综述:膳食火麻籽与心血管健康:营养成分、作用机制及与其他种子的比较

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Frontiers in Nutrition 5.1

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  本综述系统评价了火麻籽(Cannabis sativa L.)作为功能性食品在心血管疾病(CVD)预防中的潜力。文章详细阐述了其富含优质植物蛋白、均衡的omega-6/omega-3脂肪酸比例(3:1)以及多种生物活性化合物(如生育酚、植物甾醇、多酚)的独特营养构成。通过抗炎、抗氧化、调节脂质代谢(改善血脂谱)、降低血压(抑制ACE活性)和改善血管功能等多重机制,火麻籽展现出心血管保护作用。文中还将其与亚麻籽和奇亚籽进行了营养学比较,并讨论了其安全性、潜在应用及未来研究方向。尽管临床证据仍有限,但火麻籽无疑是一种极具前景的心血管健康膳食干预策略。

  

引言

心血管疾病(CVD)是全球死亡的主要原因,而饮食习惯在其预防和管理中扮演着重要角色。火麻籽(Cannabis sativa L.)因其丰富的营养 profile 而作为一种功能性食品获得认可,其包括高质量植物蛋白、最佳的omega-6与omega-3脂肪酸比例,以及多种生物活性化合物如生育酚、植物甾醇和多酚。本综述旨在批判性评估火麻籽潜在的心脏保护效应,聚焦于其对脂质代谢、炎症、氧化应激和其他心脏代谢标志物的影响。

火麻籽的营养成分

火麻籽是 Cannabis sativa L. 的可食用果实,具有卓越的营养成分和功能特性。一份30克的火麻籽约含170卡路里,10克蛋白质,14克脂肪和1克碳水化合物,使其成为植物基蛋白和必需脂肪酸(EFAs)的丰富来源。
宏量营养素
  • 蛋白质: 火麻籽蛋白包含所有九种必需氨基酸,其消化率与大豆等植物蛋白源相当。其中,精氨酸(Arginine)含量丰富,它是血管舒张剂一氧化氮(NO)的前体,可能改善血管健康。
  • 脂肪: 火麻籽油高达90%为不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸(PUFAs)占70-80%。主要包括亚油酸(LA, 18:2, n-6)和α-亚麻酸(ALA, 18:3, n-3)。其n-6/n-3比例在3:1至5:1之间,符合健康建议,有助于减少炎症。此外,它还含有具有抗炎特性的γ-亚麻酸(GLA, 18:3, n-6)和十八碳四烯酸(SDA, 18:4, n-3)。饱和脂肪酸含量低于12%。
  • 碳水化合物与膳食纤维: 火麻籽碳水化合物含量极低,但富含膳食纤维,尤其是不溶性膳食纤维(25.49 g/100g),有助于胆固醇调节和肠道健康。
微量营养素
  • 维生素: 火麻籽是维生素E(特别是γ-生育酚)和B族维生素的良好来源。维生素E是强大的抗氧化剂,而B族维生素有助于降低同型半胱氨酸水平,这是CVD的一个风险因素。
  • 矿物质: 富含磷(P)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)和铜(Cu)。镁和钾对维持正常心律、肌肉功能和血压调节至关重要。
生物活性化合物
  • 生育酚与生育三烯酚: 火麻籽富含维生素E化合物,尤其是γ-生育酚,其清除活性氮物种和抑制环氧化酶-2(COX-2)的能力,可能具有优于α-生育酚的抗炎和抗氧化特性。
  • 植物甾醇: 总植物甾醇含量为4.2–6.7 g/kg,以β-谷甾醇为主。它们通过竞争性抑制肠道胆固醇吸收来降低血液胆固醇水平,并具有抗炎和改善内皮功能等多重效应。
  • 多酚化合物: 包括酚酸和木脂素酰胺(如大麻素A, B, D和Grossamide)。尽管含量相对较低,但它们通过调节内皮NO产生、抑制血小板聚集和减少LDL氧化等机制贡献于心血管健康。

心血管健康的作用机制

抗炎特性
慢性低度炎症是CVD发生发展的关键。火麻籽中的木脂素酰胺、萜烯、脂肪酸和GLA均具有抗炎特性。
  • 木脂素酰胺 通过抑制核因子κB(NF-κB)炎症通路,减少白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-1β(IL-1β)等促炎细胞因子的产生。它们还能促进核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)的表达,增强细胞抗氧化反应。
  • 萜烯(如β-月桂烯和β-石竹烯)可通过减少促炎细胞因子产生、与大麻素受体2(CB2)结合以及调节诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和COX-2的表达来减轻炎症。
  • 脂肪酸 其抗炎作用与omega-3脂肪酸(如ALA)和单不饱和脂肪酸(如油酸OA)有关,它们能抑制促炎细胞因子和二十烷类的产生。火麻籽油中3:1的脂肪酸比例被认为具有协同抗炎效果。
  • γ-亚麻酸(GLA) 通过抑制NF-κB通路、减少促炎细胞因子产生、激活Akt/Nrf2/HO-1信号通路增加抗氧化酶表达,以及抑制促炎介质白三烯B4(LTB4)的产生来发挥抗炎作用。
抗氧化效应
火麻籽的整体抗氧化能力源于其生物活性化合物的累积和协同效应。其氧自由基吸收能力(ORAC)为18–26 μmol TE/g。火麻籽酚类化合物,特别是羟基肉桂酰胺和木脂素酰胺,具有很强的自由基清除和金属离子螯合活性。研究表明,火麻籽能诱导抗氧化介质如血红素氧合酶-1(HO-1)的表达,从而保护细胞免受氧化应激损伤,改善内皮功能。临床前研究表明,火麻籽油 supplementation 能降低缺血-再灌注损伤模型中的氧化应激标记物和炎症细胞因子,减少凋亡细胞死亡并改善心肌收缩力。
调节脂质谱
火麻籽对胆固醇水平和整体脂质谱具有有益影响。其含有的PUFAs(如LA和ALA)和植物甾醇(如β-谷甾醇)可通过下调尼曼-匹克C1型类似蛋白1(NPC1L1)基因表达来抑制肠道胆固醇吸收。研究表明,火麻籽 supplementation 能降低血浆总胆固醇和甘油三酯水平,并提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平。其抗炎和抗氧化特性也有助于改善脂质谱。然而,效果可能因研究和火麻籽类型而异,有些研究显示对某些脂质参数影响最小或无显著变化。
调节血压
火麻籽通过多种机制在血压调节中发挥潜在作用。
  • 生物活性肽: 源自火麻籽蛋白的肽具有抗高血压特性,包括抑制肾素和血管紧张素转换酶(ACE)活性。它们还能增加NO水平(一种有效的血管扩张剂)并减少氧化应激。研究表明,给自发性高血压大鼠(SHRs)服用火麻籽蛋白水解物(HPH)可降低收缩压(SBP)和血浆ACE活性。
  • 矿物质: 火麻籽富含镁(Mg)和钾(K)。镁作为钙拮抗剂,抑制血管收缩,促进血管舒张,并改善内皮功能。钾离子能促进血管平滑肌细胞松弛,facilitating vasodilation(促进血管舒张)。
改善血管功能
火麻籽中的黄酮类化合物如橙皮苷(Hesperidin)具有血管保护特性,可通过增加NO生产和生物利用度来改善内皮功能,并减少血管中的氧化应激和炎症。动物研究表明,火麻籽膳食补充能改善与动脉粥样硬化血管相关的收缩功能障碍,并显著改善缺血后心脏恢复。火麻籽中的γ-生育酚也具有抗氧化和抗炎作用。
血小板聚集与血栓形成
关于火麻籽对血小板聚集和血栓形成的影响,动物研究结果不一。一些研究表明其有益,如下调NPC1L1表达减少胆固醇摄取和血小板聚集,或增加血浆GLA水平使血小板聚集正常化。但也有研究未发现对动脉粥样硬化形成或主动脉收缩功能有影响。相反,火麻籽中的血红素(hemin)成分可通过与Toll样受体4(TLR4)或C型凝集素样受体-2(CLEC-2)结合诱导血小板活化和血栓形成。因此,火麻籽对血小板和血栓的影响是复杂的,取决于多种因素。

与其他种子的比较

与同样因其omega-3脂肪酸、膳食纤维和生物活性化合物而备受关注的亚麻籽(Linum usitatissimum)和奇亚籽(Salvia hispanica L.)相比,火麻籽展现出独特的营养优势。
  • 能量与蛋白质: 火麻籽能量密度(567 kcal/100g)和蛋白质含量(24.8 g/100g)最高,且必需氨基酸谱更优。
  • 脂肪酸: 火麻籽的PUFA总量(36.2 g/100g)高于亚麻籽(28.7 g)和奇亚籽(23.7 g)。其亚油酸(LA)含量(~56 g/100g)远高于后两者(~5.9 g/100g),并且是唯一提供显著含量GLA(4 g/100g)的种子。三者ALA含量相当(~22 g/100g),但火麻籽均衡的n-6/n-3比例可能带来最佳的炎症调节效果。
  • 纤维: 奇亚籽总纤维最高(34.4 g/100g),火麻籽(27.6 g)和亚麻籽(27.3 g)次之。
  • 微量营养素与生物活性物: 火麻籽在镁、磷、钾、铁、锌、铜、锰以及维生素E(尤其是γ-生育酚)含量上常具优势。它还含有维生素D和A。虽然亚麻籽的木酚素和奇亚籽的黄酮含量更高,但火麻籽提供了独特的木脂素酰胺(如大麻素衍生物)和植物甾醇组合。
    综上,火麻籽、亚麻籽和奇亚籽各具特色。火麻籽在蛋白质、均衡脂肪酸和多种矿物质维生素方面综合表现突出。将火麻籽与其他功能性种子一同纳入膳食建议,可能通过互补的生物活性化合物提供更全面的心血管保护。

安全性与考量

尽管火麻籽与精神活性大麻品种有植物学亲缘关系,但工业火麻籽的Δ-9四氢大麻酚(THC)含量可忽略不计(<0.3%)。其主要安全考虑包括:
  • 致敏潜力: 火麻籽中的某些蛋白质(如奇异果甜蛋白样蛋白和麻仁球蛋白)可能引发过敏反应,并与其它种子或坚果存在交叉反应。加工过程(如酶解)有助于降低致敏性。
  • 监管状况与质量控制: 各国对火麻籽的THC限量规定不同(如美国、加拿大0.3%,欧盟0.2%)。部分消费级产品可能存在THC超标的风险,统一的国际指南仍在制定中。
  • 药物相互作用:
    • 抗凝药: 火麻籽中的omega-3脂肪酸具有抗血栓形成作用,与华法林等抗凝药同用可能增加出血风险。大麻素成分也可能通过抑制细胞色素P450酶影响抗凝药代谢。
    • 抗高血压药: 火麻籽中的精氨酸(NO前体)和具有ACE抑制活性的肽可能增强降压药的效果,导致低血压症状。
  • 食用建议: 孕妇、哺乳期妇女、严重心血管疾病患者、出血性疾病患者或计划手术者应谨慎食用或在医生指导下使用。服用抗凝或降压药物者在使用前应咨询医疗保健提供者。

膳食中的潜在应用

火麻籽风味温和,营养丰富,可融入全球多种膳食模式。在西方饮食中,可加入早餐谷物、酸奶、烘焙食品;在地中海饮食中,可融入鹰嘴豆泥、香蒜酱;在亚洲饮食中,可加入粥、面条、咖喱或酸奶小吃中。它还可用于制作植物蛋白粉、零食棒、素肉、植物奶和功能性饮料等营养保健品和替代食品。推广面临的主要挑战是公众因其与大麻的关联而产生的误解,需通过教育区分工业火麻与毒品大麻,并与监管机构合作制定科学统一的标准。

研究局限性与证据质量

当前证据主要基于临床前研究,其在向人类健康 outcomes 转化方面存在显著局限。动物模型与人类在代谢、脂质处理和炎症反应等方面存在物种差异,剂量 extrapolation 存在问题。现有的人类临床试验数量有限,且存在研究方法异质性大(人群、制剂、剂量、结局指标不同)、统计效能不足、随机对照不严格、研究周期短(通常4-12周)等问题,限制了结论的可靠性。

知识缺口与未来方向

需优先开展以下研究:
  1. 1.
    长期随机对照试验(RCTs): 评估火麻籽 consumption 对硬终点(如心梗、中风、死亡率)和中间标志物(如血压、动脉僵硬度的 sustained 影响。
  2. 2.
    大规模流行病学研究: 在不同人群(年龄、种族、基线健康状况)中建立 habitual 火麻籽摄入与CVD/CMD incidence 的关联。
  3. 3.
    剂量效应关系研究: 确定针对特定健康 outcomes 的最佳剂量和生物利用度优化方案。
  4. 4.
    高风险人群研究: 聚焦糖尿病、代谢综合征或已确诊CVD患者,评估其治疗潜力。
  5. 5.
    机制深入研究: 利用先进影像学技术研究其对动脉粥样硬化斑块进展和内皮功能的影响。
  6. 6.
    相互作用研究: 明确与抗凝药、降压药等的临床显著性相互作用。
  7. 7.
    多学科合作: 整合营养学、心脏病学、食品技术和公共卫生 expertise,设计 robust 且具有转化意义的研究。

结论

火麻籽是一种极具前景的功能性食品,其丰富独特的营养成分(优质蛋白、均衡EFAs、生育酚、植物甾醇、多酚)通过抗炎、抗氧化、调节脂质代谢、降血压和改善血管功能等多重机制,在心血管疾病预防中展现出巨大潜力。与亚麻籽和奇亚籽相比,它在营养均衡性上具有综合优势。尽管当前证据(尤其临床证据)仍显不足且结果不一,但将其纳入多样化膳食模式无疑是一种创新且可持续的策略。未来的研究应着重于设计严谨的长期临床试验、机制探索和安全性评估,并通过多学科合作,最终为火麻籽在心血管健康促进和全球膳食指南中的地位提供坚实证据。
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