膳食纤维与慢性肾脏病的研究进展(完整版)

膳食纤维与慢性肾脏病的研究进展（完整版） 摘要 膳食纤维被誉为传统六大营养素之后的"第七大营养素"，是维持人体营养与健康所必需的营养成分。近年来研究显示，膳食纤维的摄入可延缓慢性肾脏病进展。本文综述膳食纤维的定义和分类，膳食纤维的摄入量以及在慢性肾脏病的防治作用。

慢性肾脏病(CKD)是指肾脏损伤(肾脏结构或功能异常)和/或肾小球滤过率(GFR)<60 ml·min－1·1.73 m－2≥3个月[1]。全世界有超过5亿不同程度的CKD患者，其患病率和死亡率高[2]，已经成为继肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病之后，又一威胁人类健康的严重疾病，成为全球性重要公共卫生问题。2012年，中国首个CKD流行病学的多中心调查结果发布，我国CKD的总患病率为10.8%[3]。饮食营养治疗是CKD的基础治疗措施之一，通过饮食营养调整，可以达到延缓疾病进展，提高患者生命质量的目的，近年也有大量研究显示膳食纤维摄入可以降低CKD的患病率及延缓疾病进展。有横断面研究显示，膳食纤维的摄入量与降低CKD的患病率有关，与尿蛋白的排泄呈显著负相关[4]。适当提高膳食纤维摄入可延缓GFR下降，可降低CKD患者血清的CRP、IL-6及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及硫酸吲哚酚、胆固醇水平[5]，但是我国居民的膳食纤维摄入量呈下降趋势[6]。本综述从膳食纤维的定义和分类、膳食纤维的摄入量以及对CKD的防治作用等三方面进行阐述。 一、膳食纤维的定义和分类 1．膳食纤维的定义：

膳食纤维最早是由Hipsley在1953年提出，随着研究的不断深入，膳食纤维的定义一直在讨论和完善中。2008年第30届特殊膳食食品与营养委员会(Codex Committee on Nutrition and Foods for Special Dietary Uses)年会上对膳食纤维的定义达成了共识，定义为"膳食纤维是指10个或10个以上聚合度的碳水化合物聚合物，且该物质不能被人体小肠内的酶水解"，主要包括：可食用天然食物中的碳水化合物聚合物；通过物理、化学、酶的方法从天然食物中获得的，基于科学证据对人体健康有益的碳水化合物聚合物；或人工合成的，基于科学证据被证实对生理健康有益的碳水化合物聚合物[7]。但是各国基于不同考虑，仍然有很多国家使用"≥3聚合度的碳水化合物为膳食纤维"概念，我国食品标准GB/Z 21922-2008对膳食纤维的定义也同样维持聚合度≥3[8]。

2．膳食纤维的分类： 根据溶解性不同可分为可溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)，可溶性膳食纤维包括果胶、树胶、葡聚糖、半纤维素、羧甲基纤维素等，主要是发挥代谢功能，如降低血液中的胆固醇和餐后血糖，降低体内的毒素堆积；不溶性膳食纤维包括纤维素、半纤维素、木质素和壳聚糖等，能够 软化粪便，增大粪便的体积，加快肠道蠕动，可用于预防肛肠疾病。 二、国内外的膳食纤维摄入情况 美国食品药品监督管理局(FDA)提出健康成人的膳食纤维推荐量为20～35 g/d，我国营养学会提出健康成人的膳食纤维摄入量为25～35 g/d。然而，就目前数据来看，正常人群膳食纤维摄入量普遍少于推荐量。据美国国家健康与营养考试调查(NHANES)的数据显示，美国平均膳食纤维摄入量男性为14 g/d、女性为18 g/d[9]。我国2002年全国居民膳食纤维的摄入现状调查显示，居民人均膳食纤维摄入量为18.7 g/d[10]。2008年浙江省的一项膳食调查显示浙江省人均膳食纤维摄入量为10.12 g/d[11]。

CKD患者的摄入量更低于推荐量。2012年美国学者对14 543名成年人的膳食纤维调查显示，居民平均膳食纤维摄入量为(17.4±9.7)g/d，而其中5.8%CKD患者的膳食纤维摄入量则更低，平均为14.6 g/d[12]。2013年日本学者对4 399例糖尿病合并CKD患者进行饮食回顾分析，显示其平均膳食纤维摄入量为(7.60 ± 0.03)g/d，建议日常饮食中摄入更多的膳食纤维[5]。2015年，一项纳入42例CKD患者的自身单盲对照研究中，其基线平均膳食纤维摄入量为(16.6±1.7)g/d[13]。2016年瑞典有学者通过7 d饮食记录发现透析患者存在营养素不足，其中血透和腹透患者的膳食纤维摄入量为(14.7±8.7)g/d[14]。Matthew[15]的研究中透析患者膳食纤维摄入量平均为10.9 g/d。我国对CKD患者膳食纤维摄入的相关研 究报道较少，刘阳阳等[5]对南方地区157例CKD患者饮食调查发现，其膳食纤维平均摄入量为20.84 g/d。梁莉等[16]对108例持续性非卧床腹膜透析患者的膳食结构分析显示，膳食纤维摄入为8.41 g/d。上海东方医院对124例透析患者进行膳食纤维饮食干预，发现干预前患者的纤维摄入量平均为(11.4±5.5)g/d[17]。

三、膳食纤维在CKD中的防治作用 膳食纤维在延缓CKD进展及防治中起着重要作用。有报道，当前美国人的膳食纤维摄入量减少，尤其是非裔美国人更少，而后者患CKD和肾衰的风险更高[18]。NHANES Ⅲ调查数据也显示，高膳食纤维能够降低正常人群以及CKD患者的炎症，同时显著降低CKD人群的死亡率(随访8.4年，减低50%)。每日增加10 g膳食纤维摄入量，能够使正常人群的CRP水平降低11%，而CKD患者降低38%[12]。

1．膳食纤维对肠道菌群的调节作用： 许多慢性病都会出现肠道菌群失调。最近研究显示，晚期CKD患者胃肠道上皮屏障结构和功能破坏，并使肠道微生物的结构和功能广泛改变[19]。慢性肾衰患者肠道内需氧菌过度增殖，而以双歧杆菌和乳酸杆菌为代表的厌氧菌明显减少[20]。肠道菌群的失调可能会引起胃肠功能紊乱，如腹泻、便秘、恶心等胃肠道症状。CKD患者胃肠道症状呈高发状态，有研究报道高达79%[21]，导致毒素堆积、营养不良等，严重影响疾病的进展及预后。 针对这一现象，国内有学者研究发现膳食纤维可改善肠道菌群作用，调整肠道菌群的比例和组成，促进有益菌的生长，抑制致病菌的繁殖[22,23]。其作用机制可能是：①膳食纤维酵解产物短链脂肪酸可以降低肠道pH值，可以促进双歧杆菌和乳杆菌增殖，同时抑制肠杆菌和肠球菌的生长；②通过增加粪便的质量和体积，机械性地刺激肠壁引起便意，促进肠蠕动，从而缩短排便时间使粪便顺利排出。

2．膳食纤维可降低尿毒症毒素水平： 随着肾功能的减退，CKD患者不能维持正常的代谢，体内代谢产物和毒素堆积，导致水电解质和酸碱平衡紊乱。早在20世纪后期，研究者就发现膳食纤维对CKD的治疗有积极作用。Bliss[24]研究显示，阿拉伯树胶可使尿素降低12%。血清尿素从原来的(18±2) mmol/L下降到(16±2) mmol/L，而粪便的含氮量要比原来高出41%。Chiavaroli等[25]通过对14例试验者(总共包含143个试验者)进行膳食纤维在CKD的影响的系统回顾及Meta分析表明，补充膳食纤维可降低患者的血清尿素水平[MD为－1.76 mmol/L (95% CI: －3.00～－0.51 mmol/L), P＝0.006]和肌酐水平[MD为 －22.83 μmol/L (95%CI：－42.63～－3.02 μmol/L), P＝0.02]。Salmean等[26]进行的一项单盲交叉研究显示，给予CKD患者23 g/d的膳食纤维4周，尿素下降10.6%，肌酐下降9.7%，估算的GFR(eGFR)由(29.6±3.5)上升至(32.5±3.6)ml·min－1·1.73 m－2。 在CKD患者毒素中，除了传统的肌酐、尿素等尿毒症毒素外，硫酸对甲酚(PCS)和硫酸吲哚酚(IS)这类具有代表性的蛋白结合类毒素也越来越受到大家的关注。最近研究表明，尿毒素尤其是蛋白结合类尿毒素，不仅加重了肾脏疾病，而且还促进了心血管疾病的发生和发展。目前临床上对此尚缺乏有效手段，包括透析治疗在内，都无法将此类蛋白结合类毒素从体内排出[27]。一项前瞻性调查显示，血清中对甲酚和吲哚酚水平可预测不同阶段的CKD患者肾功能的恶化风险[28]。对甲酚和吲哚酚可通过损伤肾小管上皮细胞，加速细胞凋亡，促进肾脏纤维化，减少毒素的排泄，从而促进肾功能的减退[29,30]。PCS和IS均来自结肠，是肠道细菌对膳食蛋白酵解产生的尿毒素，而膳食纤维可以从蛋白酶水解到糖酵解模式，改变肠道微生物活动，从而减少吲哚类和酚类化合物。Rossi等[31]提出蛋白纤维指数与血清硫酸对甲酚和吲哚酚水平相关，研究发现通过调整CKD患者的饮食结构，低蛋白纤维指数可以降低血清硫酸对甲酚和吲哚酚水平。Guida等[32]研究显示，益生菌联合6.6 g菊粉干预CKD 3～4期患者，30 d后，对甲酚水平下降40%。Meijers等[33]也发现，增加膳食纤维可减少慢性肾衰患者对甲酚的产生，在为期4周的试验中，给血液透析的患者补充菊粉，第1周的10 g/d，随后3周增加到10 g、2次/d，4周后PCS下降了20%，IS虽有下降但差异无统计意义。Sirich等[34]给血液透析的患者补充玉米淀粉，第1周的15 g/d，随后5周增加到15 g、2次/d，6周后高膳食纤维组血清PCS和IS水平较基线均有所下降，但PCS的减少为较低水平，与对照组相比没有统计意义(P＝0.05)。膳食纤维降低尿毒素水平的机制可能是：①膳食纤维可以加快肠蠕动，缩短肠道内 的有害菌及其发酵产生的胺、吲哚、酚类等不良产物在肠道内的停留时间，从而减少毒素在肠道的停留时间；②降低蛋白质发酵，从而减少对甲酚和吲哚酚胺的产生[35]；③改变氮的排泄途径，增加粪便中的氮的排泄量；膳食纤维易被肠道细菌酵解，产生的短链脂肪酸能降低肠道内的pH值，而血中弥散来的尿素可以通过肠菌尿素酶分解成NH3和CO2，在肠道的酸性条件下，结合H＋，最终变为NH4+随粪便排出体外；④通过改变尿素肝肠循环，降低血清尿素；⑤通过生产短链脂肪酸(膳食纤维的最终产物)，刺激盲端细胞肥大，增强盲端黏膜的吸附力以及高盲端血流，并刺激尿素微菌群的活动，从而创造和维持在大肠和血液中的浓度梯度，利于血清尿素向肠腔内转移，从而增加毒素通过粪便排出[36]。

3． 膳食纤维的抗炎作用： CKD患者普遍存在不同程度的微炎症状态，且随着肾功能的减退，患者的炎症分子水平逐渐升高[37]。终末期肾病的高死亡率除与心血管疾病、糖尿病、贫血等相关外，还与患者体内的微炎症状态有关。微炎症状态指的是由非病原微生物感染引起的慢性、持续性、进展性、低强度、相对隐匿的炎症状态[38,39]，表现为全身循环中炎症细胞因子(TNF-α、IL-6)和炎症标志蛋白(CRP)的轻度增高。TNF-α产生于肾小管上皮细胞，可提高蛋白质的合成，增加内毒素的产生，亦可增加肾脏免疫细胞浸润，激活多核粒细胞，释放相关的蛋白水解酶，使细胞生物膜结构破坏，从而加重肾脏的损伤[40]。IL-6是急性期重要的炎症反应指标，可作为预测CKD总体