《Nutrients》：Plant-Based Diets as a Therapeutic Strategy for Obesity: Modulation of Adipogenesis, Inflammation, Energy Homeostasis, and Metabolic Dysfunction
摘要
背景与目的： 肥胖是一种由能量平衡、食欲、脂肪组织功能和代谢稳态失调驱动的慢性、复发性疾病。饮食调整仍是长期管理的核心。植物性饮食（PBDs），尤其是强调最低限度加工植物性食物的饮食模式，与较低肥胖程度和改善的心血管代谢健康相关。本综述综合了关于减重疗效及PBDs与肥胖和肥胖相关结局关联机制的人类研究证据。方法： 遵循PRISMA-ScR指南，检索了PubMed和Scopus数据库中2010年1月至2026年8月发表的英文成人人类研究。在去重后筛选的1297篇文献中（共鉴定1439篇），168项研究符合纳入标准并进行了描述性综合。结果： 人类研究支持PBDs对自主能量摄入、胰岛素敏感性、内脏和异位脂质蓄积以及循环脂质谱的有益作用。临床试验表明PBDs可支持减重，但其相对于其他饮食方法的优越性仍需进一步探索。提出的机制包括较低的膳食能量密度和更强的饱腹感、改善的脂质分配、增加的餐后能量消耗、降低的氧化和炎症应激，以及改变的肠道微生物代谢和肠内分泌信号传导。证据还提示存在饮食响应的表观遗传改变。关于PBDs对中枢食欲回路、棕色或米色脂肪组织以及不依赖体重的分子通路的直接人类证据仍然有限。结论： 高质量PBDs代表了一种生物学上连贯且可扩展的肥胖管理策略，证据表明其对能量摄入和心血管代谢健康的特定方面（包括能量摄入、胰岛素抵抗、脂质代谢、系统性炎症和肠道衍生信号传导）具有益处。这些效应使高质量PBDs成为降低肥胖相关并发症（包括2型糖尿病、心血管疾病、MASLD和特定癌症）风险的有前景的策略。进一步设计良好的对照试验将有助于阐明膳食组成的独立贡献以及通过减少能量摄入和持续减重介导的有益效应。
1. 引言
全球肥胖负担日益严峻。1990年至2021年间，全球超重或肥胖成人数量翻倍，2021年达到约21.1亿；儿童和青少年受影响人数同期从1.98亿增至4.93亿。若趋势持续，预计到2050年将有38亿成人和7.46亿儿童青少年处于超重或肥胖状态。肥胖曾集中于高收入国家，现已在亚洲和非洲快速增长，撒哈拉以南非洲地区受影响成人数量预计到2050年将增长255%。肥胖的临床后果波及几乎所有器官系统，是2型糖尿病（T2D）、心血管疾病（CVD）、血脂异常、多种癌症、骨关节炎、头痛疾病和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的主要驱动因素之一。2010年至2023年间，高体重指数（BMI）归因的全球年龄标准化疾病负担增加，归因伤残调整生命年（DALY）率上升10.5%。MASLD现已成为慢性肝病的首要病因，全球约13亿人受影响，预计到2050年将达18亿。肥胖相关医疗费用和生产力损失在2019年消耗全球国内生产总值的2.19%，预计到2060年将达3.29%。肥胖现被理解为一种慢性、复发性疾病，源于遗传、行为、环境和社会经济因素的复杂交互，其中功能障碍的脂肪组织扩张和持续正能量平衡驱动进行性代谢恶化。尽管GLP-1和GIP受体激动剂等药物疗法和减重手术取得进展，但存在可及性限制、停药后体重反弹及资源密集等问题。因此，饮食调整仍是肥胖和MASLD管理不可或缺的基础。植物性饮食（PBDs）以大量摄入蔬菜、水果、豆类、全谷物、坚果和不饱和植物脂肪为特征，减少动物产品摄入，与较低肥胖程度和改善的心血管代谢风险相关。健康PBDs强调全食或最低限度加工的植物性食物，而不健康PBDs则富含精制谷物、含糖饮料和加工植物食品，这一区分对解释其代谢和肝脏效应至关重要。
2. 材料与方法
2.1 数据来源与检索策略
本综述采用结构化文献检索策略，在PubMed和Scopus数据库中检索2010年1月至2026年8月发表的英文人类研究。检索词组合了PBDs暴露术语与各机制领域的结果术语，包括食欲调节、胰岛素敏感性、肠道菌群、脂肪组织生物学、慢性炎症、氧化应激、能量消耗和脂质代谢等。检索使用MeSH描述符和自由文本术语，涵盖肥胖/肥胖程度和PBDs两个核心概念域。
2.2 纳入标准
研究纳入标准为：纳入18岁及以上超重、肥胖或相关代谢功能障碍成人，或提供直接相关的成人人类机制证据；评估明确的PBD暴露或干预（纯素、素食、全食物植物性、以植物为主或经验证的PBD指数）；报告至少一项相关的细胞、分子、代谢或生理结局。合格设计包括随机和非随机干预、前瞻性和回顾性队列、横断面研究和病例对照研究。
2.3 排除标准
排除仅限于体外证据的研究；纳入儿童、妊娠或哺乳期或1型糖尿病人群的研究；以及综述、方案、社论、评论、会议记录或病例报告。缺乏明确PBD暴露或未报告相关机制或结局的研究也被排除。
2.4 研究选择过程
两名研究人员独立进行文献检索和研究选择。电子检索共获得1387条记录，通过手工检索和引文追踪额外获得52条（总计1439条）。去除142条重复后，1297条记录进入标题和摘要筛选，其中1000条被排除。297篇报告进行全文评估，其中129篇被排除：56篇未将PBDs作为主要干预评估，33篇未报告肥胖相关结局，24篇为非同行评审出版物或重复，16篇方法学信息不足。最终纳入168项研究。
2.5 证据综合
鉴于纳入文献的机制和概念广度及研究设计、暴露和结局的异质性，采用按机制领域组织的叙述性综合。全程区分全PBDs证据与分离膳食成分或临床前模型证据，并标明各领域支持性人类证据的强度和直接性。按照范围综述方法，结果以描述性方式呈现而非统计合并，未进行正式偏倚风险评估。
3. 结果
临床减重发现为下述机制提供背景。244名成人中，16周低脂纯素饮食使体重减少6.4 kg，而无饮食改变组减少0.5 kg（组间效应?5.9 kg）。62名成人的交叉试验中，16周阶段低脂纯素饮食变化为?6.0 kg，地中海饮食为0.0 kg。然而，NEW Soul试验中159名非裔美国成人在12个月时纯素饮食与低脂杂食饮食（提供相当营养教育）之间无显著差异（?2.39 vs ?2.03 kg；p = 0.64）。因此，PBDs已被证明可支持减重，但幅度因饮食处方、对照和依从性而异，且并非始终显示比其他健康饮食更大的减重效果。
3.1 能量平衡、食欲调节与饱腹感
能量平衡通过稳态、奖赏相关、认知和外周信号间的交互调节。饥饿促进食物寻求，饱感决定一餐何时结束，饱腹感减少两餐间的进食。最低限度加工的PBDs可通过纤维和水含量、低能量密度、胃肠道效应及微生物代谢产物影响这些过程。人类证据最强的是自主能量摄入减少和外周饱感变化。PBDs对中枢食欲回路的直接效应仍 largely 未充分探索。
3.1.1 食欲和能量平衡的神经内分泌整合
下丘脑整合与肥胖程度、营养可用性和近期食物摄入相关的信号。弓状核内，神经肽Y/刺鼠相关肽（NPY/AgRP）神经元促进进食，而阿黑皮素原/可卡因和苯丙胺调节转录物（POMC/CART）神经元激活厌食性黑皮质素通路。瘦素和胰岛素通常有利于厌食信号，而胃饥饿素促进饥饿。下丘脑调节也在早期发育期间形成，母体肥胖与后代下丘脑编程改变相关，可能影响日后食欲和肥胖易感性。稳态调节与中脑边缘奖赏通路和前额叶系统交互，使高适口性食物能促进超出即时能量需求的进食。鼻内胰岛素在胰岛素敏感成人中降低食物适口性和中脑边缘食物价值信号，而胰岛素抵抗参与者中这些反应减弱。PBDs改变下丘脑、中脑边缘或前额叶信号的直接人类证据仍缺乏。
3.1.2 饥饿、饱感和饱腹感的外周激素信号
瘦素和胰岛素提供能量可用性的长期信息，两者在肥胖中常升高，但中枢敏感性降低可削弱其食欲抑制作用。进餐相关信号在较短时间尺度上运作：胆囊收缩素（CCK）在进食期间快速作用，而GLP-1、GIP、肽YY（PYY）和胰岛淀粉样多肽参与进餐终止和餐后饱腹感。胃饥饿素主要由胃黏膜分泌，主要促进饥饿。CCK的生理作用得到人类受体阻断研究的支持，其中CCK1受体抑制增加了热量摄入和饥饿并延迟饱感。GIP主要作为肠促胰岛素增强葡萄糖依赖性胰岛素分泌。GLP-1延迟胃排空并减少多项食欲指标。这些激素不应被视为等效的饱腹信号，GLP-1、PYY、CCK和胰岛淀粉样多肽的证据强于GIP或胰高血糖素。
3.1.3 植物性饮食对饱感和饱腹感的调节
最低限度加工植物食品的物理特性是其对能量摄入影响的核心。蔬菜、水果、豆类和全谷物通常比许多动物性或高度加工食品提供更多纤维和水、更少单位重量能量。其更大体积促进胃扩张，咀嚼和口腔加工使饱感信号在大量能量摄入前发展。可溶性和粘性纤维还延迟胃排空和营养吸收。随机交叉研究比较了豆腐餐与能量和宏量营养素匹配的加工肉类和奶酪餐，植物餐在T2D、肥胖或正常体重男性中产生更大主观饱腹感和更高餐后胰岛淀粉样多肽。可发酵纤维通过微生物短链脂肪酸（SCFAs）影响食欲：靶向结肠丙酸递送增加PYY和GLP-1浓度并减少后续能量摄入；24周内，菊粉-丙酸酯补充也限制超重成人的显著体重增加和腹部脂肪积累。在受控住院交叉试验中，最低限度加工低脂PBD期间能量摄入比动物性生酮饮食低约2.88 MJ/天（689 kcal/天），尽管饥饿、饱腹感和进餐满意度评分相似。食物结构、纤维发酵和能量密度的证据比个体食欲激素的均匀变化更确凿。
3.1.4 睡眠作为食欲调节的修饰因素
睡眠时长也改变能量平衡。习惯性睡眠少于6.5小时/晚的超重成人中，将睡眠延长约1.2小时/晚可减少客观测量的能量摄入约1.13 MJ/天（270 kcal/天）。相反，将习惯性睡眠减少约78分钟/晚持续六周导致适度体重增加和久坐时间增加。更大程度遵循健康PBD指数与更好睡眠质量相关，而不健康PBDs与较差睡眠相关。由于这些发现为观察性，睡眠最好被视为修饰因素而非PBDs调节食欲的既定机制。
3.2 胰岛素敏感性与葡萄糖代谢
3.2.1 胰岛素信号传导与肥胖相关胰岛素抵抗
胰岛素协调骨骼肌、肝脏和脂肪组织的餐后葡萄糖代谢。骨骼肌中，胰岛素受体和胰岛素受体底物蛋白激活启动磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号传导，促进葡萄糖转运蛋白4型（GLUT4）转位至细胞膜并增加葡萄糖摄取。肝脏中，胰岛素抑制内源性葡萄糖产生并促进糖原合成；脂肪组织中，胰岛素抑制脂解和非酯化脂肪酸释放。肥胖中，慢性营养过剩和脂肪组织功能障碍增加脂肪酸向肝脏和骨骼肌的递送。生物活性脂质中间体（包括二酰甘油和神经酰胺）的积累可干扰胰岛素受体和IRS–PI3K/Akt信号传导，损害胰岛素刺激的肌肉葡萄糖摄取并削弱肝脏葡萄糖产生的抑制。脂肪组织IR进一步增加脂肪酸和甘油向肝脏的通量，强化异位脂质积累和肝脏糖异生。直接证明PBDs恢复IRS-PI3K/Akt-GLUT4通路各组分的人类证据仍有限。
3.2.2 植物性饮食对胰岛素敏感性的影响
随机试验普遍支持PBDs对超重或肥胖成人系统性胰岛素敏感性标志物的有益作用。一项涉及716名参与者的八项试验荟萃分析发现，纯素和素食饮食相对于对照饮食降低稳态模型评估胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和空腹胰岛素。最详细的整食证据来自244名超重或肥胖成人的16周随机试验。自由进食低脂纯素饮食产生组间治疗效应?5.9 kg，降低HOMA-IR并改善预测胰岛素敏感性。磁共振波谱亚研究中，肝细胞和肌细胞内脂质分别降低34.4%和10.4%，两个脂质区室的变化均与IR改善相关。然而，干预也减少了自主能量摄入、体重和脂肪量，因此膳食组成的效应无法与减重效应分离。62名超重成人的主动对照交叉试验中，低脂纯素饮食降低体重并改善HOMA-IR和口服葡萄糖胰岛素敏感性，而地中海饮食阶段这些指标无显著变化。
3.2.3 膳食组成、β细胞功能与证据局限性
健康PBDs的组成通过减重以外的通路影响胰岛素敏感性。它们通常饱和脂肪较低、不饱和脂肪较高，有利地改变脂质分配。人类过度喂养试验中，饱和脂肪比多不饱和脂肪更增加肝脏脂肪和循环神经酰胺。纤维丰富的低加工植物食品通过减缓碳水化合物吸收降低餐后血糖暴露。PBDs还可能改善胰腺β细胞反应性。75名超重无糖尿病史成人的16周随机试验中，低脂PBDs增加进餐刺激的胰岛素分泌和β细胞葡萄糖敏感性，同时降低HOMA-IR。β细胞功能通过进餐试验数据的数学模型估计而非β细胞质量或细胞内信号传导的直接测量。五周小规模试验使用高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术，能量和蛋白质匹配的高蛋白纯素和杂食饮食在T2D成人中相似程度地改善外周胰岛素敏感性，两组均未显著改善肝脏胰岛素敏感性。总体而言，人类证据支持低脂、最低限度加工PBD干预期间胰岛素敏感性改善，尤其在伴随体重、内脏肥胖和异位脂质减少时。这些饮食是否产生独立于能量摄入和减重的效应仍不确定。
3.3 肠道菌群与肠-脑轴
PBDs通过肠道菌群影响代谢调节，菌群将不可消化的膳食成分转化为生物活性代谢产物。相关功能包括植物多糖发酵、SCFAs产生、胆汁酸修饰以及与肠内分泌、免疫和神经通路的交互。人类证据在微生物功能和代谢产物信号传导方面强于个体细菌分类群的一致变化。
3.3.1 菌群组成与功能
习惯性纯素、素食和杂食饮食与可区分的宏基因组谱相关。21,561人的跨国研究中，纯素相关微生物特征与更有利的心血管代谢标志物相关，而若干与红肉消费相关的微生物与较不利特征相关。干预证据仍异质。12项人类研究的系统综述发现PBDs对微生物组成可能有有利影响，但若干常见分类群的结果不一致。超重成人的16周低脂纯素干预增加了普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）相对丰度，该物种变化与体重、脂肪量和内脏肥胖减少弱相关。17周干预中，增加膳食纤维提高了微生物碳水化合物降解酶丰度而未增加微生物多样性。
3.3.2 短链脂肪酸与肠-脑信号传导
乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐通过可发酵纤维和抗性淀粉的微生物发酵产生。SCFAs激活肠道内分泌细胞上的FFAR2和FFAR3，促进PYY和GLP-1分泌。T2D个体中，富含多种纤维的饮食选择性促进有限组的SCFA产生菌株，更大富集与更好血糖控制和GLP-1分泌变化相关。超重或肥胖男性中，生理相关SCFA混合物的结肠输注增加脂肪氧化、能量消耗和循环PYY，同时减少脂解。靶向结肠丙酸递送增加PYY和GLP-1，减少后续能量摄入，并限制体重增加和腹部脂肪积累。随机交叉研究中，结肠丙酸递送减少尾状核和伏隔核对高能量食物图像的激活，伴随较低食物吸引力和减少自由进食能量摄入，但不由循环PYY或GLP-1变化解释。
3.3.3 能量获取与证据局限性
历史上提出的厚壁菌门与拟杆菌门比值在人类研究中显示显著不一致，不能被视为肥胖的可靠分类学标志。基于食物的减重干预系统综述发现微生物多样性和粪便SCFAs总体变化最小，个体分类群变化不一致。微生物代谢产物可能支持肠道屏障完整性并减少脂多糖等促炎产物的转位，但很少有人类饮食试验同时测量微生物功能、肠道通透性、循环内毒素和肥胖程度。人类证据支持饮食响应的微生物组和代谢活性微生物产物，但微生物组变化介导PBD诱导减重的直接证据仍有限。
3.4 脂肪生成与脂肪组织生物学
脂肪组织现被公认为代谢活跃的内分泌器官。健康脂肪组织扩张依赖于脂肪生成，即前脂肪细胞向成熟脂肪细胞的分化过程。肥胖中，脂肪生成能力受损，脂肪组织扩张转向脂肪细胞肥大而非增生。肥大的脂肪细胞脂质储存能力降低、胰岛素信号受损、线粒体功能障碍并增加细胞应激易感性。白色脂肪组织（WAT）是成人主要脂肪库，分泌瘦素、脂联素、抵抗素、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）等脂肪因子和炎症介质。肥胖促进促炎M1巨噬细胞浸润脂肪组织，通过核因子κB（NF-κB）信号传导和其他炎症通路放大慢性低度炎症。内脏脂肪组织（VAT）与皮下脂肪组织（SAT）代谢特性不同，脂解活性更高，将大量游离脂肪酸直接释放入门静脉循环，使肝脏暴露于增加的脂质负荷。随机对照过度喂养试验中，富含饱和脂肪酸的饮食导致显著更大的内脏和肝脏脂肪积累，而多不饱和脂肪酸优先促进瘦组织增加并与显著较低的异位脂肪沉积相关。直接证明PBDs改变脂肪生成或诱导脂肪组织褐变的人类证据仍有限。244名成人的16周随机试验中，低脂纯素饮食使内脏脂肪组织体积减少216.5 cm3，而对照组减少7.7 cm3（组间差异?208.8 cm3；p < 0.001）。当前人类证据更支持PBD干预对脂肪组织数量和分布的影响，而非对脂肪生成本身的直接效应。
3.5 慢性低度炎症
慢性低度炎症是肥胖相关代谢功能障碍的核心特征。脂肪组织扩张和重塑促进免疫细胞募集和炎症通路激活，包括NF-κB和NOD样受体家族含pyrin结构域蛋白3（NLRP3）炎症小体。PBDs可能通过减少肥胖程度、改善膳食脂肪质量和肠道屏障功能以及增加纤维和植物生物活性化合物摄入来减轻炎症状态。然而，整食人类研究的直接机制证据仍有限。
3.5.1 脂肪组织炎症与巨噬细胞募集
肥胖中，脂肪细胞肥大、局部缺氧、细胞外基质重塑和细胞应激促进循环单核细胞募集和脂肪组织巨噬细胞积累。肥胖期间积累的巨噬细胞更常表现促炎表型，分泌TNF-α、白介素-1β（IL-1β）和IL-6等介质。代谢综合征成人中，SAT中更大的巨噬细胞浸润和冠样结构存在与更高IR和循环炎症标志物相关。肥胖还与更高循环炎症生物标志物浓度相关，包括C反应蛋白（CRP）、TNF-α、IL-6和IL-1β。随机生活方式干预中，约10%体重减轻伴随CRP和IL-6降低、胰岛素敏感性改善和血管炎症标志物降低。
3.5.2 NF-κB与NLRP3炎症小体信号传导
NF-κB是将代谢应激与肥胖炎症基因表达联系起来的主要转录调节因子。游离脂肪酸、氧化应激、细胞因子等可激活NF-κB，增加TNF-α、IL-6和单核细胞趋化蛋白-1等炎症介质表达。GENOBIN研究中，代谢综合征成人的饮食减重与外周血单核细胞中NF-κB信号传导相关基因表达降低相关。补充表没食子儿茶素没食子酸酯和白藜芦醇改变超重或肥胖成人的脂肪组织炎症、氧化应激和免疫激活相关基因表达谱。NLRP3炎症小体提供代谢应激与炎症之间的第二个联系。脂毒性、线粒体功能障碍、氧化应激和营养过剩可激活NLRP3，促进caspase-1依赖性IL-1β和IL-18成熟。人类脂肪组织研究报道肥胖中NLRP3、caspase-1和IL-1β表达增加，更大激活与IR相关。减重手术后体重减轻与炎症小体相关基因表达降低和脂肪炎症减弱相关。
3.5.3 植物性饮食对炎症的调节
PBDs通过多种交互机制影响炎症通路。更高纤维和植物生物活性化合物摄入影响肠道微生物代谢、肠道屏障完整性、氧化应激和炎症信号传导。细菌脂多糖转位减少降低toll样受体4（TLR4）-NF-κB激活，而纤维衍生SCFAs支持上皮屏障完整性和免疫调节。然而，很少有PBD人类试验同时评估肠道通透性、脂肪组织炎症和代谢结局。人类饮食研究更一致地证明循环炎症标志物的变化而非组织水平炎症信号传导的直接效应。16周低脂纯素干预降低超重成人的体重、内脏肥胖和IR。PREDIMED试验显示，富含特级初榨橄榄油或坚果的地中海饮食模式降低若干循环血管炎症标志物。总体而言，人类证据支持PBDs、较低肥胖程度和更有利炎症谱之间的关联，但整食PBDs独立于减重抑制NF-κB或NLRP3信号传导的直接证据仍有限。
3.6 氧化应激
氧化应激是肥胖相关代谢功能障碍的重要组成，当活性氧（ROS）产生超过内源性抗氧化能力时出现。慢性营养过剩、脂肪细胞肥大和脂质通量增加促进脂肪组织和其他胰岛素敏感器官的代谢应激，导致线粒体功能障碍、氧化磷酸化受损和ROS积累。内质网应激提供营养过剩与代谢功能障碍之间的额外联系。细胞对抗氧化应激的防御部分由核因子E2相关因子2（Nrf2）协调，该转录因子促进抗氧化和解毒酶表达。氧化应激还与硝化应激和羰基应激重叠。活性氮物质产生增加和过氧亚硝酸盐形成可损伤蛋白质、脂质和核酸。脂质过氧化和葡萄糖代谢期间产生的活性羰基物质促进晚期糖基化终产物（AGEs）形成，其与受体（RAGE）交互放大ROS产生和炎症信号传导。PBDs通过多种互补机制改善氧化还原平衡，包括更高抗氧化食物摄入、较低饱和脂肪暴露和餐后代谢变化。超重或肥胖成人的随机对照试验中，增加水果和蔬菜消费降低循环脂多糖结合蛋白。12周试验中，每周五天提供植物餐、两天自选餐，两组遵循相同热量限制，植物组体重减轻6.56 kg，常规热量限制组5.11 kg，组间无显著差异；植物组内胰岛素敏感性、估计内脏脂肪量和炎症标志物（IL-8和TNF-α）改善显著。随机交叉试验比较纯素豆腐餐与能量和宏量营养素匹配的常规餐，植物餐降低餐后氧化和二羰基应激，增加还原型谷胱甘肽浓度并降低甲基乙二醛。当前人类证据提示植物丰富饮食和PBDs可能降低氧化负担，尤其在餐后状态及伴随肥胖程度和胰岛素敏感性改善时。整食PBDs独立于减重改变细胞内ROS产生、Nrf2信号传导或AGE-RAGE活性的直接证据仍有限。
3.7 脂质代谢
肥胖以脂质处理紊乱为特征：低密度脂蛋白（LDL）胆固醇升高、甘油三酯升高以及脂质沉积于非储存组织。PBDs通过人类干预研究中表征的机制作用于每一方面，在肠道甾醇吸收、肝脏受体表达和细胞内脂质分配层面运作。
3.7.1 甾醇吸收与肝脏LDL受体上调
最明确的机制涉及肠肝胆固醇处理。燕麦、大麦、豆类和车前草中丰富的粘性纤维在肠腔内形成凝胶基质，增厚未搅拌水层并干扰胶束形成，捕获胆汁酸从而限制其在末端回肠的重吸收。重吸收减少降低肝细胞胆固醇和胆汁酸含量，触发肝脏LDL受体上调，清除含载脂蛋白B的脂蛋白包括LDL颗粒。该通路与药物性胆汁酸螯合剂利用的机制相同，解释了为何降胆固醇效应主要限于可溶性而非不溶性纤维。平行分支通过餐后血糖运作：较低葡萄糖波动减少胰岛素分泌，而胰岛素激活HMG-CoA还原酶（胆固醇生物合成的限速酶），胰岛素减少转化为内源性胆固醇合成减少。植物甾醇和甾烷醇在结构上类似胆固醇，通过竞争掺入混合胶束提供额外吸收阻断。32名原发性高胆固醇血症成人的随机安慰剂对照交叉试验中，六周补充1.8 g/天游离植物甾醇和甾烷醇使LDL胆固醇相对对照降低4.9%，总胆固醇降低2.8%，HDL胆固醇或甘油三酯无显著变化。
3.7.2 超越营养替代的食物基质效应
这些机制通过植物食物基质运作，而非仅通过避免饱和脂肪，等热量喂养研究在保持脂肪组成不变时证明了这一点。120名LDL胆固醇3.3至4.8 mmol/L成人的随机试验中，两种饮食在总脂肪、饱和脂肪、蛋白质、碳水化合物和胆固醇上匹配，在恒定体重下比较四周；掺入显著更多蔬菜、豆类和全谷物的组相对于常规低脂组额外降低总胆固醇0.22 mmol/L和LDL胆固醇0.18 mmol/L。作者得出结论，仅强调避免饱和脂肪和胆固醇的指南低估了通过积极纳入营养密集植物食物可实现的LDL降低潜力。
3.7.3 异位脂质沉积
肝脏和骨骼肌中的异位脂质沉积提供脂质分配紊乱与IR之间的重要联系。16周低脂纯素随机临床试验中，磁共振波谱证明肝细胞和肌细胞内脂质减少伴随胰岛素敏感性改善。这些发现支持细胞内脂质再分配作为潜在机制，但同时发生的能量摄入和体重减少排除了仅归因于膳食组成的可能。
3.8 能量消耗与产热
PBDs减重常仅归因于能量摄入减少，但人类干预数据显示餐后能量消耗同时增加。食物热效应占总能量消耗约10%，可通过间接测热法测量。
3.8.1 餐后能量消耗
最清晰的证据来自244名BMI 28至40 kg/m2成人的16周随机临床试验，参与者被分配至低脂纯素饮食（约75%能量来自碳水化合物、15%蛋白质、10%脂肪，包括蔬菜、谷物、豆类和水果，不含动物产品或添加脂肪）或无饮食改变。食物热效应通过标准化720 kcal液体早餐后三小时间接测热法测量。干预增加食物热效应，效应量组间差异14.1%（95% CI，6.5–20.4%；p < 0.001）。干预组体重减少6.4 kg，对照组0.5 kg，对应组间治疗效应?5.9 kg。设计包括未治疗对照组，解决了早期工作中对照遵循积极国家胆固醇教育计划饮食使纯素模式产热效应不确定的局限。
3.8.2 机制基础
产热反应似乎与上述脂质分配变化耦合而非独立。两组联合分析时，食物热效应变化与脂肪量变化负相关（r = ?0.30；p < 0.05），与预测胰岛素敏感性变化正相关（r = 0.36；p < 0.05）。然而，这些关联在干预组内单独不显著，因此不确立胰岛素敏感性或脂肪量改善直接介导餐后产热增加。人类喂养研究提供间接机制支持，短期高脂饮食暴露已被证明在实验条件下降低骨骼肌线粒体呼吸能力。宏量营养素组成也影响产热，蛋白质的饮食诱导产热约为摄入营养能量的20–30%，碳水化合物5–10%，脂肪0–3%。
3.8.3 棕色和米色脂肪组织
辣椒中非辛辣辣椒素类似物辣椒素酯增加全身能量消耗，其方式依赖于BAT状态，经18F-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描确认，六周辣椒素酯治疗使锁骨上BAT活性提高48.8%。富含儿茶素的绿茶提取物在人类中显示可重复的产热效应，咖啡因有协同贡献。然而，证据涉及以补充剂量递送的分离化合物而非习惯性植物性饮食；没有试验测试PBDs是否激活人类BAT，且大部分褐变文献源自啮齿动物和细胞培养模型。24周监督运动训练未发现年轻久坐成人BAT激活的证据。棕色和米色产热因此仍是生物学上合理但目前未经证实的PBDs能量消耗效应贡献者。
3.9 表观遗传调控
表观遗传机制主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控，允许基因表达响应营养刺激调整而不改变底层序列。在肥胖背景下，这些过程因两个不同原因而受关注：它们提供早期营养暴露编程终身肥胖风险的机制，以及代表成人期饮食干预作用的底物。
3.9.1 发育编程与母体营养
围受孕期营养留下持久表观遗传标记的最直接证明来自1944至1945年荷兰饥荒。子宫内暴露于饥荒的个体在六十年后发现其印迹胰岛素样生长因子2（IGF2）差异甲基化区域的DNA甲基化低于未暴露的同性别兄弟姐妹，该关联特异于围受孕期暴露。全基因组分析扩展了这些观察，产前营养不良相关差异甲基化区域优先出现在调控区域，映射至早期发育期间差异表达富集的基因，并延伸至生长和代谢相关通路；位于INSR和CPT1A的区域在体外显示增强子活性，差异甲基化与出生体重和血清LDL胆固醇相关。产前饥荒暴露与后期更高BMI、次优葡萄糖处理和升高总及LDL胆固醇相关。母体营养因此建立后代肥胖程度的表观遗传底物，将围受孕期饮食质量定位为跨代代谢健康的决定因素。
3.9.2 成人甲基化组的饮食修饰
表观遗传标记在成年期仍可修饰已由18个月DIRECT PLUS随机对照试验证明，该试验比较了健康饮食指南、地中海饮食和多酚丰富、低红肉和加工肉绿色地中海饮食。260名平均基线BMI 31.2 kg/m2的参与者中，绿色地中海干预与显著更多干预特异性差异甲基化区域（DMRs）相关，18个月后鉴定1573个DMRs。转录组分析同样鉴定该组1753个差异表达基因（DEGs）。叶酸和维生素B12（均参与一碳代谢）的变化被强调为观察到的表观遗传反应的潜在贡献者。两个地中海组之间的对比具有信息性：两者均消费核桃，主要在多酚负荷上不同，绿色组额外接受绿茶和Mankai（一种栽培水生植物，Wolffia globosa或浮萍，富含多酚和蛋白质），绿色地中海组显示最大表观遗传反应。多酚被认为部分通过抑制DNA甲基转移酶1（催化维持甲基化的酶）发挥作用。
3.9.3 表观遗传衰老
基于甲基化的生物学年龄估计提供进一步读数。CENTRAL试验比较低脂和地中海/低碳水化合物饮食，成功减重和改善MRI评估肝脏脂肪状态的参与者中甲基化年龄衰减显著更大。饮食模式水平的证据仍混合：NU-AGE研究一年地中海饮食依从性与Horvath时钟较低生物学年龄加速相关，而CENTRAL营养干预对240-CpG算法的表观遗传甲基化年龄无效应。系统综述得出结论，健康饮食模式似乎对DNA甲基化产生积极影响，同时指出需要更大随机试验确认。
3.10 肥胖的临床后果
上述细胞和分子紊乱随时间汇聚产生与肥胖相关的主要慢性疾病。IR、慢性低度炎症、异位脂质积累、氧化应激、脂肪因子信号失调和能量稳态受损形成连接过度肥胖与T2D、CVD、MASLD和特定肥胖相关癌症的相互关联机制网络。健康PBDs通过同时作用于若干这些上游通路影响这些结局，但人类证据的强度和直接性因临床终点而异。
3.10.1 癌症
过度肥胖是至少13种癌症类型的既定病因，包括食管腺癌、贲门癌、结肠直肠癌、肝癌、胆囊癌、胰腺癌、绝经后乳腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、肾癌和甲状腺癌，以及脑膜瘤和多发性骨髓瘤。共识小组得出结论，这些癌症有充分证据和生物学合理性将过度体脂作为病因。机制与本综述描述的重叠：高胰岛素血症和升高胰岛素样生长因子信号传导、慢性低度炎症、脂肪因子失衡，以及激素敏感部位的周围芳香化和雌激素暴露增加。结直肠癌方面，纳入超过120万参与者的前瞻性队列荟萃分析证明PBDs与癌症发病率显著负相关，当模式特别强调健康植物食物时关联更强。机制上部分反映肠道菌群调节和SCFAs（特别是丁酸盐）产生增加，抑制肿瘤细胞增殖、促进凋亡并减少系统性炎症和氧化DNA损伤。肝癌方面，大型前瞻性队列研究报告健康PBD指数每增加的风险降低。子宫内膜癌方面，更高整体和健康PBD依从性与最常研究癌症部位较低风险相关，而不健康PBDs与较高风险相关。
3.10.2 2型糖尿病
肥胖通过IR、异位脂质积累、慢性炎症和进行性β细胞功能障碍的联合效应增加T2D风险。内脏肥胖和过量脂肪酸通量损害骨骼肌和肝脏胰岛素作用，而脂毒性、氧化应激和炎症信号传导对胰腺β细胞施加增加代谢应激。PBDs通过若干汇聚通路而非单一降糖机制影响T2D风险。上述人类干预研究显示低脂或最低限度加工PBDs可改善HOMA-IR和其他胰岛素敏感性指标，减少内脏和异位脂质积累，并改善β细胞反应性，尤其在伴随体重和能量摄入减少时。长期糖尿病预防研究进一步证明，体重、饮食质量和体力活动的持续改善可显著减少从糖尿病前期向T2D的进展。
3.10.3 心血管疾病
肥胖通过内皮功能障碍、致动脉粥样硬化性血脂异常、慢性炎症、氧化应激、高血压和IR的组合促进CVD。一氧化氮生物利用度降低、炎症细胞因子信号传导、脂肪因子分泌改变和LDL氧化共同促进血管功能障碍和动脉粥样硬化。PBDs同时修饰若干这些通路。PBDs可通过粘性纤维、植物甾醇和有利膳食脂肪质量改善LDL胆固醇处理，而肥胖程度减少和胰岛素敏感性改善进一步降低炎症和氧化应激。PBDs还与较低循环血管炎症标志物相关。心血管获益可能反映脂质代谢、血管炎症、肥胖程度和代谢功能的联合修饰而非任何单一营养特异性效应。
3.10.4 代谢功能障碍相关脂肪性肝病
MASLD代表肥胖相关代谢功能障碍的肝脏表现，与IR、过量脂肪酸递送、肝脏de novo脂质合成（DNL）和异位脂质积累密切相关。PBDs主要通过体重减少和异位脂质沉积降低、胰岛素敏感性改善和膳食脂肪质量有利变化影响MASLD。上述16周低脂纯素试验中，肝细胞脂质含量大幅降低伴随IR改善，支持肝脏脂质耗竭作为代谢获益的合理介导因素。人类过度喂养研究也表明饱和脂肪比多不饱和脂肪更强促进肝脏脂肪积累，提示健康PBDs的脂肪质量特征独立于总能量摄入相关。
4. 讨论
4.1 主要发现
本综述综合了临床减重证据和高质量PBDs影响肥胖及其代谢后遗症的细胞和分子机制。PBDs不通过单一主导机制作用，而是同时修饰控制能量平衡、脂肪组织生物学、胰岛素作用、脂质代谢、炎症和肠道-宿主信号传导的若干交织通路。低能量密度和高纤维含量可在不必然增加感知饥饿的情况下减少自主能量摄入；内脏和异位脂质减少与胰岛素敏感性改善相关；植物碳水化合物发酵产生影响肠内分泌信号传导和底物代谢的微生物代谢产物。肝脏作为这些通路特别响应的靶点出现。16周低脂纯素试验中，肝细胞脂质下降34.4%，该变化与IR降低相关并伴随食物热效应14.1%升高，而内脏肥胖减少预计降低门静脉游离脂肪酸递送至肝脏。
4.2 人类证据的强度与局限性
人类证据强度在机制领域间差异显著。随机试验为低脂或最低限度加工PBD干预期间能量摄入、体重、IR、异位脂质积累和循环脂质减少提供相对一致支持。相比之下，整食PBDs修饰中枢食欲回路、激活棕色或米色脂肪组织或通过特定微生物组介导通路产生减重的直接证据仍有限。这些领域的大部分机制支持源自分离纤维、多酚或实验性施用微生物代谢产物，可确立生物学合理性但不等于完整饮食模式的证据。整食PBDs直接调节炎症、氧化还原和表观遗传通路的证据同样受限，许多研究依赖循环生物标志物或分离化合物而非组织水平终点。MASLD方面证据基础更窄：肝脏脂肪的磁共振波谱数据 largely 源自单一试验项目，没有PBD试验使用肝脏组织学或验证的非侵入性纤维化测量作为终点，且引用的含植物臂钳夹研究中纯素和杂食高蛋白饮食均未改善肝脏胰岛素敏感性，表明肝脏和外周胰岛素作用可能对膳食组成反应不同。
4.3 区分膳食组成与能量平衡
核心解释挑战在于PBD干预期间的代谢改善常伴随能量摄入和体重减少，难以分离膳食组成效应与负能量平衡继发效应。使用能量和体重匹配对照时，植物来源本身不始终决定代谢反应，提示食物质量和基质而非单纯排除动物食品起决定作用。该区分对肝脏特别重要：健康PBDs的两个组成特征可能部分独立于能量平衡作用，即饱和脂肪被不饱和脂肪替代（等热量过度喂养中减少肝脏脂肪沉积），以及较低添加糖和精制碳水化合物暴露（可能减少肝脏DNL底物可用性）。相反，富含精制谷物和含糖饮料的不健康PBDs可能尽管无动物食品仍维持生脂驱动。
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