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乳化剂增加小鼠患肠炎风险

最新一项研究发现,冰淇淋、巧克力棒以及其他包装食品中常见的两种乳化剂——羧甲基纤维素(CMC)和聚山梨酯-80,可能会引起某些慢性炎症性疾病。研究者在给小鼠喂食这两种乳化剂后发现,小鼠代谢疾病和肠炎的发生率有所提高。这一现象离在人类身上得到验证还有很长的路要走,但研究者指出,这些成分对身体造成伤害的方式是破坏免疫系统与微生物菌群之间的屏障——而这些微生物菌群在人的肠道内也存在。研究论文于2月25日发表在期刊《自然》(Nature)上。


肠道微生物能够帮助我们抵抗感染和过敏反应,但我们却不希望它们接触到肠道黏膜。通常情况下,肠道菌群和肠道细胞之间会有一层黏液相隔,但如果细菌接触到了肠道细胞,就可能刺激免疫系统,从而引起炎症反应。这种无法控制的消化道炎症正是炎性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)的标志,可导致腹泻、乏力和腹痛。慢性炎症还与代谢综合征(metabolic syndrome)的产生有关。代谢综合征的症状包括肥胖、高血压等,它会增加罹患心脏病和糖尿病的风险。


英国圣乔治健康中心NHS信托的首席营养学家凯瑟琳·柯林斯(Catherine Collins)认为,给易患结肠炎的小鼠喂食乳化剂可导致其肠道细菌种类改变,尤其是能溶解黏液的细菌的数量会增加。这些细菌能够分解覆盖我们大肠表面的保护性黏液,让肠道细菌与肠道细胞直接接触,这其中的一些细菌能够引起局部炎症——继而发展成结肠炎。

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乳化剂在现代食品工业中有着非常广泛的应用,冰淇淋、巧克力棒、酱料等很多食物都需要用到乳化剂


论文第一作者,乔治亚州立大学的微生物学家贝努瓦·沙桑(Benoit Chassaing)希望了解这细菌入侵是否可以用来解释,食品添加剂使用量增加与炎性肠病之间的相关性(炎性肠病在美国影响着超过100万人,而这一人数似乎还在增加)。在对以往研究进行分析后,沙桑和同事将注意力投向了乳化剂。这种化合物能够促使不相溶的混合物形成稳定的乳状液,例如冰淇淋中的乳脂和水。2009年的一项研究发现,给易患肠道炎症的转基因小鼠喂食CMC后,小鼠小肠内细菌过度繁殖,导致炎症加重。


在这项最新研究中,沙桑和同事分别给易患炎性肠病和代谢综合征的转基因小鼠和野生型小鼠喂食了常用乳化剂CMC和聚山梨酯-80。在服用乳化剂12周后,转基因小鼠患肠炎的风险从40%增加到了80%。野生型小鼠虽然没有患上肠炎,但也表现出了轻度的肠道炎症以及代谢综合征的某些症状,包括轻微的体重增加、体脂量增加、食量增加以及血糖水平提高。


乳化剂引起这些变化的原因目前还不清楚,不过该研究给我们提供了一些线索。小鼠肠道的显微成像显示,在服用乳化剂后,肠道细菌和肠黏膜之间的平均距离缩小了一半,而细菌似乎在向着肠黏膜方向靠近。服用乳化剂的小鼠的粪便中,能够消化和穿过黏液的细菌含量更高。此外,小鼠粪便中还含有能够“促进炎症”的微生物群,不过目前还不清楚具体何种细菌有此能力。沙桑总结道,乳化剂可能会直接破坏黏液层,让细菌更易穿过;或者是通过改变肠道微生物的组成,让能够穿过黏液的微生物数量增加。


瑞典乌普萨拉大学的生理学家米娅·菲利普森(Mia Philipson)表示,乳化剂能够影响肠道菌群并不意外。她指出,从素食到剖腹产,许多因素都能对我们体内的微生物构成造成深远影响。然而,细致观察食品添加剂对微生物群影响的研究,到目前为止还不多见。菲利普森表示:“我觉得人们很快就会意识到其中的重要性了。”至于这一结果对我们有何借鉴意义,她认为现在还言之过早,不过她建议患有炎性肠病或有这类疾病家庭史的人,应该避免摄入这类成分。

沙桑也认为还不能将所有原因都归结到乳化剂上,他提到:“在过去一个世纪,社会发生了巨大的变化,目前还难以知道到底是食品中的哪种原料起了最大的作用。”


不过,伦敦国王学院的膳食营养学荣誉教授汤姆·桑德斯(Tom Sanders)提出了研究中存在的一个问题——实验中所使用的乳化剂的剂量,远大于人们的每日允许摄入量(acceptable daily intake, ADI)。他表示:“我们已经知道,大量摄入某些多糖,例如来源于海藻的鹿角菜胶,能够改变肠道细菌组成和免疫反应,并引发炎症。对于人体来说,聚山梨酯-80的ADI为10mg/kg体重。而研究者们给小鼠喂食的乳化剂含量高达食物重量的1%——按照该比例计算,体重60kg的成年人每天会摄入150g聚山梨酯-80,即ADI的250倍。而实际上,我们每天饮食所摄入的聚山梨酯-80不大可能超过100-200mg。”


目前,沙桑的研究小组正在准备一项更大规模的实验,以比较不摄入任何乳化剂的饮食与标准西式饮食对人体肠道微生物群的影响。


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