪酸和钙的吸收，还能影响非酯化脂肪酸在婴儿肠腔中的成分，以及进入婴儿肠道上皮细胞中的非酯化脂肪酸和sn-2位单甘油酯的成分。最近以来，越来越多的科学家认为膳食脂肪酸可影响肠道菌群，并通过细胞信号的传送和基因表达的调节对神经和免疫系统产生重要而复杂的影响。本综述涵盖了对甘油三酯的最新研究。本文中的甘油三酯结构酯在甘油的中心sn-2位含有饱和脂肪酸油酸（16:0）（也称为β-16:0），在SN-1和SN-3位含有18:1n-9，与母乳中甘油三酯的主要成分16:0类似。本文的目的在于阐释母乳甘油三酯中sn-2位16:0的特殊定位对于婴儿肠道健康、炎症信号通路以及婴儿对脂肪成分吸收后效果的影响。2.甘油三酯结构酯棕榈酸（C16:0）是母乳中主要的饱和脂肪酸，占总脂肪酸的17-25%[2]。同样地，超过70%的16:0在母乳甘油三酯的sn-2位发生酯化反应[2,9]。母乳中主要的非饱和脂肪酸是油酸（18:1n-9），而油酸主要在甘油三酯的sn-1,3(外层)位置发生酯化反应，结果母乳中主要的甘油三酯结构为18:1n-9—16:0—18:1n-9，占总甘油三酯的约11.8%[2]。早期进行的大量研究证明，与采用含有某种特殊动物脂肪的婴儿配方奶粉喂养的婴儿以及采用某种动物脂肪（其中三酰甘油三个碳原子上16:0比例相同）喂养的婴儿相比，母乳甘油三酯结构能促进母乳喂养婴儿对脂肪成分的吸收[10]。婴儿配方奶粉含有一种动物脂肪（这种特殊的动物脂肪也含有大量的16:0，并且16:0也是在甘油三酯的sn-2位发生酯化反应）。后期研究显示，对甘油三酯sn-2位重新分配16:0可降低婴儿对脂肪成分的吸收。虽然可以通过混合两种或以上的植物油可以使婴儿配方奶粉中的16:0、18:1n-9和18:2n-6平均比例与母乳中的比例相同，植物油甘油三酯的立体定向重排意味着16:0主要出现在甘油三酯sn-1和sn-3位置上[3]。对甘油三酯结构酯的成功研发使得婴儿配方奶粉中的甘油三酯成分以及结构与母乳类似。采用酶加工工艺将16:0—18:1n-9—16:0转化为18:1n-9—16:0—18:1n-9，从而合成甘油三酯结构酯。生成的产物中含有17–25%的棕榈酸，其中40%以上的棕榈酸位于甘油骨架中心sn-2位置上。ARTICLEINPRESS2菲比安娜巴尔-约瑟夫（FabianaBar-Yoseph*）/前列腺素、白细胞三烯和必需脂肪酸](]]]])]]]–]]]3.膳食甘油三酯中16:0的定位可影响婴儿对脂肪酸和钙的吸收数十年前进行的大量研究显示，与采用饱和植物油中提取的16:0制成的婴儿配方奶粉喂养的婴儿相比，母乳喂养的婴儿对脂肪的吸收效率更高，并且，母乳喂养婴儿的大便更软。这种现象与母乳中甘油三酯sn-2位具有大量的16:0有关[4-8]。当婴儿消化甘油三酯时，内源性脂肪酶可使三酰甘油sn-1和3位的脂肪酸发生水解反应，产生两分子的非酯化脂肪酸，以及一分子的sn-2位单甘油酯，这些产物可进入婴儿的肠腔中[11]。由于婴儿对非酯化16:0的吸收较差，因此，母乳胆盐激活脂肪酶可促进甘油三酯消化过程发生水解反应，释放含有16:0的sn-2位单甘油酯[3]。母乳或婴儿配方奶粉中甘油三酯sn-2位的16:0的结构可促进婴儿对16:0的吸收[12,13]，而母乳喂养的婴儿血浆内的乳糜微粒甘油三酯含有大量的sn-2位16:0[14,15]。非酯化16:0除了在管腔内具有较低的溶解度以外，还容易与二价阳离子如钙离子生成不溶性皂，造成较低的吸收率[16]。图1配方奶粉甘油三酯中16:0的定位与足月儿和早产儿分别对16:0和钙吸收的Cohen效应值作图。x轴代表配方奶粉中甘油三酯内16:0的百分数，而y轴代表采用Cohen效应值（f2）计算临床研究中早产儿（圆圈）和足月儿（方块）对16:0的吸收（空心圆圈或方块）或钙的吸收（实心圆圈或方块），如图所示（Cohen1988）[17]。从图中我们可以看出，配方奶粉中甘油三酯sn-2位而非sn-1或sn-3位16:0含量的增加可引发婴儿对钙和16:0吸收的剂量效应增加。图表中数据点的数字代表已经发表的研究，如文献所述。大量研究已经提供了临床证据，表明采用饱和植物油提取得到的16:0制成的婴儿配方奶粉喂养的婴儿粪便中含有的脂肪酸皂16:0和钙越来越多，并且粪便更硬，而采用含有β-16:0的甘油三酯结构酯制成的婴儿配方奶粉喂养的婴儿粪便则不会出现上述现象[4-8]。图1显示了母乳中16:0含量或者配方奶粉甘油三酯sn-2位于婴儿脂肪酸与钙吸收之间的关系。该图是利用市场上已经发表的关于足月儿[5-7]以及早产儿[4,8]的相关研究数据，采用经过修改的Cohen效应值（f2）[17]计算得到。由于超过0.8的效应值就被视作是较大效应[17]，在甘油三酯sn-2位具有超过40%的16:0的β-16:0会极大促进婴儿对脂肪酸和钙的吸收。结果表明，配方奶粉中甘油三酯sn-2位16:0数量的增加（以及sn-1和sn-3位16:0数量的减少）使得婴儿对16:0和钙吸收具有剂量依赖性增加（16:0和钙的置信区间r分别为0.95和0.78）。随着婴儿粪便较硬的出现几率减少，婴儿粪便中钙和钙皂中16:0也随之减少[6,18,19]。4.骨骼健康采用富含16:0植物油提取得到的16:0制成的婴儿配方奶粉喂养的婴儿对配方奶粉中脂肪酸皂中钙的吸收较低，使科学家不禁思考，母乳和配方奶粉中16:0与婴儿骨矿化之间是否存在联系[6]。随着定量测量骨密度技术的发展，科学家应用了采用超音速（SOS）测量骨密度的最新技术验证他们的假设。超声骨声呐是一项无创技术，可定量纵向地评估足月儿和早产儿自出生以来胫骨或其他骨骼中骨密度的变化[20-22]。最近以来，利特马努维茨（Litmanovitz）等人应用超音速技术进行了一项随机、对照和双盲的临床研究，他们测量了采用含有活性营养配方因子InFat的婴儿配方奶粉或者标准植物油混合物喂养的足月儿的骨密度，这种InFat奶粉中含有sn-2位16:0的甘油三酯，并对比研究了非随机组采用母乳喂养的婴儿的骨密度[23]。图2.从出生到十二周大，分别采用含有16:0的甘油三酯结构酯（β-16:0）的配方奶粉、未改性的植物油以及母乳喂养的三个足月儿胫骨的超音速测量结果。图中的各个点分别表示每组内各个婴儿的数据。各组平均值采用实心线表示，采用β-16:0配方奶粉喂养的婴儿组的平均值远远高于采用标准配方奶粉（n=18）（p0.05）喂养的婴儿组的平均值，不过与母乳喂养婴儿组的平均值大致相同（n=22）。配方奶粉中含有大约20%的16:0，β-16:0的配方奶粉以及标准配方奶粉的sn-2位的16:0分别占43%和14%。C16的吸收（足月儿）钙吸收（足月儿）C16的吸收（早产儿）钙吸收（早产儿）总棕榈酸中sn-2位棕榈酸的含量（%）计算得到的经过修改的Cohen效应值对照组InFatInFat母乳喂养组ARTICLEINPRESS菲比安娜巴尔-约瑟夫（FabianaBar-Yoseph*）/前列腺素、白细胞三烯和必需脂肪酸](]]]])]]]–]]]3这两组婴儿出生以来的前三个月内胫骨中的超音速都呈下降趋势，这种现象与采用超音速研究足月儿和早产儿骨密度的研究结果一致[24,25]。然而，这项最新研究表明，与采用标准植物油混合物配方奶粉喂养的婴儿相比，采用β-16:0喂养的婴儿在出生三个月时测量得到的骨骼超音速结果要高很多。而在十年前，肯尼迪等人[6]采用富含sn-216:0的甘油三酯结构酯的配方奶粉而非传统奶粉喂养婴儿十二周，并利用双能量X线吸收法测量婴儿体内的骨密度，研究结果显示这些婴儿体内的骨密度较高。这两项研究结果一致。不过最近以来，祖科蒂（Zuccotti）等人[26]发表研究报告，对于全母乳喂养（n=25）和配方奶粉喂养的四个月大的婴儿来说，他们的左胫骨超音速测量结果没有差别，这些婴儿十二个月时进行的测量结果也不存在差别。然而，这项研究并没有指出配方奶粉的类型。显而易见，还需要进行更多的研究，评估膳食甘油三酯成分和结构对于婴儿骨矿化和其他特征的早期和潜在的长期影响。5.肠道健康随着科学家了解到在内源性脂肪酶的作用下，甘油三酯的消化过程会释放sn-2单甘油酯和未发生酯化反应的脂肪酸[16]，而母乳和婴儿配方奶粉中的甘油三酯结构会影响婴儿大便中排出的脂肪酸成分，他们就开始思考肠腔内sn-2单甘油酯和未发生酯化反应的脂肪酸的成分，以及吸收进入肠上皮细胞内的成分是否会影响婴儿的肠道发育和健康。管腔内环境的特征是菌群的复杂群落，这些菌群的数量远远超过人体的上皮细胞数量[27]。肠内菌群对于肠道健康不可或缺，具有重要作用，包括保护肠道免受致病菌的侵袭，调节炎症和免疫反应，促进肠上皮细胞生长和肠道发育成熟[27-29]。重要的是，胎儿肠道是无菌环境，在婴儿出生时就会发生肠道细菌定植，采用母乳或配方奶粉进行婴儿肠道喂养，其他环境因素会影响早期的肠道定植[30]。随着更多的科学家认识到肠道菌群的组成受到婴儿奶粉饮食的影响，不同的菌群种类则与某些疾病风险的增加或降低有关，包括过敏、晚发性自闭症和炎症性肠病，这些认识促使科学家思考奶粉中甘油三酯结构可能会影响婴儿肠道菌群。在最近进行的一项临床研究中，我们发现，与采用普通