医疗百科：脂肪如何影响大脑健康？

膳食脂肪酸是细胞膜的结构组成部分，并参与促炎和抗炎作用，使其对生长、发育和维护人类健康至关重要。

在过去的几十年里，我们的饮食习惯发生了巨大的变化，膳食脂肪的质量和数量都发生了改变。我们的饮食从富含omega-3多不饱和脂肪酸变成缺乏omega-3多不饱和脂肪酸而富含饱和脂肪酸、反式脂肪酸和omega-6多不饱和脂肪酸。

这种变化使omega-6/omega-3的比例从1:1大幅增加到20:1。这被认为是代谢性疾病发生的重要因素，比如肥胖和2型糖尿病。越来越多的证据表明，膳食脂肪对人的行为和心理健康也有巨大的影响。

富含单不饱和脂肪酸和omega-3多不饱和脂肪酸的地中海式饮食与抗炎特性相关。膳食中长链的omega-3多不饱和脂肪酸，特别是二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。

在免疫反应中发挥作用。它们抑制与炎症有关的基因，并通过取代omega-6多不饱和脂肪酸和胆固醇来改变细胞膜的组成，从而影响细胞信号传递。

EPA、DHA、胆固醇和鞘脂类对神经发育和大脑功能至关重要。具有生物活性的鞘脂类，包括鞘氨醇、鞘磷脂、神经酰胺、神经酰胺-1-磷酸和鞘氨醇-1-磷酸等。

可能来源于小麦、大豆、鸡蛋和乳制品中的膳食鞘脂类，它们可以影响细胞迁移和细胞信号传导。另一种重要的脂肪酸是油酸，这是一种日常营养中常见的单不饱和脂肪酸，与减少腹部脂肪和中心性肥胖有关，并已被证明可以改善人类炎症性疾病。

另一方面，富含饱和脂肪酸、反式脂肪酸和omega-6多不饱和脂肪酸的饮食具有促炎特性，它可以模拟脂多糖（LPS）的作用，从而可能影响肠道健康。LPS诱导的促炎过程可以降低肠道紧密连接蛋白的表达水平以及使黏液层变薄，从而促进肠道屏障的改变。

膳食脂肪在从神经发育到衰老和神经退行性病变过程中也十分重要。膳食脂肪酸可以穿过血脑屏障，进而改变神经细胞膜的组成，这会导致细胞膜流动性、信号转导途径和突触传递的变化，从而直接影响大脑功能。

此外，膳食脂肪也可以通过作为细菌代谢过程的底物或者通过其对某些细菌（比如拟杆菌属、梭菌属和罗斯氏菌属细菌）的毒性抑制细菌生长，从而改变肠道菌群的组成。

肠道菌群可以影响大脑功能，因为它们产生和调节肠道中的许多神经化学、免疫和代谢因子，最终影响神经系统。因此，膳食脂肪也可以通过参与某些病理过程，间接影响人类的身心健康。

今天，我们来详细看看膳食脂肪是如何影响我们的大脑健康的？

1、膳食脂肪直接影响大脑功能

脂质参与神经发育、神经细胞的分化和迁移，因此对神经系统的正常功能具有重要意义。脂质存在于大脑的所有神经元细胞膜中，对突触发生非常重要。在哺乳动物身体的所有组织中，神经系统的脂肪含量和复杂性最大，其中最主要的是鞘脂类。

鞘脂类是神经组织的基本组成部分，来源于细胞膜脂质，鞘磷脂是其中的一个亚类。它们对神经发育和保护大脑功能完整性至关重要。

在大脑中发现的最丰富的鞘脂类包括神经酰胺、脑苷脂和神经节苷脂。鞘脂类有助于神经元细胞膜的组织，因此，其通路的紊乱与神经元可塑性的改变有关。中性鞘磷脂酶在海马体中高度存在，负责将鞘磷脂转化为神经酰胺，导致突触后功能的改变。

虽然大多数鞘脂类来源于大脑中的内源性合成，但饮食摄入也会影响鞘脂类及其代谢物。大多数食物都含有适量的鞘脂类，但鸡、肝、鱼、牛奶和鸡蛋等食物中都含有特别高水平的鞘脂类。膳食鞘脂类在发育早期阶段非常重要，大量摄入这些膳食来源对大脑健康有积极影响。

大脑的胆固醇含量是人体内最高的，大多数位于轴突髓鞘层，这对维持大脑正常生理功能至关重要。

然而，也有一小群中枢神经系统细胞，即少突胶质细胞和星形胶质细胞，能够在大脑中合成胆固醇，多余的胆固醇可以被表达CYP46A1酶的神经元细胞氧化成氧固醇24S-羟基胆固醇后从大脑中清除。与胆固醇相比，氧固醇可以穿过血脑屏障，因为它们含有一个羟基，减少了与磷脂的疏水相互作用，并可以通过质膜更好地扩散。

在阿尔茨海默病患者中发现24S-羟基胆固醇循环水平降低，这是由于神经元细胞中CYP46A1酶表达降低引起的。因此，CYP46A1的表达对维持大脑胆固醇稳态至关重要，并且可能是治疗阿尔茨海默病等神经退行性疾病的一个很有前途的治疗靶点。

氧固醇也存在于血浆中，其中27-羟基胆固醇最为丰富。线粒体CYP27A1酶主要在肝脏中表达，它催化胆固醇转化为27-羟基胆固醇，从而能够进出大脑。

近年来，人们也提出了27-羟基胆固醇影响胆固醇代谢，从而诱导阿尔茨海默病相关的病理变化的新见解。例如，给兔子富含胆固醇的饮食会使其血清胆固醇升高，海马区27-羟基胆固醇增加，并表现出类似阿尔茨海默病的病理特征，比如小胶质细胞激活、脑萎缩和认知缺陷。

胆固醇分解产物27-羟基胆固醇也会影响雌激素受体信号，从而导致雌激素相关神经保护的丧失，因此，膳食胆固醇可能会引起神经退行性病变。

大脑中27-羟基胆固醇水平的增加会改变神经元之间的胆固醇转运，并可能增加胆固醇在大脑中的积累，这会增加27-羟基胆固醇对大脑胆固醇稳态的有害影响。

长链多不饱和脂肪酸，比如EPA和DHA，在大脑中高度富集。大脑功能、结构和代谢的许多方面都依赖于足够的EPA和DHA水平以及omega-3和omega-6多不饱和脂肪酸的相互作用及其在大脑中的代谢物。

DHA及其生物活性代谢物在神经发生中发挥重要作用，具有抗凋亡和抗伤害性作用，影响黑质纹状体活性和突触可塑性。此外，EPA和DHA能够降低血压和炎症过程。

研究已经发现神经系统疾病和习惯性DHA低摄入量之间存在联系，各种神经退行性疾病的动物模型也显示了膳食DHA的积极影响。荟萃分析也表明，补充EPA和DHA对自闭症、多动症和情绪障碍具有积极作用。

2、膳食脂肪通过影响肠道炎症和肠道通透性来影响大脑健康

小肠是一个重要的消化器官，在膳食脂肪的吸收和分解中发挥作用。特别是，膳食成分、肠上皮细胞、肠道内分泌反应和胆汁分泌之间的相互作用有助于膳食成分和其它营养物质的吸收和分解。

小肠屏障提供了对饮食抗原、细菌、外部毒素和其它可能的有害物质的保护。这种屏障具有多种功能，并且包含多种保护机制，比如不断更新的上皮层、黏液层、肠道菌群和紧密连接，以维持肠道健康。

膳食脂肪影响肠道炎症

胃肠道免疫系统不断地暴露在巨大的环境压力下，不断地面临着来自食物或肠道菌群的各种抗原。肠道CD4+辅助性T细胞高度参与黏膜免疫，可分为Th1、Th2和Th17，后者在胃肠道中最为丰富。

调节性T细胞（Treg）是CD4+T细胞的一个亚群，能够控制辅助性T细胞启动的促炎反应。

此外，它们高度参与促进和保持黏膜对食物或自身抗原的耐受性。肠道菌群在保持黏膜稳态中非常重要，不同细菌物种的存在决定了CD4+T细胞的促炎或抗炎状态。

如果不能抑制促炎免疫反应，肠道炎症的增加可能会促进免疫介导的炎症性疾病的发生，比如炎症性肠病。

此外，高脂饮食与炎症性肠病患病率和严重程度的增加有关，高脂饮食的小鼠会表现出与炎症性肠病相似的肠道菌群失调和细胞因子谱。在炎症性肠病患者中普遍存在肠道菌群失调，高脂饮食引起的肠道菌群失调会增加肠道炎症性疾病的风险。

高脂饮食的炎症反应是穿过肠道屏障的LPS增加的结果，它迅速被乳糜微粒吸收并分布到循环系统中。LPS是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，由核心多糖、免疫原性的脂质A和O抗原组成。

脂质A由支链饱和脂肪酸组成，是肠上皮细胞和免疫细胞中促炎症的TLR4-CD14系统识别的基本成分。高水平的总脂肪、omega-6多不饱和脂肪酸和动物蛋白会增加产LPS的革兰氏阴性菌的数量。

反过来，血清LPS会增加肠上皮细胞膜上TLR-4和CD14的表达，导致促炎症通路的激活以及随后肠道通透性的增加。膳食饱和脂肪酸也可能激活TLR4，使抗炎症的巨噬细胞分化为促炎症的，从而引发炎症和代谢紊乱。

膳食中摄入某些鞘脂类可以减少炎症并保持对免疫稳态和肠道功能重要的形态学特征，因此可能有利于肠道健康。

鞘脂类是胃肠道细胞膜的重要组成部分，它们与肠道共生细菌竞争上皮结合位点，并在介导先天免疫和即时免疫时帮助抵御病原体。肠道鞘脂类代谢物的失衡会增强炎症反应。

研究发现，DSS诱导小鼠结肠炎会表现出神经酰胺、鞘磷脂、神经酰胺-1-磷酸和鞘氨醇-1-磷酸水平升高，而神经节苷脂和脑苷脂的水平降低。

相应地，克罗恩病患者中鞘磷脂和神经酰胺的丰度增加。因此，神经节苷脂减少和高浓度鞘磷脂和神经酰胺可能促进肠道炎症性疾病的发生。因此，有人提出补充神经节苷脂可以作为一种对肠道炎症有益的饮食治疗方法。

膳食脂肪影响肠道通透性

肠道屏障的完整性受到肠道炎症的高度影响，炎症性肠病患者的肠道通透性增加。

此外，膳食脂肪可以通过改变肠道紧密连接的分布和表达，直接或间接调节肠道通透性。小鼠研究表明，富含胆固醇、饱和脂肪和猪油的饮食会降低紧密连接蛋白的表达，导致肠道通透性增加。

肠道菌群组成的变化可能在导致肠道屏障功能受损的潜在机制中发挥作用。过量的脂肪摄入会增加革兰氏阴性细菌的丰度，而拟杆菌属和双歧杆菌属等有益的细菌物种则降低了。

革兰氏阴性细菌会增加LPS和空腹血糖水平，导致代谢性内毒素血症，而双歧杆菌与肠道LPS水平降低有关，可改善小鼠黏膜屏障功能。

此外，高脂饮食也会降低小鼠体内产短链脂肪酸的细菌的丰度，比如瘤胃球菌科、理研菌科、阿克曼氏菌属和拟杆菌属细菌。短链脂肪酸通过保护肠道屏障功能，增加肠道紧密连接蛋白的表达水平，从而降低肠道通透性，对保护肠道屏障功能具有重要作用。

因此，高脂饮食诱导的肠道菌群组成的改变可以增加肠道LPS水平，降低紧密连接蛋白的表达水平，损害黏膜屏障功能，增加肠道通透性。

肥胖者的肠道屏障功能也是受损的，表现为空肠上皮紧密连接蛋白水平降低。在酒精性肝病小鼠模型中，补充omega-6多不饱和脂肪酸会降低紧密连接蛋白的表达水平。

另一方面，膳食中的omega-3多不饱和脂肪酸对肠道完整性具有更有益的影响，它们通过增强小鼠上皮屏障功能来降低临床结肠炎和结肠免疫病理的严重程度。

此外，在小鼠中，补充鱼油可以改善高脂饮食诱导的肠上皮屏障功能障碍。这种作用不仅通过改善抗菌防御和黏液屏障，还通过增加紧密连接蛋白的表达水平。因此，omega-3多不饱和脂肪酸能够逆转高脂饮食诱导的小鼠肠道屏障的改变。