《JSFA reports》:Anti-hypercholesterolemic effects of barley and its role in the management of metabolic disorders: A comprehensive review
编辑推荐:
饮食和生活方式实践已在很大程度上损害了人类健康,这些实践受到现代化和工业化的影响。由摄入高脂及油炸食品和久坐生活方式引起的高胆固醇血症(hypercholesterolemia)是心血管疾病(CVD)的主要可改变风险因素,且通常与肥胖、糖尿病(DM)和其他代谢
饮食和生活方式实践已在很大程度上损害了人类健康,这些实践受到现代化和工业化的影响。由摄入高脂及油炸食品和久坐生活方式引起的高胆固醇血症(hypercholesterolemia)是心血管疾病(CVD)的主要可改变风险因素,且通常与肥胖、糖尿病(DM)和其他代谢紊乱共存。本综述评估了大麦的抗高胆固醇血症及其他代谢效应,特别关注β-葡聚糖(β-glucan)。研究人员从PubMed、Scopus、Google Scholar和ScienceDirect等在线数据库检索了2015年1月至2025年12月发表的文献。实验和临床研究证据表明,食用大麦可降低总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)和甘油三酯(TG)水平,同时有助于血糖控制、肠道功能和体重管理。这些效应主要归因于大麦β-葡聚糖,其可增加肠道黏度、减少胆固醇和脂肪吸收、促进胆汁酸排泄,并经结肠发酵产生短链脂肪酸(SCFAs),从而影响肝脏胆固醇代谢。其他大麦成分,包括酚类化合物、植物甾醇、生育酚和生育三烯酚,可能进一步发挥抗氧化和脂质调节活性。总体而言,大麦及大麦来源的β-葡聚糖显示出作为功能性食品成分管理高胆固醇血症及相关代谢紊乱的潜力。将其纳入均衡饮食可能为改善心血管代谢健康提供一种实用的基于食物的策略。
INTRODUCTION
心血管疾病(CVD)是全球范围内导致死亡的主要原因,与久坐生活方式和不良饮食模式密切相关,进而引发脂质代谢紊乱和高胆固醇血症。尽管他汀类药物可降低血清胆固醇,但其不良反应促使人们探索植物来源的替代策略。大麦作为一种重要的单子叶作物,富含β-葡聚糖、植物甾醇、生育三烯酚和酚类化合物等生物活性成分,具有多种心脏代谢调节潜力。本综述整合2015年至2025年的研究,重点评估全大麦、大麦β-葡聚糖及相关生物活性物质的抗高胆固醇血症效应,并探讨其作用机制及对相关代谢紊乱的影响。
METHODS
本综述通过系统检索PubMed、Scopus、Google Scholar和ScienceDirect数据库,收集2015年1月至2025年12月发表的相关研究。纳入标准涵盖人体临床试验、动物实验和体外研究,涉及全谷物大麦、大麦粉、大麦麸、大麦来源食品、分离β-葡聚糖或其他特征明确的大麦生物活性化合物。主要结局指标为总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-cholesterol)和甘油三酯(TG)的变化,次要结局包括血糖、胰岛素敏感性、体重、血压(BP)及肠道菌群等指标。最终纳入120篇文献,并进行主题定性分析。
LITERATURE REVIEW ON HYPERCHOLESTEROLEMIA
胆固醇是细胞膜完整性和类固醇激素合成所必需,但过高的LDL-cholesterol会促进动脉粥样硬化性心血管疾病。高胆固醇血症通常定义为血清总胆固醇水平超过正常范围,并与不良生活方式和遗传因素相关。
Prevalence of hypercholesterolemia
全球高胆固醇血症患病率较高。世界卫生组织(WHO)曾报告2008年全球患病率为39%,近期估计成人患病率约为11.9%。不同地区和种族间存在差异,家族性高胆固醇血症(FH)在特定人群中更为常见。
LDL cholesterol and CVDs
低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)已被视为高脂血症的主要风险指标和干预靶点。维持健康生活方式是心血管疾病预防的基础,富含膳食纤维和营养密集食物的饮食模式有助于改善LDL水平。
Pathophysiology of cholesterol
肝脏和肠道的脂质代谢对于膳食脂肪转化为富含甘油三酯(TG)的脂蛋白至关重要。胆固醇的过度积累会促进动脉粥样硬化、心肌梗死和卒中风险,其氧化过程进一步加剧动脉粥样硬化病变。
Dietary treatments and the fate of barley
饮食调整、规律体力活动和戒烟是血脂异常管理的核心措施。大麦来源的可溶性纤维,尤其是β-葡聚糖,可作为降低胆固醇的有效膳食成分。
HEALTH BENEFITS OF FUNCTIONAL COMPOUNDS IN BARLEY
大麦含有β-葡聚糖、抗性淀粉、生育酚、生育三烯酚、植物甾醇和酚类化合物等多种功能成分,其中β-葡聚糖对胆固醇代谢、血糖调节和肠道功能的影响最为显著。
Cholesterol-lowering effects and mechanisms of barley β-glucan
临床和实验证据表明,大麦及大麦来源的β-葡聚糖可降低总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)。其作用主要归因于增加肠道黏度、减少胆固醇吸收、促进胆汁酸排泄,以及经结肠发酵产生短链脂肪酸(SCFAs)调节肝脏胆固醇代谢。β-葡聚糖的降胆固醇效果受剂量、分子量、溶解度、黏度和食物加工方式等因素影响。人体随机对照试验显示,每日摄入约3克或更高剂量的黏性β-葡聚糖可显著降低LDL-cholesterol,但不同研究间存在异质性。
Mechanism
β-葡聚糖可改变小肠腔内环境,增加传输时间和未搅拌水层厚度,从而减少胆固醇吸收。其降胆固醇作用还涉及增加胆汁酸排泄,并上调胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)表达,促进胆汁酸合成。此外,β-葡聚糖可被结肠菌群发酵产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸(SCFAs),通过影响胆固醇合成相关酶活性(如HMG-CoA还原酶)下调胆固醇合成。
Blood sugar-lowering effect
大麦β-葡聚糖可通过增加肠道黏度、延缓碳水化合物消化吸收来降低餐后血糖和胰岛素反应。大麦的升糖指数(GI)较其他谷物低,高β-葡聚糖大麦产品在2型糖尿病患者中可显著降低餐后血糖和胰岛素水平。然而,长期血糖控制指标如糖化血红蛋白(HbA1c)的证据仍有限。
Improving intestinal function
大麦β-葡聚糖作为一种可发酵膳食纤维,可作为益生元促进肠道有益菌(如乳杆菌和双歧杆菌)生长。肠道菌群发酵β-葡聚糖产生的短链脂肪酸(SCFAs)有助于维持肠上皮能量代谢、肠道屏障功能和肠内分泌信号传导,从而改善代谢调节。
Regulating BP
大麦中的皂草苷(saponarin)等黄酮类化合物有助于调节血压,并改善血流和消化。大麦还富含钾(K)、钙(Ca)和γ-氨基丁酸,可帮助降低血钠水平,发挥降压作用。
Anti-obesity
大麦中的多酚类化合物(如咖啡酸、阿魏酸、香草酸和对香豆酸)、多肽、γ-氨基丁酸、β-葡聚糖、抗性淀粉和赖氨酸等成分具有抗肥胖效应。实验研究显示,大麦提取物可抑制3T3-L1前脂肪细胞分化,减少脂肪细胞特异性葡萄糖摄取,并激活脂肪分解,从而降低体重增加和食物效率比(FER)。然而,人体临床证据仍不充分。
Antioxidant activity
大麦含有酚类化合物、类黄酮、生育酚和生育三烯酚等抗氧化成分,可通过直接清除自由基和调节内源性抗氧化防御机制减少活性氧(ROS)积累。这些抗氧化作用有助于预防高血压和糖尿病等慢性疾病。
Anti-tumor
体内外研究已证明大麦具有抗肿瘤效应,可减少体内肿瘤相关因子。
Clinical evidence supporting the metabolic benefits of barley
现有临床证据最强有力地支持大麦β-葡聚糖降低总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)的作用。随机对照试验显示,大麦食品或β-葡聚糖强化产品可改善脂质谱。对于血糖调节,高β-葡聚糖大麦产品可改善餐后血糖和胰岛素反应,但长期疗效仍需验证。抗肥胖、抗炎、抗氧化和抗癌效应主要来自动物和体外研究,尚需人体临床试验确证。
PREBIOTIC EFFECT
发芽大麦食品富含谷氨酰胺和半纤维素等蛋白质及膳食纤维,可作为益生元产品,通过调节肠道菌群分布来发挥对溃疡性结肠炎的治疗益处。
ADVERSE EFFECTS
大麦中的谷蛋白可能引起腹部不适、呕吐、恶心、腹胀和过敏反应,并可能损伤肠黏膜。此外,大麦摄入与呼吸系统疾病(尤其是哮喘)相关,其所含植酸可与铁、钙、锌等矿物质结合,降低其吸收。
Critical comparison of evidence from clinical and experimental studies
人体干预研究提供了最具临床相关性的证据,特别是关于降低胆固醇的证据。使用分离或高浓度β-葡聚糖制剂的研究通常比全大麦产品显示更一致的降胆固醇效果,可能与β-葡聚糖的可及性、分子量、黏度和剂量有关。实验研究为机制提供支持,但不能直接作为疗效证据。研究间差异还受食物加工方式和大麦配方影响。
Inconsistencies and controversies in current evidence
尽管众多研究支持大麦β-葡聚糖的有益作用,但结果并非完全一致。β-葡聚糖的分子量、溶解度和黏度显著影响其降胆固醇能力。最佳剂量仍未确定,且纯化补充剂与全大麦产品的效应可能不同。血糖控制和抗肥胖效应的证据仍存在争议,且肠道菌群调节的个体差异较大。
Limitations and critical appraisal of the available evidence
现有证据受研究设计、干预材料、β-葡聚糖特性和人群差异的异质性限制。不同研究使用的剂量和形式差异较大,难以建立精确的剂量-反应关系。此外,观察到的效应可能源于大麦中多种生物活性成分的协同作用,而非仅由β-葡聚糖引起。本综述未进行正式的质量评估或风险偏倚评价,因此证据综合的可靠性有限。
FUTURE PERSPECTIVE
未来研究应聚焦于设计和优化大麦基功能性食品,提高β-葡聚糖的功能性和生物利用度。应用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC–MS/MS)、代谢组学和分子对接等先进分析技术,有助于明确具体活性化合物。同时需开展大规模、标准化、长期的人体临床试验,并探索个性化营养策略,评估β-葡聚糖与其他生物活性成分的协同效应。
CONCLUSION
高胆固醇血症是全球重大挑战。大麦,特别是其β-葡聚糖组分,作为功能性食品成分在改善脂质谱和支持心血管代谢健康方面具有潜力。其作用机制涉及增加肠道黏度、减少胆固醇吸收、促进胆汁酸排泄、微生物产生短链脂肪酸(SCFAs)及调节肝脏脂质代谢。当前人体临床证据最强有力地支持大麦β-葡聚糖降低总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-cholesterol)的作用。其他益处如抗肥胖、抗氧化和肠道菌群调节等仍有待大规模临床试验验证。未来研究应优先采用标准化大麦干预和长期随访,以确立其在代谢疾病预防中的治疗作用。