共轭亚油酸的生物学功能.doc

共轭亚油酸的生物学功能1. 科技创新基金项目2. 联系人，教授，北京春甫应用技术开发中心，（010）68911144曹建湘 丁绍民2（100089，北京市理化分析测试中心）共轭亚油酸（CLA）是一种非常令人感兴趣的类脂功能性因子，作为营养添加剂，美国、加拿大等国已开始大量用于农业和食品工业。越来越多的研究结果表明，CLA具有抑制肿瘤、调节脂质代谢、抑制脂肪沉积、促进生长发育等多种生理功能，CLA正成为药物、食品、饲料等研究领域的一个热点。自1999年起全世界每年都要举行一次“共轭亚油酸学术交流会”，据Pariza博士（2003）收集资料统计1，目前有关CLA的研究论文达400余篇。我国对CLA的研究已分别列入十五重大科技专项和科技创新基金项目，商业化共轭亚油酸制品正在逐步推向市场。为了弄清共轭亚油酸的作用和应用前景，本文仅对近年来共轭亚油酸的生物学功能研究进展作一扼要评述。1 对癌症的抑制作用对癌症的抑制作用是CLA最引人注目的功能，也是最早被发现的功能。1978年M.W.Pariza及其同事在研究牛肉烧烤过程中诱变剂的形成时发现，生的和烧烤的牛肉组织中均含有抑制突（诱）变的成分，具有抗癌变特性2。Ha等人（1987）经纯化鉴定确认这些抑制诱变的成分为4种CLA异构体3。这一发现引发了人们把CLA作为抗癌物质进行研究的兴趣。Ip等人（1991，1994）进行了如下实验，用含CLA的食物（在基本饮食中分别添加0.5%、1.0%、1.5%的CLA）喂养出生37天的老鼠，两周后，再给老鼠喂食致癌剂DMBA（7，12-二甲基苯并蒽），结果老鼠癌症的发病率分别下降了17%、42%和50%，乳腺肿瘤的数目分别减少了32%、56%和60%。当老鼠用低剂量（5mg）的DMBA处理后，再用含0.05-0.5%CLA的食物长期喂养，结果发现乳腺肿瘤发病率的下降与CLA的添加量相关4，5。用MNU（甲基亚硝基脲）代替DMBA作为致癌剂也能得出相同的结论，这说明CLA对肿瘤的生长具有抑制作用。除乳腺癌外，CLA对皮肤癌、前胃癌、结肠癌等癌症均有抑制作用。Belury等人（1996）发现，在皮肤上涂上CLA也能抑制由DMBA-12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯诱导的老鼠表皮癌，这种结果与从食物中补充1.0%或1.5%的CLA所产生的抑制肿瘤效果类似。Schultz等人（1992）发现，生理浓度的CLA就能抑制人类恶性黑素瘤、结肠和直肠的癌细胞系的生长。Ip等人的研究结果表明，防止老鼠发生癌变的日粮CLA的最低浓度为0.1%；在0.1%-1.0%之间，CLA的抗癌作用随CLA的含量增加而逐渐增强，日粮中CLA的含量超过1%后，其抗癌作用不再提高。Hubbard等人（2000）研究结果也显示，处于此浓度范围的日粮CLA使老鼠肿瘤的潜伏期延长，转移减少。另据报道，以含n-3不饱和脂肪酸为主的鱼油对肿瘤形成亦具有抑制作用。然而，这种抑制作用只有在膳食中鱼油含量超过10%时才能产生，而CLA只需膳食中含量达到0.1%时就对由低剂量DMBA诱导的乳腺癌有显著的抑制作用。Ip等人还发现，1%含量的CLA对肿瘤的抑制能力不受饮食中的脂肪含量或类型的影响。Clement（1997）考察了游离的CLA和CLA的甘油三酯中对MNU 诱导的乳腺癌起始阶段和促生长阶段的影响作用，结果发现酯化CLA与游离CLA的抗癌效果相同，对乳腺癌的起始阶段和促生长阶段都有明显的抑制作用。这说明CLA的存在形式对其抑制肿瘤生长的作用效果没有影响。Ip等人（1999）年还专门研究了富含CLA的天然黄油对乳腺癌的作用效果，结果显示天然黄油与合成CLA的效果相近，使乳腺肿瘤减少了53%。这表明合成CLA与以9c,11t-异构体为主的反刍动物乳脂具有相同的抗癌效果。表1列出了天然黄油与合成CLA的异构体含量比较。表1 天然黄油与合成CLA的异构体含量比较CLA总量（占总脂肪）9c,11t-CLA10t,12c-CLA10c,12c-CLA其它-CLA天然黄油0.47%88%合成CLA(碱异构化法)( 70%)41.2%(含t,11c-CLA)44.1%9.4%3.1%研究还发现，CLA不仅能抑制黑素瘤、白血病、间皮瘤和成胶质细胞瘤以及前列腺、卵巢癌细胞系的生长（Visonneau，1996），也能抑制两种人类肝细胞癌细胞系的生长（Yoon，1997），还能抑制一种能产生肺转移瘤的原发性犬前列腺细胞系的生长（Cornell，1997）。到目前为止，已有好几个假设来解释CLA对癌症的抑制作用机理，这些假设包括：抑制核苷酸和蛋白质的合成、降低细胞增生活性、抗氧化机理、抑制DNA-加合物的形成等。尽管这些机理还相当模糊，但CLA对癌症的抑制作用是不可否认的。2 对脂质代谢及动脉硬化的影响在采食致动脉硬化日粮的实验动物中进行的研究结果显示，日粮中添加CLA能够降低血浆低密度脂蛋白，抑制实验动物动脉硬化的发生。Lee（1994）用添加0.5g/天 (相当于0.5%)CLA的含0.1%胆固醇的日粮喂养兔子22周，发现兔子血清中低密度脂蛋白-胆固醇的浓度及血清中甘油三酯的浓度下降，从而减轻了动脉硬化病变的程度。Nicolosi（1997）等人用含0.12%胆固醇的食物喂养仓鼠，同样发现日粮中添加CLA可以降低血清中胆固醇及甘油三酯的浓度。Gavino等人（2000）报道，用添加CLA的含10%氢化椰子油和0.05%胆固醇的食物喂养仓鼠，在2-6个星期的喂养过程中,添加CLA的日粮可显著降低仓鼠血浆中甘油三酯和总胆固醇的浓度，但对高密度脂蛋白-胆固醇的浓度影响较少。Stangl等人（2000）也报道，采食添加3%CLA的日粮使老鼠肝脏胆固醇浓度下降41%，血清低密度胆固醇也显著减少。CLA对脂质代谢的作用机理目前处于研究之中。Moya-Camarena等人（1999）认为，CLA通过结合和活化过氧化物酶体增生因子激活的受体（PPAR）来调节代谢。Yang等（2000）研究结果表明，CLA抑制酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶的活性，这种酶可能与胆固醇的吸收有关。3 对免疫系统的影响CLA参与免疫系统调节。Chew等人（1997）发现，在猪淋巴细胞培养介质中加入CLA，可以强化促有丝分裂剂诱导的淋巴细胞的胚细胞样转变、淋巴细胞毒力和巨噬细胞的杀伤力。Sugano（1998）和Yamasaki等人（2000）的研究结果显示，在动物实验中日粮CLA以剂量依赖的方式促进脾脏和血清免疫球蛋白IgG、IgM和IgA的增加。当CLA含量低于0.50%时，在生物体内可以增强脾淋巴细胞产生免疫因子，但对血清中免疫因子的含量没有影响。Cook（1993）和Miller（1994）等人发现，CLA可降低禽、大鼠和小鼠经免疫刺激后的骨骼肌的异化，同时又不使免疫应答效应减弱。Hayek等人（1999）的研究结果显示，1%的CLA能使青年老鼠脾脏细胞的增生速度加快。上述结果说明，CLA可以提高机体的免疫能力，这对于机体的抗病应急和生长发育具有非常重要的意义。一般地，在免疫系统遭受刺激之后机体所产生的组织分解（异化作用）会从诸如生长等重要生理过程中分走能量。研究结果显示，CLA对免疫系统和炎症反应的效果类似于鱼油，可能有相似的作用机理。但是，在注入内毒素的老鼠中CLA比鱼油更好地防止厌食和抑制生长等副作用。4 促进生长发育CLA对动物的生长发育具有促进效果。Chin等人(1994)研究了食粮CLA对大鼠在孕期和哺乳期生长发育的影响。结果表明：当母鼠在妊娠期间与哺乳期间饲喂CLA，则幼鼠的重量较重，而幼鼠断乳后继续饲喂CLA，其增重明显高于不继续饲喂CLA者。此外，CLA对于由内毒素所产生的生长障碍，也具有抑制的效果，鸡与大白鼠注射大肠杆菌产生脂多糖所造成的体重减轻，可由饲料中添加CLA加以抑制；CLA亦可防止兔子注射内毒素造成的体重降低及食欲缺乏。以上结果表明，CLA对生长发育有促进作用。当免疫系统遭受象细菌内毒素等外界因素的攻击时，CLA参与能量分配并可促进机体生长。由于在奶中发现有CLA，因此有人推测，CLA可能是以前未被认识的人体必需营养素之一。 5 对脂肪沉积的抑制作用越来越多的研究结果表明，CLA能够抑制脂肪沉积，提高瘦肉率。加拿大的研究者发现，猪日粮中添加2%的CLA能够减少饲料消耗，饲料转化率提高10%，屠体瘦肉率增加1.4%，皮下脂肪明显减少。Frank Dunshea的实验结果（2001年）也显示，在肥育猪日粮中添加1%CLA，猪脂肪沉积减少20%，背膘厚度下降24%，瘦肉率增加9%。Ostrowaka等人（1999）发现，日粮CLA含量在0%-1%之间变化时，猪的脂肪沉积呈线性下降，最多达31%，日粮CLA含量为0.5%时瘦肉沉积增加最多，达25%。Szymczy等人(2001)在8-42日龄阶段小鸡日粮中添加0.5-1.5%CLA，与对照组相比，发现采食量、腹脂率显著降低，腿肌率显著增加。Simon等人（2000）给肉鸡饲喂1.8%CLA的日粮，发现肉鸡的肝脏和胸部脂肪含量显著下降，蛋白质含量增加，大腿肌肉含量增加。上述结果显示，CLA可抑制脂肪沉积，提高瘦肉率，具有重新分配营养物质的作用，可以说是一种最新发现调节能量代谢的营养剂。猪生长激素、-兴奋剂虽能增加瘦肉率，但其残留对人类健康造成潜在危害，许多国家禁止使用。因此，CLA有望成为最有效的促肌肉生长的替代品。CLA对身体脂肪的降低可归结于与减少脂肪沉积和增加脂肪细胞中脂肪酸的氧化分解。Brodie等人（1999）的研究表明，CLA至少以两种不同的方式抑制脂肪细胞的形成。在细胞增生阶段，用CLA处理能抑制细胞数目，并减少5-溴-2-尿苷的结合和随后的分化；在分化诱导期（细胞达到融合）后用CLA处理3T3-L1细胞不影响细胞数目但抑制细胞分化。CLA对3T3-L1细胞分化的抑制作用是与剂量相关的。但Azain等人（2000）认为，饮食中的CLA通过减小脂肪组织中脂肪细胞的体积来达到减肥效果的，而不是体外实验中所表现的抑制3T3-L1前脂肪细胞增殖或减少脂肪数目的结果。6 对骨骼的影响Li 等人（1998）的研究结果表明，食物中添加CLA可以增加骨骼的灰分（矿物质），增强骨胶元中软骨细胞的合成，并且可以加快骨骼的合成速率。此外，骨骼中CLA的含量高于它组织，而花生四烯酸的含量稍有下降。Watkins等人（2000）发现，在胫骨及大腿骨细胞培养介质中加入CLA，可明显降低PGE2的合成，并且正向调节胰岛素类生长因子以促进骨骼形成。Doyle（1998）认为，CLA对骨骼的影响主要与其能够调节细胞素的生成有关。7 对人体健康的影响Basu等人（2000）考察了CLA诱导人体脂质过氧化反应。结果显示，尿中8-异-PGF2的含量和血浆中8-异-PGF2的含量显著增加，这预示CLA对生物体内的脂质过氧化反应有直接作用。Vessby(1999)和Blankson等人（2000） 的研究结果表明，正常体重的人每天补充4.2gCLA,12周后身体脂肪含量只下降了1.2%(P0.0001)；而以超重或肥胖人为实验对象，与对照组比较，CLA显著降低实验对象的身体脂肪重量，但各实验组在无脂体重、体重指数和血液脂质含量等方面没有显著差别。美国威斯康辛大学 Pariza博士领导的研究小组曾对八十名超重肥胖病人进行了为期六个月的研究。研究人员将试验者分成两组，一组每天服用3克CLA，另一组只服用不含任何成分的安慰剂，两组配合锻炼。结果发现，几乎所有的人体重都减轻。但CLA组不但体重减轻，肌肉却得到增长，而安慰剂组则不然。服用CLA的测试人群增长的肌肉比例差不多是服用安慰剂人群的两倍。挪威的研究亦得出类似结果。这些实验表明，CLA可以阻止新的脂肪依附到细胞上，促进氮在肌体中的积累（氮是蛋白质的重要成分），有望成为控制体重的关键物质。到目前为止，人们已进行了大量的动物实验来验证CLA的生理功能。结果表明，CLA具有抑制肿瘤、促进生长发育、调节脂质代谢、减少脂肪沉积、促进骨骼生长和增强免疫等功能。不过，这些对CLA生理功能的理解主要基于动物实验和细胞培养，而对人体的有益作用尚需要更多的研究和实验验证。参考文献1 Michael W Pariza, Refernces on Conjudated Linoleic Acid (CLA), / fri/clarefs.htm#20032 Pariza, M. W., S. H.Ashoor, F. S.Chu, and D. B. Lund, Effects of temperature and time on mutagen formation in pan-fried hamburger, Cancer Lett.,7:63-69(1979)3 Ha Y. L. ,Grimm N. K., Pariza M. W., Anticarcinogens from Fried Ground Beef: Altered Derivatives of Linoleic AcidJ, Carcingenesis,1987,8:1881-18874 Ip, C. ,S .F .Chin, J. A. Scimeca, and M. W.Pariza, Immune modulation by altered nutrient metabolism: nu