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膳食纖維對功能性便秘症狀的(de)影響

2021-09-08
中國(guó)醫學科學院 北京協和(hé / huò)醫學院 北京協和(hé / huò)醫院消化内科 100730

功能性便秘(functional constipation,FC)是(shì)一(yī / yì /yí)種常見的(de)功能性腸病,以(yǐ)排便困難、排便次數減少或排便不(bù)盡感爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)表現,且不(bù)符合腸易激綜合征的(de)診斷标準,其他(tā)症狀還包括腹痛、腹脹等。目前認爲(wéi / wèi)FC的(de)發生與生活方式、飲食習慣、腸道(dào)動力、精神心理狀态等多種因素相關。FC的(de)藥物

治療以(yǐ)經驗性應用緩瀉劑爲(wéi / wèi)主,其他(tā)還包括促胃腸動力藥物、纖維素補充、益生菌、益生元等。增加膳食纖維攝入是(shì)慢性便秘的(de)基礎治療之(zhī)一(yī / yì /yí)[1]。有研究指出(chū),增加膳食纖維攝入可降低便秘發病率[2‑3],亦有研究不(bù)支持該結論[4‑5]。多數研究支持膳食纖維可以(yǐ)改善FC的(de)症狀,但部分研究發現膳食纖維對便秘的(de)某些症狀無效甚至會加重症狀。例如:Badiali等[6]的(de)研究顯示,麥麸有助于(yú)增加慢性便秘患者排便次數、加快結腸傳輸,但便秘的(de)其他(tā)伴随症狀的(de)頻度和(hé / huò)程

度均未得到(dào)顯著改善;Loening‑Baucke等[7]的(de)研究顯示,葡甘聚糖在(zài)改善排便次數和(hé / huò)腹痛方面有效,而(ér)在(zài)Chmielewska等[8]的(de)研究中,葡甘聚糖對于(yú)慢性便秘的(de)症狀及排便次數

并無改善作用,葡甘聚糖組的(de)腹痛甚至重于(yú)對照組。本講座就(jiù)膳食纖維對于(yú)FC症狀的(de)影響及相關機制做一(yī / yì /yí)總結,以(yǐ)期探究FC患者中更适合增加膳食纖維攝入的(de)人(rén)群。

一(yī / yì /yí)、膳食纖維概述

膳食纖維是(shì)指在(zài)人(rén)體小腸不(bù)能被消化吸收,而(ér)在(zài)大(dà)腸能部分或全部發酵的(de)可食用的(de)植物性成分、碳水化合物及其類似物的(de)總稱。膳食纖維根據在(zài)水中的(de)溶解能力分爲(wéi / wèi)可溶性膳食纖維(soluble dietary fiber,SDF)和(hé / huò)不(bù)溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber,IDF)。SDF包括樹膠、果膠、瓜爾膠、植物黏膠、歐車前、葡甘聚糖等;IDF包括纖維素、半纖維素、甲基纖維素、木質素以(yǐ)及合成纖維(多羧鈣)等,食物中的(de)小麥麸、玉米糠、芹菜、果皮和(hé / huò)根莖蔬菜是(shì)IDF的(de)主要(yào / yāo)來(lái)源。

根據纖維素在(zài)結腸内的(de)發酵程度,可分爲(wéi / wèi)部分發酵類纖維和(hé / huò)完全發酵類纖維,前者包括纖維素、半纖維素、木質素等,後者包括果膠、歐車前、瓜爾膠、菊粉、葡甘聚糖等。部分發酵類纖維多屬于(yú)IDF,完全發酵類纖維多屬于(yú)SDF。SDF和(hé / huò)IDF的(de)主要(yào / yāo)代謝部位不(bù)同,SDF主要(yào / yāo)在(zài)回腸和(hé / huò)升結腸由細菌發酵,而(ér)IDF則主要(yào / yāo)在(zài)遠端結腸發酵[9]。發酵産物爲(wéi / wèi)短鏈脂肪酸(short chain fatty acids,SCFA)和(hé / huò)一(yī / yì /yí)些氣體,前者主要(yào / yāo)包括乙酸、丙酸、丁酸,後者包括一(yī / yì /yí)氧化碳、氫氣、甲烷等[10]。

二、膳食纖維對于(yú)FC的(de)有利影響研究顯示,膳食纖維對FC的(de)多種症狀有改善作用:歐車前與多庫酯鈉比較,可以(yǐ)更明顯地(dì / de)改善患者糞便含水量、增加總的(de)便量、增加排便次數[11];菊粉與麥芽糖糊精複合物可以(yǐ)增加排便次數,減輕排便費力、肛門直腸阻塞感及排便不(bù)盡感[12];黑麥面包與低纖維面包相比,可以(yǐ)明顯增加患者的(de)排便次數、改善糞便性狀、減輕排便費力[13]。膳食纖維改善FC症狀的(de)機制主要(yào / yāo)包括以(yǐ)下幾方面:

(一(yī / yì /yí))膳食纖維的(de)物理特性對排便的(de)影響膳食纖維對于(yú)糞便性狀的(de)改善已在(zài)大(dà)量研究中得到(dào)肯

定,這(zhè)與其物理特性密切相關。膳食纖維具有保留水分的(de)特性,可以(yǐ)促進糞便膨脹并增加糞便黏滞性[14]。糞便性狀改善後可顯著增加結腸動力、縮短結腸傳輸時(shí)間[15],從而(ér)增加排便次數。不(bù)少研究證實服用膳食纖維可以(yǐ)使腸道(dào)傳輸時(shí)間縮短[16‑18],高膳食纖維飲食者的(de)腸道(dào)傳輸時(shí)間較高脂飲食者明顯縮短[19]。IDF吸水能力低于(yú)SDF,但IDF保留在(zài)腸腔中可以(yǐ)增加糞便體積,并刺激腸黏膜的(de)分泌和(hé / huò)腸壁運動[6],且腸道(dào)内容物的(de)物理性狀可以(yǐ)影響腸道(dào)動力,粗糙的(de)片狀物與精細的(de)顆粒狀物相比可以(yǐ)明顯縮短全消化道(dào)傳輸時(shí)間、口‑盲腸傳輸時(shí)間[20],因此IDF對腸道(dào)動力的(de)促進可能也(yě)與其未經消化且質地(dì / de)粗糙相關。

(二)膳食纖維的(de)代謝産物SCFA對腸道(dào)的(de)影響

1.促進腸道(dào)動力:SCFA具有促進腸道(dào)動力的(de)作用,有研究顯示糞便總SCFA含量與結腸傳輸時(shí)間呈負相關,與排便頻率呈正相關[21]。首先,SCFA可以(yǐ)增加腸腔内滲透壓,促進腸道(dào)蠕動。其次,SCFA可以(yǐ)影響腸道(dào)内分泌細胞的(de)分泌功能,例如分泌5‑羟色胺(5‑hydroxytryptamine,5‑HT)的(de)

腸嗜鉻細胞、分泌YY肽(peptide Y,PYY)和(hé / huò)胰高血糖素樣肽1(glucagon‑like peptide 1,GLP‑1)的(de)L細胞等。SCFA使腸腔内pH值降低、滲透壓升高,刺激腸嗜鉻細胞釋放5‑HT[22],5‑HT在(zài)腸神經系統的(de)信号傳導過程中有重要(yào / yāo)作用,可促進腸道(dào)運動、增加腸道(dào)黏膜分泌[23]。細胞實驗顯示丙酸鹽可以(yǐ)刺激人(rén)結腸細胞分泌PYY和(hé / huò)GLP‑1,臨床研究亦顯示服用丙酸鹽可以(yǐ)增加PYY和(hé / huò)GLP‑1的(de)分泌,導緻血漿PYY和(hé / huò)GLP‑1濃度上(shàng)升[24]。PYY可以(yǐ)刺激水和(hé / huò)電解質分

泌,從而(ér)改善糞便性狀、促進腸道(dào)動力。GLP‑1雖對胃和(hé / huò)小腸的(de)動力有抑制作用,但對于(yú)結腸動力有促進作用[25]。SCFA還可能對腸神經元産生影響,一(yī / yì /yí)項研究顯示丁酸鹽可以(yǐ)提高膽堿乙酰轉移酶表達陽性的(de)腸神經元的(de)比例,從而(ér)增加膽堿能介導的(de)結腸環形肌收縮[26]。除結腸外,動物試

驗顯示膳食纖維亦可增加回腸蠕動,主要(yào / yāo)與SCFA導緻的(de)酸性腸腔環境相關[27]。

2.保護腸道(dào)屏障:SCFA,尤其乙酸、丙酸、丁酸,是(shì)腸黏

膜上(shàng)皮細胞的(de)主要(yào / yāo)能量來(lái)源,提供正常結腸上(shàng)皮細胞所需能量的(de)60%~70%[26]。有研究顯示,丁酸鹽可以(yǐ)促進正常結腸上(shàng)皮細胞的(de)增殖,但卻可以(yǐ)抑制結腸癌細胞的(de)增殖,這(zhè)與癌細胞的(de)代謝途徑轉變有關,癌細胞由有氧代謝轉變爲(wéi / wèi)糖酵解,從而(ér)使丁酸鹽不(bù)能被代謝而(ér)累積在(zài)細胞中,抑制了(le/liǎo)組蛋白去乙酰化酶,故可抑制細胞生長[28]。腸道(dào)黏液層是(shì)腸道(dào)屏障的(de)重要(yào / yāo)組成部分,其中發揮關鍵生理作用的(de)成分爲(wéi / wèi)黏蛋白,黏液層對腸腔有潤滑作用,同時(shí)對機械損傷、化學

損傷和(hé / huò)有害微生物有防禦作用。洛哌丁胺誘導的(de)便秘大(dà)鼠模型中,結腸黏液層較對照組變薄、黏蛋白減少、黏液層更新變慢[27,29],而(ér)膳食纖維可以(yǐ)增加大(dà)鼠遠端結腸黏液層厚度、增加隐窩細胞中的(de)黏蛋白[27]。膳食纖維對黏蛋白合成的(de)促進作用可能與SCFA相關,SCFA濃度在(zài)一(yī / yì /yí)定範圍内可以(yǐ)促進黏蛋白合成,體外實驗中用丁酸鹽處理人(rén)結腸癌細胞系LS174T,丁酸鹽濃度爲(wéi / wèi)1mmol/L時(shí)可以(yǐ)促進黏蛋白2(mucin 2,MUC2)合成,但當濃度爲(wéi / wèi)5~15 mmol/L時(shí)MUC2

則回到(dào)基線水平,丙酸鹽濃度爲(wéi / wèi)5~15 mmol/L時(shí)亦可以(yǐ)促進MUC2合成[30]。SCFA是(shì)腸道(dào)菌群重要(yào / yāo)的(de)能量來(lái)源之(zhī)一(yī / yì /yí),如果缺乏膳食纖維,腸道(dào)菌群會将宿主分泌的(de)黏蛋白作爲(wéi / wèi)營

養來(lái)源,導緻結腸黏膜屏障的(de)破壞[31]。3.調節腸道(dào)菌群:腸道(dào)菌群在(zài)FC發病機制中的(de)作用逐

漸受到(dào)關注。Zhu等[32]研究發現,便秘患者膳食纖維攝入顯著少于(yú)對照組,且便秘患者存在(zài)腸道(dào)菌群多樣性減低、菌群組成改變,Prevotellaceae(普雷沃菌科,屬拟杆菌門)顯著

減少,其中以(yǐ)Prevotella(普 雷 沃 菌 屬)減 少 爲(wéi / wèi) 著 ,Lachnospiraceae(毛螺旋菌科,屬厚壁菌門)、Ruminococcaceae(疣微菌科,屬厚壁菌門)顯著增加,推測菌群失調可能與膳

食纖維攝入減少相關。Huang等[33]的(de)研究亦證實FC患者存在(zài)Prevotella減少,且應用合生元治療後Prevotella顯著增加、埃希菌屬和(hé / huò)志賀菌屬顯著減少。Mancabelli等[34]研究發現,FC患者糞便菌群中與産生丁酸鹽相關的(de)糞球菌屬和(hé / huò)羅氏菌屬明顯減少,應用宏基因組檢測發現,FC患者糞便菌群中與碳水化合物和(hé / huò)脂肪酸代謝相關的(de)菌群顯著少于(yú)健康對照,而(ér)這(zhè)些菌群與SCFA的(de)産生相關。Bifidobacterium(雙歧杆菌屬)和(hé / huò)Lactobacillus(乳杆菌屬)是(shì)目前益生菌制劑中

常采用的(de)菌種,Kim等[35]的(de)研究顯示FC患者腸道(dào)菌群中亦存在(zài)Bifidobacterium減少,但Lactobacillus與對照組相比無明顯差異。膳食纖維對于(yú)腸道(dào)菌群的(de)影響與SCFA密切相關,SCFA通過降低腸腔的(de)pH值直接或間接地(dì / de)改變腸道(dào)菌群,促進有益菌群生長并抑制有害菌群,在(zài)SCFA發酵最爲(wéi / wèi)旺盛的(de)近端結腸,腸腔pH值爲(wéi / wèi)5.5~6.5,可抑制革蘭陰性腸杆菌的(de)生長,包括沙門菌和(hé / huò)大(dà)腸杆菌等,而(ér)在(zài)遠端結腸腸腔pH值爲(wéi / wèi)6.5~7.0[14]。一(yī / yì /yí)項關于(yú)飲食對腸道(dào)菌群影響的(de)研究對

比了(le/liǎo)非洲農村兒童及歐洲兒童的(de)飲食,前者飲食以(yǐ)植物性食物爲(wéi / wèi)主,富含水果和(hé / huò)豆類纖維,脂肪和(hé / huò)動物蛋白含量低,後者飲食中動物脂肪含量高、水果和(hé / huò)豆類纖維含量低,在(zài)腸道(dào)菌群方面,前者的(de)菌群多樣性較後者更高,且前者菌群中含有豐富的(de)可産生纖維素酶和(hé / huò)木聚糖水解酶的(de)Prevotella菌

和(hé / huò)Xylanibacter菌,而(ér)後者菌群中完全缺乏這(zhè)些菌;前者糞便中SCFA含量更高,尤其是(shì)丙酸鹽和(hé / huò)丁酸鹽含量顯著高于(yú)後者[36]。長期的(de)飲食習慣會影響腸道(dào)中的(de)優勢菌群,高膳食纖維飲食者腸道(dào)中以(yǐ)厚壁菌門及變形菌門爲(wéi / wèi)主,高脂飲食者腸道(dào)中以(yǐ)放線菌門和(hé / huò)拟杆菌門爲(wéi / wèi)主[19]。飲食習慣的(de)短期調整即可影響腸道(dào)菌群,服用高脂飲食或高膳食纖維飲食5d可引起腸道(dào)菌群組成發生顯著變化,但在(zài)恢複原有飲食習慣後菌群即恢複基線水平[37]。在(zài)大(dà)鼠飲食中添加低聚果糖後,腸道(dào)内乳酸菌及雙歧杆菌數量增加[38],說(shuō)明部分膳食纖維還具有益生元作用。

三、膳食纖維對于(yú)FC的(de)不(bù)利影響

膳食纖維治療FC時(shí)的(de)一(yī / yì /yí)些副作用已引起研究者們的(de)注意,在(zài)應用IDF和(hé / huò)SDF的(de)研究中均有報道(dào)。研究顯示,服用麥麸制品可使受試者胃腸脹氣加重[39],與低纖維面包相比,黑麥面包更多引起腹痛、腹脹、胃腸脹氣、腸鳴[13]。SDF亦可能加重腹脹症狀,例如,在(zài)一(yī / yì /yí)項研究中菊粉服用組與對

照組相比腹脹出(chū)現的(de)頻率和(hé / huò)程度都明顯升高[40]。一(yī / yì /yí)篇Meta分析中指出(chū),膳食纖維引起的(de)副作用主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)胃腸脹氣和(hé / huò)腹脹[41],這(zhè)與膳食纖維經細菌發酵後産生大(dà)量氣體有關[42‑43],且FC患者的(de)腸道(dào)菌群中與産甲烷和(hé / huò)氫氣相關的(de)菌群顯著高于(yú)健康對照[34],在(zài)此基礎上(shàng)如果腸腔内産生更多氣體,則可導緻腹脹和(hé / huò)胃腸脹氣加重。但随着服用時(shí)間延長,膳食纖維的(de)副作用可能會逐漸減輕,推測可能與腸道(dào)菌群改變并重新達到(dào)腸腔内氣體的(de)穩态相關[13]。此外,膳食纖維可能因降低胰澱粉酶、脂肪酶活性而(ér)影響消化功能[44‑45],但長期補充膳食纖維後胰酶分泌會增加,可能爲(wéi / wèi)一(yī / yì /yí)種機體代償的(de)表現[46]。高膳食纖維飲食還被認爲(wéi / wèi)是(shì)結腸扭轉的(de)一(yī / yì /yí)個(gè)危險因素,這(zhè)與其導緻腸腔擴張從而(ér)對于(yú)腸道(dào)扭轉更爲(wéi / wèi)敏感有關[47]。

總之(zhī),增加膳食纖維攝入對于(yú)FC的(de)治療可以(yǐ)起到(dào)輔助作用,在(zài)改善糞便性狀、增加排便次數方面效果較明确,作用機制的(de)核心爲(wéi / wèi)膳食纖維吸收水分的(de)特性以(yǐ)及其分解産物SCFA的(de)相關生理作用。SCFA爲(wéi / wèi)膳食纖維經腸道(dào)菌群的(de)代謝産物,SDF比IDF酵解得更充分,因此SDF可能比IDF更

好地(dì / de)改善FC症狀,但還需更多臨床研究系統比較SDF和(hé / huò)IDF在(zài)腸道(dào)中的(de)作用。增加膳食纖維攝入的(de)主要(yào / yāo)副作用爲(wéi / wèi)腹脹、胃腸脹氣,主要(yào / yāo)與其酵解後産生氣體相關,伴明顯腹脹的(de)FC患者和(hé / huò)有結腸扭轉風險或病史的(de)患者應慎重增加膳食纖維攝入。利益沖突 所有作者均聲明不(bù)存在(zài)利益沖突