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中国居民抗性淀粉摄入量估计及抗性淀粉对AOM诱导的大鼠肠癌的影响

刘瑞萍  
【摘要】: 背景: 随着经济的快速发展和膳食结构的改变,我国大肠癌发病率呈逐年增长的趋势。通过膳食中存在的天然抗癌成分来防癌是最有效的方法,而主食成分抗性淀粉(resistant starch,RS)与大肠癌的关系目前引起国内外学者的广泛兴趣。RS主要存在于淀粉含量高的食物中,如谷类、豆类、薯类、根茎蔬菜类、青香蕉等,但中国食物中的RS含量及中国居民RS摄入水平研究较少,尤其关于不同剂量RS对大肠癌不同阶段的影响的动物研究未见报告。 目的: 1提供中国居民经常摄入的淀粉含量高的食物中的RS含量。 2通过对食物原料和加工后的熟食中RS含量测定结果比较,探讨烹调加工对食物中RS含量的影响。 3通过膳食调查所得的食物消费数据以及食物中RS含量测定的结果,计算每人每日RS摄入量,报告中国居民平均RS摄入量(g/per capita/day)。 4提供中国居民膳食RS的主要食物来源,为从饮食上指导和预防大肠癌的发生提供最基础的科学依据。 5通过动物实验,观察不同时期给与大肠癌模型大鼠不同剂量的RS,短期和长期摄入对其瘤前病变、肉眼可见的肿瘤以及肠道内环境的影响,进一步分析阐明RS的抗癌作用及其作用机理,从而为大肠癌的防治措施提供可用的证据,并对于指导我国居民膳食、阻抑因膳食结构改变而致大肠癌及其它慢性病发病率上升的趋势提供科学依据。 6研究膳食RS对非高血糖和非高血脂模型大鼠血糖血脂的影响。 方法: 1食物摄入资料的获取:为了估计居民平均每日RS摄入量,采用膳食调查,以整群随机抽样的方法随机选取山东省济南市和莱芜市城市和农村居民,采用24小时食物摄入记录法连续记录3天食物摄入,以获得食物摄取资料。为获取其它地区的食物消费信息,收集已有的文献资料上的数据。 2抗性淀粉含量测定:将中国食物营养成分分析检测中心提供的酶-直接法和体外模拟胃肠道酶解法进行改良,用体外模拟胃肠道酶解法对人们经常食用的淀粉含量高的食物或食物原料烹调加工前后直接测定RS含量。 3中国居民抗性淀粉摄入量估计:根据膳食调查所获得的各种食物消费数据及各种食物RS含量测定结果,计算每人每日RS摄入量,对其它地区的摄入量采用文献报道的食物摄入数据进行粗略估计。 4动物实验:用化学致癌剂[氧化偶氮甲烷(azoxymethane,AOM)]诱导大鼠发生大肠肿瘤,在给与化学诱变剂之前(预防组)、之后(进展组)或同时(起始组)喂食不同剂量的RS(低剂量7.6%、中剂量15.2%、高剂量22.8%)。于首次注射AOM后13周处死各组部分大鼠,分离结肠,亚甲兰染色后镜下计数大肠瘤前损伤-异性隐窝病灶(aberrant crypt foci,ACF)的数目;于首次注射AOM后32周处死剩余大鼠,观察大肠肿瘤发生部位、数目及大小,并进行组织学鉴别和分类。实验期间同时测量其它有关指标,如气相色谱法(GC)测定盲肠及粪便短链脂肪酸(short chain fatty acid,SCFA)浓度、粪便排出量及pH、粪便菌群计数、盲肠内容物重量及pH、盲肠壁重及长度等,另外用试剂盒测量血生化指标。 结果: 1食物中抗性淀粉含量:不同种类食物的RS含量差异较大,以薯类、根茎类蔬菜含量较高,其次为豆类,谷类含量较低。所有生食物中,土豆含量很高;纯化的土豆淀粉、木薯淀粉含量最高,其次为香芋。熟食中,以冷藏的烤土豆含量最高,其次为地瓜粉条、绿豆粉丝、地瓜粉皮等。同种食物经过不同烹调方式的处理后,RS含量普遍降低。油炸和烘烤的食物较一般蒸煮的食物RS含量高。商业上的淀粉制品含量较一般烹调的食品高。 2中国居民抗性淀粉摄入量:中国山东居民RS摄入量平均每人为14.9±9.1g/d,男性为16.2±8.8g/d,女性为14.2±9.3g/d,城市14.1±7.5g/d,农村15.9±10.7g/d,摄入量范围为2.9~49.0g/d,不同个体摄入量差异很大。其它地区摄入量较山东低。中国居民RS平均日摄入量为9.0g/d。 3中国居民膳食抗性淀粉的主要来源:最主要来源为面制品、米制品和淀粉产品类,薯类和豆类也是RS的主要来源,其次为玉米制品和其它谷类、坚果种子类,蔬菜和香蕉占很小比例。 4大鼠结肠ACF计数:在致癌剂处理后3周喂食RS,结肠ACF数量较普通饲料组低,且随RS量的增加而剂量依赖性减少;注射致癌剂同时给与不同量的RS,ACF的数量与普通饲料组比较无明显变化;在给与致癌剂之前3周喂食RS,ACF数量较普通饲料组剂量依赖性增加。 5大鼠大肠癌发生情况:①发病率:在致癌剂处理的大鼠,各组结肠癌发病率为33~100%,普通饲料组为100%,RS处理组较低,为33~86%,其中进展组的中高剂量组与对照组比较有统计学意义。②肿瘤数目:各处理组平均每只荷瘤鼠的肿瘤数目与对照组比较无统计学差异。③肿瘤体积:各组间无统计学差异。④组织学检查:与对照组比较,各处理组大鼠早期癌较多,而浸润癌较少。 6大鼠体重变化:实验前13周,RS处理组大鼠体重较普通饲料组低,且呈剂量依赖性。实验13周至结束,大鼠体重各组间无统计学差异,且组内个体差异较大。 7大鼠排便习惯:RS处理组大鼠排便量增加、粪便含水量增加,肠道转运时间缩短,高剂量组有更显著的效果。 8粪便及盲肠内容物SCFA浓度:膳食RS组的粪便及盲肠SCFA较对照组高,尤其是丁酸。各组粪便中SCFA较盲肠中低约一半。 9大鼠肠道pH:RS处理组粪便及盲肠内容物pH较对照组剂量依赖性减低,且粪便pH较盲肠内容物下降的更多。 10大鼠粪便菌群:RS处理组大鼠粪便中双歧杆菌数目增加,而肠球菌数目减少。 11血糖血脂指标:RS处理组大鼠空腹血糖(FBG)、血甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)与对照组比较无统计学差异,而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)在膳食RS组较对照组高,其中高剂量组有统计学意义(p<0.05)。 结论: 1体外模拟胃肠道酶解法较好的模拟了食物进入消化道内的代谢情况,是目前国外研究中普遍采用的方法,不仅可用于测定RS含量较多的食物,也适用于RS含量低于1%的样品,测定结果有较好的重现性,费用低,分析效率高。 2不同植物来源食物中的RS含量和组成差异较大;加工方式是影响RS含量的另一个因素,粗加工有利于保护谷类食品中的RS不被破坏;同种食物经过不同烹调方式的处理后,含量会明显降低;油炸、烘烤比普通的蒸煮食物含量要高;此外,熟食物经过一段时间的放置,RS含量一般会增加。 3中国居民RS平均摄入量为9.0g/d。此摄入水平与国外报道值比较,高于欧美等国而低于非洲,这可能是由于中国人摄入的谷类食物较多,也可能是中国人大肠癌发病率低于欧洲人的一个原因。 4抗性淀粉摄入量随总碳水化物摄入增加而增加,因此,增加其摄入水平可由增加总碳水化物的摄入为基础,我国居民以谷类为主食,是RS的最主要来源,薯类是膳食RS的最佳来源。建议人们提高RS摄入量可由增加薯类、豆类和谷粒产品的摄入。 5在实验性结肠癌发生不同阶段给与RS,大鼠机体可产生不同的反应。在AOM处理后给与RS(进展组),可剂量依赖性地抑制结肠ACF的形成,长期食用可明显降低大肠癌发生率。在起始阶段喂食RS(起始组),短期食用对ACF形成没有影响,长期食用有减小癌症发生的倾向。然而在AOM暴露之前喂食RS(预防组),短期食用RS促进ACF的形成,长期食用也有减少大肠癌发生的倾向。这些发现提示,RS可能影响大鼠大肠肿瘤发生的早期事件,但对已发肿瘤并不影响其进展。根据此种现象可以认为大肠肿瘤的发生可能对膳食干预很敏感,对大肠癌高危者早期应用RS以预防结肠癌的发生;而对于已有肿瘤者应避免应用RS,因为它的发酵产物不仅营养正常肠上皮细胞,也有可能刺激肿瘤细胞的生长。 6抗性淀粉可控制大鼠的体重增长,因此对于肥胖者可能是一种有效的天然减肥食品。 7抗性淀粉可缩短肠道转运时间、增加盲肠内容物重量、增加粪便排出量及粪便含水量,从而影响大鼠排便习惯,利于有毒物质及时排出;增加肠道SCFA产量,降低肠腔pH;可增加肠道有益菌丛,减少有害菌数量。所有这些作用表明RS对肠道内环境健康起到有利的调节作用。 8抗性淀粉并不降低非高血糖模型大鼠FBG,也不降低非高血脂模型大鼠血TC、TG、LDL-C,但高剂量的RS可提高血HDL-C水平,提示RS可阻止动脉粥样硬化的形成,对冠心病的发生可能有预防作用。


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