食品界

Introduction

慢性病指不构成传染、具有长期积累形成疾病形态损害的疾病的总称，如糖尿病、心血管疾病、癌症、呼吸系统疾病等；其特征通常是疾病进展缓慢，不会在人与人之间传播。近年来，慢性病的患病率不断上升，慢性病导致的死亡人数占全球的60%以上。中国近3亿人（65岁以下占50%）患有慢性病，并长期面临慢性病高发病率的挑战，因此慢性病的防治已纳入《“健康中国2030年”规划纲要》。此外，美国和欧洲国家的慢性病患病率似乎更高，美国有60%的人患有慢性病，瑞典有56.3%的人患有多种慢性病。慢性病的发生和发展与遗传、环境、不良行为和生活方式等诸多因素有关。目前，慢性病大多采用化学药物治疗，造成经济负担，且具有毒副作用。多项研究表明膳食天然活性物与降低慢性病风险有关，其中，膳食多酚干预被认为是预防慢性病的相对安全且有效的措施。

膳食多酚是具有多酚结构的植物次生代谢产物，具有抗氧化、抗炎、抗癌、神经保护等多种生物活性，广泛分布于蔬菜、水果、谷物、茶、红酒及其衍生食品和饮料中。据调查，每100 g新鲜水果或蔬菜中含有200～300 mg膳食多酚，成人膳食中多酚的总摄入量约为（1193±510）mg/d。近年来，膳食多酚作为营养食品和功能食品的功能性食品成分发挥着潜在的作用。然而，大多数摄入的膳食多酚难以在小肠被吸收，它们在大肠进一步代谢为低分子量的酚类代谢产物，再发挥生理作用。此外，不同来源或原料部位的膳食多酚的组成和含量也有很大差异。多项研究总结了多酚制备、多酚和生物活性、多酚-蛋白质相互作用、多酚-蛋白相互作用和多酚-肠道微生物群相互作用方面的研究进展。然而，植物源膳食多酚来源和成分的系统性综述尚未报道。此外，多项研究表明高摄入量膳食多酚有助于预防慢性疾病。其中，糖尿病、肥胖、高血压、高尿酸血症是常见的具有高患病率或发病率的慢性疾病。膳食多酚在慢性疾病防治的应用一直受到人们的关注，并成为研究热点。清华大学深圳国际研究生院邢新会教授团队系统综述了这一领域相关研究，总结了膳食多酚在慢性病防治中的研究现状。

本论文中，作者系统总结了膳食多酚的分类、来源及成分（图1），综述了膳食多酚防治慢性病（包括糖尿病、肥胖、高血压、高尿酸血症）的作用及机制（图2，3），讨论了膳食多酚研究的科学问题和未来方向（图4）。尽管膳食多酚的生理作用在体外和体内已被广泛证实，但其在临床慢性病防治中的有益作用仍然存在争议，需要更多的临床研究来提供膳食多酚防治慢性病的明确证据。总体而言，本文综述了膳食多酚防治慢性病的最新研究现状，为膳食多酚的研究及其在食品和医药中的应用提供理论支撑。

图1 膳食多酚分类及代表性化合物

膳食多酚与II型糖尿病

最近，体外和体内研究积累的证据表明，饮食中的多酚类物质在辅助预防和治疗糖尿病方面发挥着重要作用。例如，黄酮类化合物和富含黄酮类化合物的食物（如咖啡、大豆、茶、可可、蜂胶）已被普遍研究为潜在的降糖药物，功能为抑制消化酶、保护胰岛β细胞、激活胰岛素信号、缓解氧化应激和炎症、调节肠道微生物群等。与黄酮类O-糖苷相比，黄酮甙（如槲皮素、木犀草素、山柰酚、杨梅素、柚皮素、黄豆苷原）和黄酮类C-糖苷（如牡荆素、异牡荆素、獐牙菜素）表现出积极的抗糖尿病潜力。生物利用度和肠道菌群的调节可能是这些黄酮类化合物因化学结构不同而具有不同程度抗糖尿病活性的部分原因。同样，广泛报道了酚酸（如咖啡酸、阿魏酸、绿原酸、肉桂酸、对香豆酸）在T2D动物模型中通过减少碳水化合物的肠道吸收、促进胰岛素分泌、保护β细胞功能、增强胰岛素敏感性等方式显示出抗糖尿病活性。此外，来自不同水果、蔬菜或坚果的降血糖活性成分（如槲皮素、白藜芦醇、姜黄素、花青素、辣椒素、小檗碱）被证明对T2D患者有作用。较高的膳食多酚摄入往往能有效降低糖尿病风险。总的来说，膳食多酚在多目标和多途径方面表现出降血糖作用，如抑制消化酶、保护和改善胰岛β细胞功能、减轻氧化应激、平衡胰岛素的分泌和合成、抑制DPP-IV、调节葡萄糖运输、改善肠道菌群等（图2）。食物中酚类化合物的浓度、生物可及性、吸收、代谢和生物利用度是关键因素，应明确阐明这些因素，以最大限度地发挥其对糖尿病管理的抗糖尿病作用。

图2 膳食多酚的抗糖尿病机制

调节高尿酸血症的膳食多酚类物质

膳食多酚控制高尿酸血症的主要机制已被广泛接受为以下几点（图3）：1）抑制肝脏中的尿酸合成。首先，减少外源性嘌呤的过量摄入，是阻断尿酸合成过程的必要条件。其次，通过抑制嘌呤代谢中的关键酶，如黄嘌呤氧化酶（XOD）、腺苷脱氨酶（ADA）、嘌呤核苷磷酸化酶（PNP），减少内源性嘌呤的产生；2）促进肾脏和肠道的尿酸分泌。肾脏尿酸分泌紊乱是由高尿酸血症的其他主要因素造成的，因为90%的高尿酸血症患者发现尿酸分泌不足。肾脏和肠道是分泌尿酸的主要器官，分别有70%和30%的尿酸排出。尿酸的重吸收和分泌主要发生在肾脏，肾小管中的尿酸盐转运体发挥着重要作用。饮食中的多酚类物质通过改善尿酸盐转运体的表达来调节尿酸的分泌平衡，其中尿酸盐转运体1（URAT1）、葡萄糖转运体9（GLUT9）和有机阴离子转运体（OAT4、OAT10）的表达下降、同时增加ATP结合盒蛋白G超家族成员2（ABCG2）、有机阳离子转运体1（OCT1）、多药耐药相关蛋白4（MRP4）、钠依赖性磷酸盐转运体（NPT1，NPT4）和有机阴离子转运体（OAT1，OAT3）的表达。同样，也有报道称ABCG2对尿酸在肠道的分泌至关重要；然而，尿酸在胃肠道消除的潜在机制仍不清楚。综上所述，我们确信膳食多酚在抑制尿酸的合成和分泌方面发挥了重要作用。

图3 膳食多酚降尿酸作用机制

图4 膳食多酚的未来研究方向

第一作者

李伟，男，华南农业大学博士，清华大学深圳国际研究生院博士后，主要从事天然产物功能活性因子分离分析、健康效应及机制研究。参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家林业局、广东省科技项目及企业横向课题等项目。以第一作者发表学术论文16篇（SCI/ EI 7篇），申请发明专利6项（授权2项），企业标准2项（现行有效），登记广东省科技成果1项。

通信作者

邢新会，男，清华大学教授、博士生导师、清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程研究院主持工作副院长。长期从事生物化工，生物育种技术与装备及其应用，高通量筛选技术，健康工程，酶工程，多糖生物医药创制，天然活性肽等方面的研究。已在国际、国内学术刊物发表论文300余篇，合作著书8本，译著教材2部，英文专著1部，获得发明专利100余件，其中5件国际专利，牵头制定了5项生物育种国家标准。近年获得的科研奖励及荣誉：第45届日内瓦国际发明展金奖及泰国泰国国家研究委员会（National Research Council of Thailand）“国际优秀发明奖”(2017)；日本东京大学工学院会士（Fellow，School of Engineering, The University of Tokyo）(2018)；全国归侨侨眷先进个人(2018)；国际生物过程学会（IBA）会士奖（Fellow Award）及东京工业大学会士（Fellow）（2019）；中国轻工业联合会技术发明一等奖（2019）；中国生物发酵产业协会“协同创新精英奖”（2020年）；创新肇庆”科学技术奖特等奖（2021）。