全 文 ：·776· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月
获得植物的染色体并进行遗传。而获得了不同染色体成分就可
能导致同种内生真菌的异质性[z⋯。
2．3我国植物内生真菌次生代谢产物的研究：我国学者对
植物内生真菌化学成分的研究也取得了一些进展，但是由于
样品量较少或者其他原因，对所分离化合物的活性报道较
少。因此，对植物内生真菌及其次生代谢产物活性筛选方面
的工作还需要进一步加强。
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植物甾醇及甾烷醇的生理代谢调节功能及其机制研究进展
章 宇，吴晓琴，张英‘
(浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州 310029)
摘要：低密度脂蛋白胆固醇(LDL—C)已成为动脉硬化症的最主要危害因子之一。摄食富含植物甾醇或甾烷醇的
食物可能对LDL—C的形成有抑制作用。植物甾醇及甾烷醇可以增加ABC一转运蛋白的表达，因此能够有效地降低
胆固醇的吸收；可以降低脂溶性类胡萝卜素的血清脂质浓度，但对维生素A和D无明显影响。尽管植物甾醇及甾
收稿日期：2004—07—30
作者简介：章宇(1980一)，男，浙江大学生物系统工程与食品科学学院2003级食品科学博士研究生，研究方向为天然药物中活性成分
的化学研究。Tel：(0571)86971388Fax：(0571)86049803E—mail”一zhang@zju．edu．cn
*通讯作者Tel：(0571)86971388
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第5期2005年5月·777·
烷醇的吸收率(0．02％～3．5％)明显低于胆固醇(350A～70％)，但是这些微量的吸收可能也会对人体其他生理功
能产生影响。植物甾醇及甾烷醇能够有效地降低血清LDL—C的浓度以及动脉硬化发生的风险性，但对其他癌症、
细胞膜的性质以及免疫系统的影响还需更进一步的机制研究。
关键词：甾醇；甾烷醇；生理代谢调节；低密度脂蛋白胆固醇
中图分类号：R285．6 文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2005)05—0776—04
Advancesinstudiesonphysiologicalmetabolicregulatingeffects
andmechanismsofsterolandstanolfromplants
ZHANGYu，WUXiao—qin，ZHANGYing
(CollegeofBiosystemEngineeringandFoodScience，ZhejiangUniversity，Hangzhou310029，China)
Keywords：sterol；stanol；physiologicalmetabolicregulation；low—densitylipoproteincholesterol
现代医学研究表明，低密度脂蛋白胆固醇(LDL—C)已成
为动脉硬化症的最主要危害因子之一，合理改变饮食结构中
脂肪酸的摄入形式可以有效地降低LDL—C的浓度。近年来
营养学家在讨论人体推荐膳食结构时指出，通过摄食富含植
物甾醇或甾烷醇的食物可能对LDL—C的形成有抑制作用。
植物甾醇存在于植物油、种子、坚果和松科树木中，它是
稳定植物细胞膜的必需成分，这与胆固醇在动物体内的作用
相类似。目前已经鉴定出40多种植物甾醇，其中以p谷甾
醇、豆甾醇和菜油甾醇最为丰富，它们有同胆固醇一样的环
结构，区别仅在于相应的侧链。例如，24位碳上的侧链区分
不同的甾醇，菜油甾醇为甲基取代，谷甾醇为乙基取代；而
22位碳上的双键是豆甾醇所特有的。植物中还有一类含量
较少的甾醇即甾烷醇，存在于油料籽和木浆替代品中，其结
构与胆固醇和植物甾醇不同，环上碳一碳双键被氢化成为完
全饱和的环结构，通过氢化植物甾醇可以得到植物甾烷醇。
这样豆甾醇上ja位双键饱和成为豆甾烷醇，同样，a一谷甾醇
双键饱和而成为谷甾烷醇[1]。植物甾醇因其良好的心血管药
理活性近年来备受关注。本文结合植物甾醇的代谢机制，主
要讨论植物甾醇及甾烷醇的吸收代谢、对LDL—C水平的调
节以及对动脉硬化危害因子的抑制作用，并对植物甾醇及甾
烷醇在人体其他代谢过程中的生理活性作一综述。
1植物甾醇及甾烷醇的吸收
植物甾醇在人体肠道中的吸收率很低(o．4％～3．5％)，
植物甾烷醇的吸收率更低，仅为0．02％～3％。相比较而言，
胆固醇的吸收率在35％～70％。植物甾醇的吸收在性别上
存在差异，雌性大鼠对植物甾醇的吸收率要明显高于雄性大
鼠；另外在同样条件下，植物甾烷醇的吸收率要低于植物甾
醇。Delaney等口3将水溶性植物甾醇(主要含p-谷甾醇和菜油
甾醇)进行微乳化处理，以未经微乳化的植物甾醇和植物甾
醇酯的混合物为对照，结果发现，SD大鼠对微乳化后的植物
甾醇的吸收率要明显高于对照组。植物甾醇及甾烷醇吸收率
低的原因很可能是由于植物甾醇及甾烷醇未经酯化而使得
它们与乙酰辅酶A乙酰转移酶(ACAT，一种催化固醇类物
质酯化的酶)的亲和力较低。由此看来，植物甾醇及甾烷醇以
酯的形式更容易被吸收。由于食物中植物甾醇的含量要高于
植物甾烷醇，因此从血清浓度也可以看出，植物甾醇在血清
中的浓度比甾烷醇高出10～30倍[3]。
有报道分析植物甾醇及甾烷醇的吸收程度和速率取决
于分子结构中侧链的长度以及饱和程度，另外ABCG5和
ABCG8基因的突变性和多态性可以影响二者的肠道吸收。
如ABCG5或ABCG8基因的突变可引起谷甾醇血症，因为
这些非常染色体的隐性异常可导致植物甾醇及甾烷醇在体
内的积累，进而使人体在年轻时就患上严重的动脉硬化
症[4]。此外，抑制素的使用可导致血浆胆固醇浓度的升高，其
原因究竟是因为植物甾醇吸收量的增加还是胆固醇清除率
的降低目前尚不清楚。对于高胆固醇血症的病人来说，在摄
食富含植物甾醇或甾烷醇的人造黄油时可能需要适当使用
低剂量的抑制素，证明抑制素与植物甾醇／甾烷醇的降胆固
醇作用是协同的。Ikeda等[5]研究发现，大鼠摄食经植物甾醇
强化后的食物可造成其肾上腺、肠内上皮细胞以及卵巢等主
要部位植物甾醇含量的积累。类似的研究发现，兔摄食经植
物甾醇强化后的食物在其大动脉、肌肉组织、皮下组织以及
脂肪组织中可检测出痕量的菜油甾醇和谷甾醇。值得注意的
是，植物甾烷醇不像植物甾醇那样，它在大鼠上述组织中的
堆积可以忽略[6]。
2植物甾醇及甾烷醇对心血管系统代谢的影响
2．1 对胆固醇肠道吸收的影响：关于植物甾醇及甾烷醇的
降胆固醇作用的机制解释较为复杂：植物甾醇或甾烷醇从混
合分子团中取代胆固醇，因为它们比胆固醇分子更具有憎水
性，该取代反应导致胆固醇分子团浓度的降低，从而降低了
胆固醇的吸收；此外，固醇类物质的酯化主要是在ACAT的
催化下完成的，植物甾醇及甾烷醇可以降低肠道细胞胆固醇
的酯化速率，从而使胆固醇以乳糜微滴的形式排出体外[7]。
Plat等随3发现植物甾醇对胆固醇吸收的影响从摄食开
始可持续数小时，其实验结果表明，每天摄食经植物甾烷醇
酯强化的人造黄油的受试人群，其血清胆固醇水平呈下降趋
势；而每天需分3次以上摄食同样剂量的经植物甾烷醇酯强
化的人造黄油有类似的降血清胆固醇水平的效果。其中一种
可能的解释是因为植物甾烷醇在肠道内会停留一段时问，另
一种解释是因为植物甾烷醇会进入肠道细胞从而影响肠道
内的脂蛋白代谢。在这个方面，Plat和Mensink通过对人结
肠腺癌细胞株(Caco一2)的研究发现植物甾烷醇在肠道细胞
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内能增量调节ABC一转运蛋白的表达，从而通过肠道细胞进
入内腔使胆固醇的排泄量增加。但是，通过对ABCAl小鼠
的实验却表明，在同样实验条件下胆固醇吸收量增加，但可
能由于遗传学背景的差异，并非所有的ABCAl小鼠实验时
都会观察到胆固醇吸收量增加的结果。
2．2对脂质及脂蛋白代谢的影响：植物甾醇及甾烷醇降低
胆固醇的吸收可引发胆固醇合成的比例增加，以及LDL受
体mRNA和蛋白表达的增加，这将增加LDL的清除率。
Clifton等[93的研究表明，每日摄食2～2．5g植物甾醇或甾
烷醇可降低胆固醇的吸收、增加LDL受体的表达和提高内
源性胆固醇的合成比率，从而使对LDL—C的吸收率降低
14％，而总血清胆固醇水平的降低可由LDL的降低得到合
理的诠释。植物甾醇及甾烷醇对甘油三酯或高密度脂蛋白胆
固醇(HDL—c)水平几乎没有影响。但是对于糖尿病患者而
言，二者能够提高HDL—C水平，从而对动脉硬化起到积极的
作用，这种积极作用的原因目前尚未清楚，可能与糖尿病患
者脂蛋白代谢的紊乱有关，比如三酰基甘油或极低密度脂蛋
白(VLDL)量的增加。
植物甾醇及甾烷醇对人体肝脏VLDL水平的影响以及
对胆汁代谢的影响目前还不清楚，对于结肠切除患者来说，
摄食经植物甾醇酯强化的人造黄油后体内胆固醇、胆汁盐和
磷脂的胆汁排泄量几乎没有发生变化。对回肠造口术袋和粪
便的检测发现，摄食植物甾醇同样对胆汁盐排泄无显著影
响；但是载脂蛋白E”3一莱顿转基因大鼠摄食植物甾烷醇酯
后能降低胆汁中胆固醇饱和度，从而降低胆汁盐的排泄[1⋯。
2．3对动脉硬化的影响：虽然血清LDL—C的浓度是衡量动
脉硬化危害性的重要生物学指标，对损伤程度的测定能够真
实地反映化合物对动脉硬化的作用，但是人体内损伤程度的
测定是有难度的。从这个意义上讲，建立小动物模型对于评
价食源性化合物对病变形成的影响以及剖析潜在机制的研
究更为方便。然而，选择常规的啮齿类动物不是很合适，因为
它们的血浆脂蛋白外形与人体不太相近，而且这些啮齿类动
物自身对于动脉硬化的形成具有一定的抵抗性。另外，选择
脂质及脂蛋白代谢缺陷转基因型小鼠(例如LDL受体缺陷
型小鼠)也不合适，因为它们体内的脂蛋白浓度随着饮食结
构的变化以及在给药处理过程中变化很敏感[1“。
摄食植物甾醇及甾烷醇酯后降低LDL—C水平是否意味
着降低人体心血管疾病的危害性，目前并没有得到证实。但
是动物实验已经证实植物甾醇或甾烷醇能够减小动脉硬化
斑韵形成，例如植物甾醇及甾烷醇能够明显减小载脂蛋白缺
陷型小鼠动脉硬化的损伤范围以及复杂性。这些作用主要得
益于植物甾醇及甾烷醇的降胆固醇活性，而摄食植物甾醇后
抑制了动脉硬化斑的形成则主要得益于导致动脉硬化的p
VLDL微粒浓度的降低，从而降低了泡沫细胞(在动脉硬化
中的脂质膨大细胞)的形成。在对新西兰白兔的实验中发现，
谷甾烷醇也能够减小动脉硬化斑的形成；在对载脂蛋白
E’3一莱顿转基因小鼠的实验中发现，植物甾烷醇酯通过降
低血浆VLDL以及LDL水平来减小动脉硬化斑的形成[1“。
体外实验表明植物甾醇也可以通过其他机制来减小动脉硬
化斑的形成。Awad等n朝的研究指出，将血管平滑肌细胞
(VSMC)从大鼠中分离出来并在谷甾醇与菜油甾醇存在的
条件下离体培养，结果发现能显著降低VSMC的增殖。另
外，从VsMC中释放出来的环前列腺素随着植物甾醇给予
量的增加而增加，它能使血管舒张并降低血小板的凝集。
3植物甾醇及甾烷醇对其他生理代谢的影响
除了对脂质和脂蛋白代谢的影响以外，植物甾醇及甾烷
醇烷也能影响其他代谢途径。尽管血清中菜油甾醇的浓度可
达谷甾醇浓度的3倍，但是大多数的研究主要集中于谷甾醇
对代谢的影响。
3．1 对脂溶性抗氧化剂的影响：由于植物甾醇及甾烷醇可
通过降低混合分子团中胆固醇的溶解性来降低胆固醇的吸
收，因此研究它们对膳食中脂溶性抗氧化剂吸收的影响具有
重要的意义。Plat等口43研究表明，每天摄食3．8～4．0g植物
甾醇，连续8周后能够显著地降低血清类胡萝卜素和维生素
E的浓度，将结果标准化为血清脂质浓度后发现类胡萝卜素
(包括a一胡萝卜素、B一胡萝卜素和番茄红素)确实减少了，原
因可能是由于用来运载这些脂溶性抗氧化剂的LDL颗粒数
目的减少引起的。同时发现，摄食植物甾烷醇酯后亲脂性类
胡萝卜素浓度的降低与胆固醇的低吸收率有关，而氧化类胡
萝卜素(包括叶黄素、玉米黄质和玉米黄素)以及维生素E
浓度的变化主要与血清LDL—C浓度的降低有关[1“。此外，
连续8周的实验还发现，血浆中维生素A、D的浓度并没有
改变，说明这些脂溶性维生素由于不是经脂蛋白运载，因此
它们的吸收与合成不受影响，而维生素K的浓度变化尚不
清楚[“]。Plat等‘“3得到了维生素K浓度与植物甾醇的剂量
依赖关系，连续3．5周摄食0．8、1．6、3．2g植物甾醇后维生
素K的浓度分别降低5．4％、7．4％以及18％。但是，连续8
周摄食3．8g富含植物甾烷醇的植物油对维生素K依赖性
血液凝集因子和纤维蛋白溶解参数无明显影响，进一步研究
分析，连续8周摄食4．5g植物甾烷醇酯不会影响抗凝血药
华法林的治疗效果。
3．2对结肠癌和前列腺癌的影响：大豆中含有丰富的植物
甾醇，流行病学调查结果显示，经常摄食大豆制品的人群(例
如基督复临安息日会教友)癌症的发病率明显较低，尤其是
结肠癌与前列腺癌。
胆汁酸有可能会引起结肠癌，植物甾醇通过降低胆汁分
泌，间接控制结肠癌的发生。但是体外细胞学研究却表明谷
甾醇对结肠上皮细胞的增生具有防护作用，而与胆汁酸的分
泌无关。另外，谷甾醇能够抑制人体结肠癌细胞株HT一29的
生长。体内实验研究表明，小鼠摄食经谷甾醇强化的食物后，
患良性结肠肿瘤的比例明显低于对照组，但是患恶性结肠肿
瘤的比例却高于对照组[1“。
另有研究表明谷甾醇能够降低前列腺癌的发病几率。事
实表明，患有前列腺增生的男性每天3次摄食20mg谷甾
醇，其症状获得了明显的改善，临床表现为排尿量的增加，但
并没有观察到前列腺体积的缩小。另外，每天摄食65mg谷
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甾醇提取物可达到类似的临床效果[1⋯。
3．3对细胞膜性质的影响：植物甾醇及甾烷醇能够进入细
胞膜影响细胞膜的性质，尽管谷甾醇对人体角化细胞膜的流
动性无明显影响，但是Ratnayake等Ds]对中风倾向的自发性
高血压大鼠的研究表明，植物甾醇进入红细胞膜后有可能会
产生不良反应，并且大鼠的寿命都减短，原因可能是植物甾
醇影响胆固醇的吸收，从而取代胆固醇而进入红细胞膜，造
成红细胞的可变形性减弱，脆性增强，在这种情况下，红细胞
在毛细血管中的通透性减弱。而且，高脆性的红细胞膜可能
会压迫微脉管壁，从而诱发血管壁的损伤，植物甾烷醇也有
类似的对红细胞膜性质的影响。对于人体而言，植物甾醇及
甾烷醇是否也会改变红细胞膜的可变形性目前还尚未清楚。
3．4对免疫系统的影响：关于植物甾醇及甾烷醇对免疫功
能的影响并没有细致地研究，但是有研究表明它们确实对免
疫系统有积极的作用。例如马拉松赛跑后适当摄取植物甾醇
补充剂能够降低血清白细胞间介素一6(IL一6)的浓度和皮质
醇／二氢表雄酮硫酸盐(DHEA)比值，从而降低炎症反应口“。
另外，植物甾醇组白细胞的增幅要小于对照组，这表明植物
甾醇对免疫系统不会产生抑制作用。
4结语与展望
植物甾醇及甾烷醇能有效地降低血清LDL—C的水平，
对减少动脉硬化损伤起到积极的作用，但其减少动脉硬化损
伤以及抑制动脉硬化斑的确切机制还有待进一步研究。植物
甾醇及甾烷醇可以作为膳食补充剂适度添加至高胆固醇血
症患者的日常饮食中，或者像抑制素那样作为降胆固醇药
物。胆固醇肠道吸收率的降低导致胆固醇合成以及LDL受
体表达的增加，但是植物甾醇及甾烷醇对VLDI。的作用尚
未清楚，许多研究表明它们对HDL—C和三酰基甘油的浓度
无明显影响。
从临床实验结果和安全性评价以及长期食用富含植物甾
醇和甾烷醇的食物的历史中，可以认为它们是安全的。虽然如
此，其对于油熔性营养素，如维生素和抗氧化剂的吸收的影响
仍需加以关注。临床实验发现植物甾醇及甾烷醇酯会使a一和
p胡萝卜素(维生素A前体)降低10％～25％，但不影响血清
视黄醇、维生素D和维生素K的浓度。因此，由于摄取植物甾
醇所导致的类胡萝卜素的降低只是一个低危险性因素，可以
通过食用足够的水果和蔬菜加以预防[2⋯。植物甾醇及甾烷醇
对癌症、细胞膜性质以及免疫系统的影响还需进一步的机制
研究，从而合理解释它们的生理代谢调节功能。
美国FDA已经批准，添加了植物甾醇或甾烷醇的食品
可以使用“有益健康”的标签。FDA根据研究报告作出声明，
每天至少摄入1．3g植物甾醇酯或3．4g植物甾烷醇酯才可
以起到降低胆固醇的功效[2“。总之，从其生理代谢调节功能
来看，植物甾醇及甾烷醇作为一种高安全性的功能性食品添
加剂，其应用前景十分广阔。
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万方数据
植物甾醇及甾烷醇的生理代谢调节功能及其机制研究进展
作者： 章宇， 吴晓琴， 张英， ZHANG Yu， WU Xiao-qin， ZHANG Ying
作者单位： 浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江,杭州,310029
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2005,36(5)
被引用次数： 7次

参考文献(21条)
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本文读者也读过(4条)
1. 陈文祥 血浆高密度脂蛋白胆固醇酯化速率与血脂异常及心血管疾病[会议论文]-2007
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引证文献(7条)
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