综述:超越能量储存:食物脂质作为代谢、炎症与器官功能的调节因子

《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》:Beyond energy storage: food lipids as modulators of metabolism, inflammation, and organ function

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月20日 来源:TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY 17.4

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   •膳食脂质类别具有不同的营养和生物学功能•食物基质结构决定脂质的消化和生物可及性•加工重塑食物脂质,改变其生物学特性•特定的脂质物种调控代谢、炎症和器官功能•脂质组学正在重塑超越总脂肪和脂肪酸谱的营养科学引言膳食脂质传统上被认为是能量来源和生物膜的结构组分,营养学研究长期以来

  
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    膳食脂质类别具有不同的营养和生物学功能
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    食物基质结构决定脂质的消化和生物可及性
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    加工重塑食物脂质,改变其生物学特性
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    特定的脂质物种调控代谢、炎症和器官功能
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    脂质组学正在重塑超越总脂肪和脂肪酸谱的营养科学

引言

膳食脂质传统上被认为是能量来源和生物膜的结构组分,营养学研究长期以来聚焦于总脂肪摄入以及根据脂肪酸对心血管健康的影响进行的常规分类。最近,分子营养学的进展将注意力转向了特定脂质物种的结构多样性和生物活性,强调膳食脂质的生理效应不仅取决于脂肪的数量,还取决于脂质组成、食物基质和代谢命运(Smilowitz等人,2013)。分析化学和高分辨率质谱技术的近期进步重塑了这一视角,揭示了食物脂质异常的结构复杂性和功能多样性。除热量贡献外,脂质如今被认定为参与广泛生理过程的动态生物活性化合物,包括膜组织(Lingwood & Simons, 2010)、细胞内信号传导(Wymann & Schneiter, 2008)、免疫调节(Gilroy & David Bishop-Bailey, 2019)、肠道稳态(Li等人,2026)和神经发育(Okai-Mensah等人,2025)。
食物脂质组是一个高度复杂的系统,由多种在极性、链长、不饱和度、立体化学和头部基团组成方面各不相同的分子物种组成(图1)。除三酰甘油(TAGs)等主要中性脂质外,食物还含有少量但具有生物学相关性的脂质类别,包括磷脂(PL)、鞘脂(SL)、糖脂(GL)、甾醇、氧化脂质和信号脂质介质。由于潜在的生物活性特性,次要脂质分数越来越受到科学界的关注。特别是与膜相关的极性脂质,如磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)和鞘磷脂(SM),已成为膜组织、细胞信号传导、免疫反应和肠道生理的重要调节因子(Fappani等人,2026)。它们的生物学效应往往与其浓度不成比例,并受其分子结构、超分子组织及其与周围食物基质的相互作用强烈影响(Martínez-Ramírez等人,2013;Z. Ye等人,2021)。
重要的是,食物脂质的生物学活性可深受技术加工、消化和微生物代谢的影响。发酵、热处理、酶解和水解以及储存等过程可诱导广泛的脂质重塑,产生新的脂质分子物种并改变现有化合物的生物利用度和功能性。例如,发酵食品代表了高度动态的生物化学系统,在其中微生物代谢可通过脂肪水解、磷脂重塑和鞘脂代谢重塑中性脂质和极性脂质分数(Manis等人,2025)。
与此同时,高分辨率质谱(HRMS)结合先进的色谱分离技术,现在可以同时检测和注释数百至数千种在链长、不饱和度、头部基团组成和结构组织方面各不相同的脂质物种(Quehenberger & Dennis, 2011)。特别是串联质谱(MS/MS)碎裂方法已成为区分脂质亚类、鉴定脂肪酸酰基组成和改善结构注释置信度的关键手段,尤其是在复杂食物基质和加工诱导的脂质重塑研究中(Damiani等人,2023)。
尽管食物脂质组学已取得相当大的进展,但目前的综述主要聚焦于单独的脂质类别、脂肪酸组成或脂质代谢的特定方面。相比之下,将脂质化学多样性与加工诱导的重塑、食物基质组织、消化、组织特异性生物学功能以及新兴的精准营养概念联系起来的动态相互作用所受到的关注较少。因此,与其将食物脂质视为静态的能量来源或孤立的营养素,本综述采用了一种整合框架,将脂质化学、技术加工、基质依赖性生物可及性、器官特异性功能和个体代谢反应视为脂质功能相互关联的决定因素。通过整合食物化学、脂质组学、营养学和代谢学的证据,本综述旨在提供膳食脂质作为动态分子系统的全面视角,其生物学效应远超其热量贡献,最终由结构组织和代谢相互作用决定。据此,本综述的结构旨在逐步将脂质化学多样性与加工诱导的重塑、基质依赖性生物可及性、器官特异性生物学功能以及新兴的精准营养范式联系起来。

各章节摘要

中性脂质

中性脂质代表大多数食物中占主导地位的脂质分数,也是植物和动物组织中能量储存的主要形式。将脂肪酸、脂肪醇和甾醇储存为中性脂质是一种高效的代谢策略,使生物体能够保存疏水分子以供后续用于必需生理过程,包括膜生物合成、表皮屏障完整性维持、胆汁酸产生、脂蛋白

食品加工作为脂质重塑的驱动力

食品加工深刻影响脂质组成,并可能对中性脂质和极性脂质分数产生实质性改变。热处理、氧化、酶解、发酵和储存条件可诱导脂质降解、异构化、水解和膜重塑,最终影响食物质量和生物学活性。主要加工技术、受影响的脂质类别、产生的分子改变及其对……的含义

食物基质、消化与脂质生物可及性

膳食脂质的生理效应不仅取决于其分子组成,还取决于食物基质结构。食物基质通过其三维组织和食物组分间的相互作用,调节脂质的消化性、生物可及性,最终决定其生物学效应。脂质滴大小、乳液结构、膜组成以及与蛋白质、碳水化合物和矿物质的相互作用可能显著影响脂质消化动力学、胶束

从膳食脂质到内源性脂质池:吸收、转运与代谢重塑

膳食脂质的生物学效应不能直接从其食物中的分子组成推断,因为大多数脂质物种在到达外周组织之前会经历广泛的消化、吸收、转运和代谢重塑。如上所述,食物基质结构强烈影响脂质对消化酶的可及性,因此决定了可用于肠道摄取脂质衍生物产物的性质和数量。一旦释放,三酰甘油

食物脂质的器官特异性生物学功能

除作为能量底物外,膳食脂质发挥广泛的生物学功能,这些功能高度依赖于其分子结构、生物利用度和代谢命运。经过消化、吸收和代谢重塑后,膳食脂质暴露可通过复杂的代谢和信号通路影响组织特异性生物过程。因此,食物脂质的生物学效应远超热量摄入,并影响……的功能

精准营养

将食物脂质组学与人脂质组学和代谢组学相结合,提供了一个从基于人群的膳食建议转向更个体化策略的潜在框架。餐后对相同膳食的反应已观察到显著的个体间差异,特别是循环甘油三酯水平,表明膳食脂质暴露的代谢后果不能仅从食物组成来预测(S. E. Berry等人,2020)。随着……

结论与未来展望

膳食脂质包含一组极其多样化的分子,远超其作为能量来源的传统角色。分析技术尤其是脂质组学的进步揭示了食物脂质广泛的结构复杂性,并突出了脂质类别、分子组成和超分子组织之间的差异如何显著影响其生物学特性。如本综述中所述,膳食脂质在食物间的分布不均……

未引用的参考文献

Casula等人,2024;Lien,出版年不详;Manis等人,2025;Ménard等人,2010。

作者贡献

Cristina Manis:构思、方法论、验证、可视化、撰写——初稿、撰写——审阅与编辑
Mattia Casula:撰写——初稿、撰写——审阅与编辑
Pierluigi Caboni:指导、可视化、撰写——初稿、撰写——审阅与编辑

利益冲突声明

作者声明,他们没有已知可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究通过欧盟——下一代欧盟基金由意大利大学与研究部在PNRR-M4C2-I1.3项目PE_00000019"HEAL ITALIA"的资助下得以实现,致谢Cristina Manis和Pierluigi Caboni。
Cristina Manis|Mattia Casula|Pierluigi Caboni
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