Present Research on Function and Safety of Diglyceride
黃莉莉綜述蘇宜香審校
（中山大學(xué)公共衛生學(xué)院營(yíng)養系，廣州，510080）

摘要：多數研究表明甘油二酯（DAG）具有改善空腹和餐后血脂水平、減少體脂積聚的功能。這一結論促進(jìn)了DAG在醫學(xué)（血脂異常、脂肪肝、糖尿病、減肥、心血管疾病）和食品工業(yè)等方的廣泛應用。在美國，DAG油脂已被公認為安全無(wú)毒；日本政府也批準DAG油脂為特殊健康食物，用于改善餐后高血脂和防止體脂積聚。由于在中國DAG的研究還處于較新的階段，DAG作為一種多功能添加劑或者食品的應用遠未達到應有的潛在水平。
關(guān)鍵詞：甘油二酯；功能；機制；安全性

甘油二酯（diglyceride，DAG）可以降低空腹血甘油三酯(triglyceride，TG)水平，抑制餐后血TG水平的升高，降低2型糖尿病人糖化血紅蛋白水平，防止動(dòng)物與人體的脂肪積聚[1，2],并且具有長(cháng)期安全性[3]。2005年有研究者提出，由于DAG可改善糖尿病人的餐后血脂，因而在膳食中用DAG代替TG有利于控制糖尿病病情，預防動(dòng)脈硬化和其他相關(guān)疾病的發(fā)生[4，5]。用等量DAG代替膳食TG，未發(fā)現DAG對實(shí)驗動(dòng)物[6，7]或人體[8]存在膳食毒性或者致癌性。DAG與TG的結構差異以及DAG的代謝特點(diǎn)可能是DAG具有上述功能的原因[9，10]。
DAG是許多食用油脂的天然組分，經(jīng)常作為食物乳化劑應用于食品加工工業(yè)。它由一分子甘油和兩分子脂肪酸組成，有兩種同分異構體，主要是1，3-DAG，另一種是1，2-DAG（或2，3-DAG），天然油脂和合成油脂中兩者比例均為7∶3左右。DAG的水溶性較TG好，但脂肪酸組成相似的DAG與TG的能量值相近，經(jīng)測定DAG能量值約為T(mén)G的98%[11]。SD大鼠與C57BL/6J小鼠喂養實(shí)驗顯示，DAG與TG的消化吸收率無(wú)差異[12]。
1 DAG對不同人群血脂水平的改善作用
改善餐后和空腹血脂水平、防止體脂積聚是DAG最受人們關(guān)注以及非常有現實(shí)意義的功能，尤其是DAG對血脂水平的改善作用在不同的人群研究中均獲得一致結果。
1.1 健康人群
以6名健康男性為研究對象的人體脂負荷試驗[13]，按體表面積的不同給予受試者30g/m2DAG或TG，結果顯示，DAG負荷組餐后血膽固醇殘余脂蛋白顆粒水平和甘油三酯殘余脂蛋白顆粒水平增加的幅度均顯著(zhù)低于TG負荷組。另一項40名健康男性參與的隨機雙盲對照試驗[2]，比較攝入DAG脂肪乳和TG脂肪乳餐后血TG水平及乳糜微粒中TG水平的變化，結果在10g~44g的脂肪攝入范圍內，DAG組餐后血TG水平、乳糜微粒的TG水平均顯著(zhù)低于TG組。
1.2 胰島素抵抗者及糖尿病患者
胰島素抵抗者和糖尿病患者，用DAG替代TG后空腹和餐后血脂水平明顯下降[4,5]。對于血糖穩定后仍有高脂血癥的糖尿病患者，用DAG油脂代替TG油脂血脂水平也能得到良好控制[14]。DAG的降脂作用對糖尿病患者有極重要的意義，因為糖尿病患者通常合并有高脂血癥，而且有些糖尿病患者通過(guò)控制飲食使血糖平穩后高脂血癥仍得不到改善，DAG通過(guò)改善糖尿病伴發(fā)的高脂血癥可顯著(zhù)減小動(dòng)脈粥樣硬化性并發(fā)癥發(fā)生的危險，因此隨著(zhù)對DAG研究的深入，應考慮將DAG的應用列入糖尿病營(yíng)養指南中。
1.3 脂代謝相關(guān)基因缺陷者
49名脂質(zhì)運載體基因缺陷的女性被隨機分為兩組[15]，分別食用TG油脂和DAG油脂8個(gè)月，結果提示：DAG能有效改善脂質(zhì)運載體（脂肪酸結合蛋白2和TG轉移蛋白）遺傳性變異者的脂蛋白狀況和內臟脂肪與身體脂肪的比值。另外，Yamamoto[16]對1名因脂蛋白脂肪酶缺失而患高脂血癥的34歲男性進(jìn)行個(gè)案研究：第一階段為脂負荷試驗，分別給予受試者等量TG、DAG和含中鏈脂肪酸的TG，結果發(fā)現攝入DAG餐后血脂水平低于TG，而與含中鏈脂肪酸的TG相近。研究的第二階段，受試者先食用TG油脂2個(gè)月，隨后3個(gè)月改用DAG油脂（含80%DAG，20g/d），期間定期測定血TG水平并進(jìn)行膳食評價(jià)，結果食用TG油脂期間血TG水平為1939mg/dL~2525mg/dL，TG攝入量與血TG水平呈正相關(guān)；而食用DAG油脂期間TG水平為749mg/dL，未觀(guān)察到油脂攝入量與血脂有相關(guān)關(guān)系。兩個(gè)階段的結果說(shuō)明，用DAG替代TG可有效控制脂蛋白脂肪酶缺陷者的血TG水平。
2 DAG改善血脂水平的可能機制
DAG的結構和代謝特點(diǎn)是其改善餐后血脂的可能機制。DAG的次要組分1,2-DAG水解過(guò)程與TG相似，攝入TG后，脂肪酶選擇性水解TG的1、3位化學(xué)鍵，釋放兩分子脂肪酸和一分子2-單酰基甘油(monoacylglycerol，MAG)，小腸上皮細胞利用這些水解產(chǎn)物先合成DAG，再合成TG并釋放入循環(huán)，引起血脂水平升高。DAG合成路徑有兩條：磷脂酸旁路和2-MAG旁路，約20%的DAG經(jīng)磷脂酸旁路合成，80%經(jīng)2-MAG旁路合成[9]。
而DAG的主要組分1,3-DAG攝入后多數被水解成甘油和游離脂肪酸，游離脂肪酸被運往肝臟進(jìn)行β氧化后供能[11]，換而言之，1,3-DAG的消化產(chǎn)物不適合在小腸上皮細胞內合成TG。雖然部分尚未完全水解的中間產(chǎn)物1-MAG可被小腸上皮細胞吸收，但合成TG的效率不高。原因有二：首先占主導地位的2-MAG旁路中，有兩個(gè)關(guān)鍵酶（單酰基甘油酰基轉移酶2和單酰基甘油酰基轉移酶3）參與催化DAG的合成，但1-MAG與單酰基甘油酰基轉移酶2的親和力很低，而且1-MAG不是單酰基甘油酰基轉移酶3的作用底物[10]，所以1-MAG不能經(jīng)2-MAG旁路合成TG，而只能經(jīng)磷脂酸旁路。另外，根據Yang[9]推測腸上皮細胞通過(guò)磷脂酸旁路合成TG后并不直接釋放入血循環(huán)，而是先儲存在胞質(zhì)中，TG再經(jīng)過(guò)緩慢水解和微粒體重新酯化后混入淋巴乳糜微粒。綜上所述，2-MAG旁路合成的TG迅速用于生成乳糜微粒，而磷脂酸旁路合成TG和釋放入循環(huán)的速度都慢，所以攝入DAG后餐后血脂水平升高的速度和程度都比攝入TG要明顯減小。顯然，DAG的結構和代謝特點(diǎn)可能是其改善餐后血脂的重要機制。
另外，在動(dòng)物實(shí)驗中觀(guān)察到，即使增加DAG（＞對照組TG量）的喂給量，DAG組的餐后血脂水平仍顯著(zhù)低于對照組，進(jìn)一步提示1,3-DAG在小腸上皮細胞的轉化特點(diǎn)可能是DAG組餐后血脂比TG組升高的速度和程度都顯著(zhù)性減小的原因之一[17]。
3 DAG減少體脂的可能機制
動(dòng)物實(shí)驗[1,11]和人體試驗[18]有報道，盡管富DAG油脂的消化吸收率、生物利用率與富TG油脂相似[12]，但是長(cháng)期以DAG替代TG可以控制體重增長(cháng)，減少內臟脂肪含量。DAG減少體脂的可能機制如下。
3.1 增加脂肪酸的β氧化
由于DAG消化終產(chǎn)物不適于合成TG，所以水解所得游離脂肪酸多數被運往肝臟進(jìn)行β氧化后供能。Murata[19]發(fā)現雄性SD大鼠喂飼含DAG油脂（按食物重量配93.9g/kg）的飼料14天后，血和肝臟TG水平均較TG對照組低，此外，肝組織勻漿脂肪酸合成的相關(guān)酶（包括脂肪酸合成酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶和蘋(píng)果酸酶）活性減弱，而β氧化旁路相關(guān)酶活性增強，即DAG使肝臟的脂肪酸合成下降，β氧化增加，從而使皮下和內臟脂肪積聚減少。另一人體試驗以12名女性為研究對象[20]，試驗組膳食用DAG代替部分TG，也觀(guān)察到脂肪酸氧化增強的結果，觀(guān)察指標是血酮體濃度增加。
3.2 影響脂代謝相關(guān)基因的表達
Murase[1]將C57BL/6J小鼠分為DAG組和TG組，分別用添加DAG和TG的高糖飼料喂養5個(gè)月，結果DAG組小鼠的體脂積聚明顯少于TG組。研究者發(fā)現DAG可降低血循環(huán)中胰島素和瘦素的水平，抑制脂肪組織瘦素mRNA的表達，并上調肝臟脂酰輔酶A氧化酶和脂酰輔酶A合酶（參與脂肪分解代謝）mRNA的表達。在喂養的前10天，DAG組小鼠小腸的脂肪酸β氧化增加，脂代謝相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的基因表達也增加，包括脂酰輔酶A氧化酶、中鏈脂酰輔酶A脫氫酶、脂肪酸載體、肝臟脂肪酸結合蛋白，以及調節生熱作用的解偶聯(lián)蛋白2。但是在同樣短時(shí)間內并未觀(guān)察到肝細胞有相同變化。
最近，該研究者又進(jìn)行了為期1個(gè)月的另一項動(dòng)物實(shí)驗[12]，他將瘦素信號缺陷而導致嚴重肥胖的C57BL/KsJ-db/db小鼠分為兩組，實(shí)驗組飼料含10%TG和4%富α-亞麻酸的DAG，對照組飼料則含有10%TG和4%富α-亞麻酸的TG，同樣觀(guān)察到添加DAG可刺激小腸的β氧化,上調脂肪酸轉運蛋白mRNA的表達（肝臟脂肪酸結合蛋白），上調β氧化相關(guān)酶mRNA的表達（脂酰輔酶A氧化酶、中鏈脂酰輔酶A脫氫酶）。另外，小鼠小腸內的解偶聯(lián)蛋白2水平也增加，最終使實(shí)驗組小鼠的體重增加量顯著(zhù)低于對照組，直腸溫度則顯著(zhù)高于對照組。實(shí)驗結果再次提示小腸β氧化相關(guān)酶活性的增加和脂代謝相關(guān)基因表達的上調可能與DAG組體重增長(cháng)量減少有關(guān)，也提示小腸上皮細胞在脂肪酸代謝上起重要作用。
3.3 PPAR受體
過(guò)氧化物酶體增生物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)可增強β氧化相關(guān)酶和解偶聯(lián)蛋白2的基因表達，同時(shí)抑制脂肪酸合成酶基因的表達，但攝入DAG并未觀(guān)察到小腸和肝臟的PPAR表達發(fā)生變化，推測DAG或其代謝物可能通過(guò)調節PPAR家族的共激活因子，或對β氧化相關(guān)酶的啟動(dòng)子區域產(chǎn)生影響，從而促脂肪酸分解，抑制脂肪酸合成[21]。
4 DAG安全性研究
4.1 膳食毒性
DAG油脂替代植物油的安全性已被美國FDA和日本健康福利服務(wù)部評估認可，并在這兩個(gè)國家推廣應用。DAG的安全性也已經(jīng)由WHO/FAO食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì )和美國實(shí)驗生物學(xué)會(huì )聯(lián)合會(huì )評議通過(guò)，表明在人們日常的食用量范圍內DAG不存在安全性問(wèn)題[8]。
一項為期兩年的大鼠喂養實(shí)驗表明，用含5.3%DAG油脂的飼料喂養大鼠，未觀(guān)察到與DAG相關(guān)的毒理學(xué)效應[3]；小獵犬喂養實(shí)驗[7]也表明，用9.5%DAG飼料或9.5%TG飼料喂養，兩組小獵犬生長(cháng)發(fā)育無(wú)差別，且未觀(guān)察到與DAG相關(guān)的毒理學(xué)效應。另外，多個(gè)人體臨床研究也報道：0.4g·kg-1·d-1DAG油脂攝入水平，未觀(guān)察到DAG相關(guān)的不利效應[2,18]。
另一人體試驗，對照組和實(shí)驗組分別攝入0.5g·kg-1·d-1的TG和DAG12周，結果受試者對DAG有良好的耐受性，未觀(guān)察到明顯不良效應，兩組對象的臨床癥狀和身體主訴無(wú)顯著(zhù)性差異。雖然實(shí)驗前后DAG組某些血液學(xué)標志物（Na，HbAlc，MCHC）存在變化，且與基線(xiàn)水平相比具有統計學(xué)意義，但所有數值均在正常生理范圍之內，因而無(wú)生理學(xué)意義[8]。
4.2 致癌性
Soni[3]的動(dòng)物實(shí)驗提示DAG增加乳腺癌的發(fā)生。但由于該研究存在方法學(xué)上的錯誤，學(xué)術(shù)界對其結論提出質(zhì)疑：首先，實(shí)驗大鼠個(gè)數不足，不同性別的實(shí)驗組都只安排40只大鼠接受105周的暴露，少于FAD指導方針中提出的理想個(gè)數，且大鼠生存率不理想，104周后每組僅有10~18只大鼠進(jìn)行了尸體解剖。另外，標準大鼠飼料的總脂含量為4.5%，而該實(shí)驗的大鼠飼料總脂含量為7%，且沒(méi)有設立對照評價(jià)高熱量膳食（高脂肪含量）對大鼠生存率和癌癥發(fā)生的影響。實(shí)際上有大量的文獻報道高脂高熱量膳食可增加多種癌癥發(fā)生。
美國WIL研究實(shí)驗室也對DAG的致癌性進(jìn)行研究[6]，開(kāi)展為期24個(gè)月的大鼠喂養實(shí)驗。實(shí)驗用脂含量5.5%的飼料喂養大鼠（標準大鼠飼料的總脂含量為4.5%）同時(shí)進(jìn)行飲食限制（雄性與雌性分別20g/d，15g/d），以避免高熱量膳食對致癌性的干擾；另設立兩組不限飲食組（雄性23g/d~27g/d,雌性16g/d~20g/d）（表1）。通過(guò)分別比較飲食控制組和不限飲食組內DAG組與TG組的結果來(lái)評價(jià)DAG的致癌性；并且由對照組1與2，以及對照組2與3的結果比較來(lái)排除高脂、不限量飲食對大鼠體重增加、生存率和腫瘤發(fā)生率的影響。
表1大鼠為期24個(gè)月的DAG膳食致癌性研究的實(shí)驗設計
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實(shí)驗未發(fā)現DAG對有關(guān)的血液學(xué)和血清生化指標有影響，未發(fā)現DAG相關(guān)的肉眼可見(jiàn)變化，也沒(méi)有發(fā)現DAG與癌前病變和癌癥發(fā)生率有關(guān)。高脂和/或者不限食量出現預期結果，即體重增加，腫瘤發(fā)生率升高，生存率下降等。但是，并未發(fā)現因攝入油脂的種類(lèi)不同而導致結果差異。
5 小結
DAG有改善餐后和空腹血脂水平、防止體脂積聚的功能。DAG與TG的結構差異（而不是脂肪酸性質(zhì)）及代謝特點(diǎn)，明顯地影響了這兩種脂類(lèi)的營(yíng)養作用。小腸β氧化增加，脂代謝基因表達變化，是DAG發(fā)揮其功能的機制之一。與等量TG相比，未發(fā)現DAG有膳食毒性或致癌性。
無(wú)論在食品、化工，還是醫藥行業(yè)，DAG都可以廣泛應用，例如，研發(fā)DAG功能型油脂并用于食品加工業(yè)，用作日常食用油，無(wú)疑對肥胖、血脂異常、糖尿病等慢性病流行的現代社會(huì )現實(shí)意義重大。然而目前國內DAG生產(chǎn)、應用的技術(shù)還不成熟，DAG產(chǎn)量小且成本高，因此生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)是我們面臨的當務(wù)之急，只有DAG生產(chǎn)技術(shù)成熟后DAG才能在多領(lǐng)域廣泛應用。
參考文獻：
1.Murase T, Mizuno T, Omachi T, et al. Dietary diacylglycerol suppresses high fat and high sucrose diet-induced body fat accumulation in C57BL/6J mice ［J］. J Lipid Res，2001，42:372-378.
2.Taguchi H, Watanabe H, Onizawa K, et al. Double-blind controlled study on the effects of diacylglycerol on postprandial serum and chylomicron triacylglycerol responses in healthy humans ［J］. J Am Coll Nutr，2000，19:789-796.
3.Soni MG, Kimura H, Burdock GA. Chronic study of diacylglycerol oil in rats ［J］. Food Chem Toxicol，2001，39:317-329.
4.Hideto Takase, Kentaro Shoji, Tadashi Hase, et al. Effect of diacylglycerol on postprandial lipid metabolism in non-diabetic subjects with and without insulin resistance ［J］. Atherosclerosis，2005，180:197-204.
5.Norio Tada, Kentaro Shoji, Masao Takeshita, et al. Effects of diacylglycerol ingestion on postprandial hyperlipidemia in diabetes ［J］. Clinica Chimica Acta，2005，353:87-94.
6.Chengelis CP, Kirkpatrick JB, Bruner RH, et al. A 24-month dietary carcinogenicity study of DAG (diacylglycerol) in rats ［J］. Food Chem Toxicol，2006，Jan，44(1):98-121.
7.Chengelis CP, Kirkpatrick JB, Marit GB, et al. A chronic dietary toxicity study of DAG in Beagle dogs ［J］. Food Chem Toxicol，2006，Jan，44(1):81-97.
8.Koichi Yasunaga, Walter H, Glinsmann, Yoko Seo, et al. Safety aspects regarding the consumption of high-dose dietary diacylglycerol oil in men and women in a double-blind controlled trial in comparison with consumption of a triacylglycerol control oil ［J］. Food Chem Toxicol，2004，42:1419-1429.
9.Yang LY, Kuksis A. Apparent convergence (at 2-monoacylglycerol level) of phosphatidic acid and 2-monoacylglycerol pathways of synthesis of chylomicron triacylglycerols ［J］. J Lipid Res，1991，32:1173-1186.
10.Cheng D, Nelson TC, Chen J, et al. Identification of acyl-coenzyme A: monoacylglycerol acyltransferase 3, an intestinal specific enzyme implicated in dietary fat absorption ［J］. J Biol Chem，2003，278:13611-13614.
11.Watanabe H, Onizawa K, Taguchi H, et al. Nutritional characterization of diacylglycerols in rats ［J］. J Jpn Oil Chem Soc，1997，46:301-307.
12.Murase T, Aoki M, Wakisaka T, et al. Anti-obesity effect of dietary diacylglycerol in C57BL/6J mice: dietary diacylglycerol stimulates intestinal lipid metabolism ［J］. J Lipid Res，2002，43:1312-1319.
13.Tada N, Watanabe H, Matsuo N, et al. Dynamics of postprandial remnant-lipoprotein particles in serum after loading of diacylglycerols ［J］. Clin Chim Acta，2001，311:109-117.
14.Kunio Yamamoto, Hideki Asakawa, Katsuto Tokunaga et al. Long-Term Ingestion of Dietary Diacylglycerol Lowers Serum Triacylglycerol in Type II Diabetic Patients with hypertriglyceridemia1 ［J］. J Nutr，2001，Dec，131(12):3204-7.
15.Yanagisawa Y, Kawabata T, Tanaka O, Kawakami M, Hasegawa K, Kagawa Y. Improvement in blood lipid levels by dietary sn-1,3-diacylglycerol in young women with variants of lipid transporters 54T-FABP2 and -493-MTP ［J］. Biochem Biophys Res Commun，2003，302:743-50.
16.Yamamoto K, Asakawa H, Tokunaga K, et al. Effects of diacylglycerol administration on serum triacylglycerol in a patient homozygous for complete lipoprotein lipase deletion ［J］. Metabolism，2005，Jan，54(1):67-71.
17.Kondo H, Hase T, Murase T, Tokimitsu I. Digestion and assimilation features of dietary DAG in the rat small intestine ［J］. Lipids，2003，38:25-30.
18.Maki KC, Davidson MH, Tsushima R, et al. Consumption of diacylglycerol oil as part of a mildly reduced-energy diet enhances loss of body weight and fat compared with a triacylglycerol control oil ［J］. Am J Clin Nutr，2002，76:1230-1236.
19.Murata M, Ide T, Hara K. Reciprocal responses to dietary diacylglycerol of hepatic enzymes of fatty acid synthesis and oxidation in the rat ［J］. Br J Nutr，1997，77:107-121.
20.Kamphuis MM, Mela DJ, Westerterp-Plantenga MS. Diacylglycerols affect substrate oxidation and appetite in humans ［J］. Am J Clin Nutr，2003，77:1133-1139.
21.Gervois P, Torra IP, Fruchart JC et al. Regulation of lipid and lipoprotein metabolism by PPAR activators ［J］.