膳食脂肪对大脑健康的影响

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。

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。

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。

一.   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**，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。

二．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。

1.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。

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。

2.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。

3.肠道健康影响大脑功能

肠道炎症性疾病对神经精神疾病和神经退行性疾病有显著影响。在健康受试者中诱导促炎状态会导致情绪不良和类似于抑郁的行为表型，表现出焦虑、社交退缩和嗜睡的症状。在阿尔茨海默病小鼠模型中，疾病的病理生理特征不仅表现为肠道菌群失调，还表现为肠道炎症和通透性增加。此外，帕金森病患者粪便中肠道炎症和肠道通透性标志物显著增加。

膳食脂肪可能通过影响肠道炎症和肠道通透性而影响中枢神经系统。增加膳食脂肪的摄入会扰乱肠道上皮屏障，允许细菌代谢物、毒素和脂多糖的入侵，从而诱导免疫反应的激活和肠道神经元的损伤。如果这种状态持续，它可能诱发肠道慢性系统性炎症状态。慢性全身性炎症增加了血脑屏障的通透性，并允许毒素进入大脑。大脑中的小胶质细胞和星形胶质细胞会进一步促进炎症信号通路，从而导致神经炎症和神经退行性病变。

三．膳食脂肪通过改变肠道菌群组成来影响大脑功能

人体携带有大量的微生物，包括细菌、病毒、原生动物、古细菌和真菌，它们共同组成了我们的共生微生物。其中，肠道中的微生物最为丰富。肠道菌群可以影响宿主的生理学，而遗传、药物、生活方式、卫生特别是饮食等外部因素能从本质上影响我们的肠道菌群。此外，肠道菌群可以通过调节营养物质的吸收、脂肪储存、肠道通透性和局部产生的免疫介质和激素，在宿主的能量代谢中发挥作用。

肠道菌群参与了正常的神经发育、大脑功能和神经退行性疾病。肠道微生物不仅与神经炎症相关，而且会改变中枢神经系统自身免疫。多发性硬化动物模型显示，丙酸能够减轻疾病负担，而中链饱和脂肪酸（比如月桂酸）可加重疾病症状。丙酸可以增加肠道来源的抗炎症的调节T细胞的丰度。另一方面，月桂酸会诱导促炎症的辅助T细胞Th1和Th17的分化，它们会产生促炎细胞因子IL-17和IFNγ。因此，微生物及其代谢物能够诱导炎症过程，促进神经退行性疾病的发生。

血脑屏障由内皮细胞、壁细胞、神经胶质细胞、免疫细胞和神经元组成，共同构成神经血管单元。这种半通透性屏障控制着物质向大脑的输入，同时将有毒物质输出回循环。一系列神经系统疾病与微生物诱导的血脑屏障功能障碍有关，包括阿尔茨海默病、帕金森病、自闭症、焦虑、抑郁甚至精神分裂症。

四．膳食脂肪可能通过影响脂肪组织炎症而影响大脑功能

脂肪组织对哺乳动物的生存至关重要。脂肪组织不仅是参与代谢稳态和脂肪酸代谢的重要存储器官，也是合成叫做脂肪因子的各种调节肽的重要内分泌器官。这些脂肪因子可以影响临近细胞或作用于其它器官，来调节葡萄糖和脂质稳态、能量平衡、炎症和组织修复。白色脂肪组织是身体能量储存的主要来源，主要由白色脂肪细胞组成。白色脂肪组织通过脂肪细胞分化、能量稳态和胰岛素敏感性来控制代谢。

肥胖的特征是由于脂肪因子和炎症性细胞因子的产生而导致脂肪组织的慢性炎症，诱导巨噬细胞浸润。在中枢神经系统中表达的脂肪因子可以通过改变血脑屏障的内皮细胞来改变或穿过血脑屏障。在肥胖的大脑中，瘦素、胰岛素、IL-6和TNFα的循环水平升高，而血脑屏障内皮细胞中P糖蛋白的表达水平降低，导致游离脂肪酸从血液向大脑的转移增加。此外，肥胖患者的循环脂联素水平降低，从而刺激血脑屏障内皮细胞释放IL-6，增加大脑中的IL-6水平。

五．膳食脂肪可能通过影响血管健康，进而影响大脑健康

血管壁由内皮细胞、血管平滑肌细胞、周皮细胞、成纤维细胞和结缔组织组成。血管壁形成一个选择性屏障，使分子从血液进入脑组织或从脑组织进入血液。内皮细胞相互结合，通过紧密连接或黏附结构形成一个连续的单层。这些黏附结构的减少和/或破坏会损害血管结构完整性。此外，内皮细胞是血管的重要组成部分，它们通过调节凝血纤溶系统和流动性、血管生成、血管张力、血小板聚集以及单核细胞和白细胞黏附来维持血管稳态。正常情况下，血管内皮对维持血管健康很重要，而功能失调的血管内皮细胞会导致许多血管疾病，比如高血压、动脉粥样硬化、肥胖和糖尿病。

动脉粥样硬化是一种慢性炎症综合征，可导致血管壁增厚和血流减少，最终可能导致心肌梗死、中风、认知功能障碍和痴呆。我们认为，慢性动脉粥样硬化是导致大脑氧气不足和认知能力下降的原因。这些发现表明，膳食脂肪酸可以通过肠道菌群或白色脂肪组织直接或间接地影响血管健康，最终导致认知障碍和痴呆。

总结

越来越多的证据表明，膳食脂质可以影响宿主的代谢和健康。研究表明，富含饱和脂肪酸、反式脂肪酸、omega-6多不饱和脂肪酸和胆固醇的饮食可能会对宿主产生不利影响。这些饮食成分会增加内脏脂肪和慢性炎症，也会刺激脂肪因子和促炎细胞因子的产生，从而影响中枢神经系统。富含omega-6多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸和反式脂肪酸的饮食会增加神经炎症，而富含单不饱和脂肪酸、omega-3多不饱和脂肪酸和鞘脂类的饮食可以减少神经炎症。

世界上，有一些地区的居民身体健康、寿命长，肥胖和慢性疾病的发病率很低，也不会因为年龄的增加而受到心脏病或癌症的威胁，活到超过一百岁的几率出奇的高，这些地区就是所谓的“蓝色地带”，包括日本冲绳、意大利撒丁岛、哥斯达黎加的尼科亚半岛、希腊的伊卡利亚岛和美国加州的罗马琳达。这些地区的人们的饮食中肉类和加工食品含量低，而膳食纤维和蔬菜含量很高。此外，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有关。