《Nutrients》:Almond Consumption Improves Inflammatory Profiles Independent of Weight Change: A 6-Week Randomized Controlled Trial in Adults with Obesity
Ayodeji Adepoju,
Elaheh Rabbani,
Philip Brickey,
Victoria Vieira-Potter and
Jaapna Dhillon
编辑推荐:
本推荐旨在为读者介绍一篇探索膳食干预对肥胖相关慢性炎症影响的前沿研究。文章聚焦于杏仁——一种富含不饱和脂肪、抗氧化剂和抗炎微量营养素的食物,探讨其在自由生活条件下,每日摄入(57克/天,持续6周)对中青年肥胖成人(BMI 30-45 kg/m2)的炎症和免疫标志物的影响。研究发现,与等热量的超加工饼干零食相比,摄入杏仁在不改变体重的情况下,显著降低了血清促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α、IFN-γ)水平,并改善了整体饮食质量。这项研究为将杏仁纳入健康饮食模式以减轻肥胖相关炎症提供了直接证据。
1. 引言
肥胖是一种慢性低度全身性炎症状态,其特征是循环促炎细胞因子浓度升高和固有免疫细胞群的可测量变化。脂肪组织的扩张加剧了炎症信号传导,导致免疫细胞激活,最终加重全身炎症。这种持续的炎症反应是肥胖与胰岛素抵抗、2型糖尿病和心血管并发症风险增加相关联的关键生物学机制。
饮食是帮助减轻肥胖中观察到的慢性低度全身炎症的可调节因素。在各种健康饮食模式中,地中海(MED)式饮食模式一贯显示出对炎症和免疫标志物的有益影响。坚果是高质量饮食模式的核心组成部分,可能极大地促成与这些饮食模式相关的抗炎效果。杏仁,作为全球消费最广泛的树生坚果之一,提供了多种营养素和生物活性化合物,包括单不饱和脂肪、维生素E、锌、镁、多酚,这些对于调节炎症、免疫功能和氧化应激非常重要。
迄今为止,关于杏仁与炎症的大部分证据来自系统综述和荟萃分析,这些分析包含了不同体重指数(BMI)类别、年龄范围和健康状况的研究。虽然一些试验招募了肥胖个体,但这些分析通常将超重和肥胖个体合并,或包含了混合坚果干预(其中杏仁的独立效应无法被分离),或涵盖了广泛的年龄范围,这增加了异质性,降低了精确性,并限制了对炎症标志物做出肥胖特异性推断的能力。鉴于炎症水平随肥胖程度和年龄而变化,在基线炎症水平较高的人群(如中年肥胖成人)中,过度的变异性可能会掩盖可检测的杏仁干预效应。因此,本随机、对照、平行臂临床试验的主要目的是研究在自由生活、体重稳定的中年肥胖成人中,连续六周每日摄入杏仁对全身免疫和炎症标志物的影响。
2. 材料与方法
本研究涉及人类参与者的程序获得了密苏里大学哥伦比亚分校机构审查委员会的批准,并在ClinicalTrials.gov上注册。
2.1. 参与者特征
参与者通过公共广告招募。纳入标准包括:年龄30-45岁,BMI为30-45 kg/m2,愿意保持一致的饮食和活动模式,愿意食用研究食物,过去一年内为非吸烟者,以及体重稳定(过去3个月内变化不超过5公斤)。总共筛选了90名个体以确定参与资格,69名参与者开始了研究。
2.2. 研究设计
本研究为为期6周的随机、对照、平行臂干预。参与者被随机分配到两个研究组之一:整粒天然干烤杏仁(n = 38;57克/天(2盎司);322千卡)或等热量对照饼干(n = 31;66克(6块饼干);325千卡)。选择饼干作为对照是因为它代表了北美典型的加工零食,旨在反映该目标人群现有的饮食暴露。参与者根据个人偏好将分配的食物纳入其日常饮食,并保持其习惯的饮食和身体活动习惯。在这个自由生活试验中未提供饮食咨询。在基线和第3周检查访视时分发研究食物。通过每日发送短信询问参与者是否食用了研究食物及食用时间(上午、下午、晚上)来监测对研究食物摄入的主观依从性。
2.3. 样本量计算与分组随机化
本研究的样本量计算参考了先前一项干预研究的初步数据。假设中等效应大小(Cohen’s d = 0.6),双尾α为0.05,功效为80%,估计每组约25-30名参与者足以在6周内检测到大多数标志物的差异。为了考虑预期的流失率(约10-20%),我们计划每组招募约34-38名参与者以达到每组约30名完成者。随机化分组使用Microsoft Excel生成的限制性1:1分配序列进行。这是一项单盲试验,临床和实验室分析员对分组分配设盲。
2.4. 结果指标
本研究的主要结果是免疫和炎症标志物。次要结果包括人体测量学、心血管、饮食和食欲评分指标。
2.4.1. 血液免疫和炎症标志物
在至少禁食8小时后,通过蝶形针静脉穿刺采集血样。使用EDTA管采集用于白细胞(WBC)评估的血样。通过Quest Diagnostics实验室使用计数和显微镜方法评估白细胞分类计数。血清样品在-80°C下保存直至分析。使用Invitrogen的商业ELISA试剂盒定量测定空腹血清中炎症标志物TNF-α、IFN-γ、IL-6和IL-10的浓度。
2.4.2. 血液代谢及其他标志物
使用YSI 2300 STAT Plus设备通过酶促安培葡萄糖氧化酶法测量空腹血糖浓度。使用Elabscience的商业酶法比色法测定空腹血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度。低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)使用Friedwald公式计算。 空腹血清胰岛素浓度使用Millipore的商业ELISA试剂盒定量。使用公式计算胰岛素敏感性和抵抗指数。通过Quest Diagnostics实验室使用色谱法分析生育酚浓度。
2.4.3. 人体测量学和血压结果
使用身高计测量身高。在穿着轻薄衣物的情况下使用标准校准电子秤测量体重。使用标准卷尺分别在躯干最窄处和臀部-臀区最宽处记录腰围和臀围。参与者静坐五分钟后,使用欧姆龙自动血压计在非优势手臂上测量静息收缩压和舒张压。使用生物电阻抗分析在仰卧位评估身体成分指数。
2.4.4. 饮食结果
在6周干预前后,使用NCI的半定量过去一个月版本饮食史问卷III收集饮食数据。使用R中的饮食指数包分析总的和详细的饮食营养素构成,并计算健康饮食指数(HEI)、阻止高血压的膳食方法(DASH)和地中海(MED)饮食模式指数。干预前后还进行了使用ASA24膳食评估工具的自我管理单一24小时膳食回顾。
2.4.5. 自由生活食欲评分
使用100毫米视觉模拟量表的电子版本测量饥饿感、饱腹感、进食欲望和预期消费的强度,量表端点从“完全没有”到“极度”。参与者在清醒时间的24小时内每小时记录他们的反应。计算上午、下午、晚上和总12小时期间的曲线下面积(AUC)指数。
2.4.6. 接受度和适口性评分
使用9分制食物行为评定量表评估杏仁和饼干的每周可接受性。此外,通过享乐性通用标记量值量表(gLMS)每周评估食物的适口性。
2.5. 统计分析
在R中进行统计分析。使用lmerTest包进行线性混合模型分析。当观察到显著的周×组交互作用时,使用emmeans包计算估计边际平均值并进行计划对比。还拟合了基线调整的线性回归模型以评估第6周时的组间差异,同时调整结果的基线值。缺失结果数据在基线调整分析中通过链式方程的多重插补处理。
3. 结果
3.1. 参与者人体测量学、心血管和生化特征
在6周干预期间,体重、腰围和臀围、血压、血清葡萄糖、胰岛素、胰岛素敏感性和抵抗指数、生育酚浓度以及血清脂质谱在组间没有差异。高密度脂蛋白胆固醇浓度在杏仁组中高于饼干组,但这主要是由于饼干组的高密度脂蛋白胆固醇有下降趋势所致。
3.2. 研究食物依从性、接受度和适口性
两组的主观依从性百分比均很高(杏仁:93.9%,饼干:92.5%),未观察到显著的组间差异。食用时间也没有组间差异。总体而言,杏仁的接受度高于饼干,但适口性相似。接受度和适口性在干预的后续几周有所下降,组间变化相似。
3.3. 食欲评分
在6周干预期间,饥饿感、进食欲望或预期消费评分的上午、下午、晚上或12小时AUC未观察到组间差异。
3.4. 饮食评估
对过去一个月饮食史问卷数据的能量调整分析显示,在6周干预结束时,杏仁组的总单不饱和脂肪、油酸、总纤维、不溶性纤维、α-生育酚、β-生育酚、钙、镁、锰、磷、锌以及HEI、MED和DASH的饮食模式评分高于饼干组,而δ-生育酚、γ-生育酚和精制谷物摄入量低于饼干组。尽管在第6周时蛋白质和钾摄入量没有基线调整后的组间差异,但显著的组×周交互作用表明饼干组的蛋白质和钾摄入量在6周干预期间有所下降。单次ASA24膳食回顾数据也反映了杏仁组在第6周时单不饱和脂肪、油酸、α-生育酚和磷的摄入量较高。
3.5. 免疫和炎症标志物评估
总体而言,在6周干预期间,免疫标志物没有组间差异。然而,与饼干相比,食用杏仁6周导致IL-6、TNF-α和IFN-γ的浓度降低。对于抗炎标志物IL-10,在第6周未观察到基线调整后的组间差异;然而,显著的组×周交互作用表明,杏仁组中IL-10随时间的增加大于饼干组。
4. 讨论
与等热量的超加工饼干零食相比,食用杏仁六周降低了血清促炎细胞因子浓度,包括IL-6、TNF-α和IFN-γ。这些炎症标志物的改善发生在体重维持条件下,并伴随着整体饮食质量的改善以及杏仁相对于饼干更高的接受度。有趣的是,除了饼干消费导致HDL-C有下降趋势外,这种超加工食品并未影响其他生理或炎症标志物。由于在六周期间未观察到其他心脏代谢标志物的变化,这一模式支持了以下解释:低度炎症的变化可能发生得更早,并可能先于可检测到的心脏代谢标志物变化,而后者可能需要更长时间才能显现。
观察到的IL-6、TNF-α和IFN-γ的降低表明,每日摄入杏仁可能有助于将肥胖成人的全身炎症信号平衡转向促炎性较低的状态。杏仁干预未影响系统固有或适应性免疫细胞计数。这与当前的理解一致,即肥胖相关的慢性炎症主要由脂肪组织内的局部免疫细胞浸润和激活驱动,这导致了全身性炎症,但不一定会导致短时间内总循环免疫细胞数量的大幅波动。
杏仁摄入增加了α-生育酚(维生素E)的摄入量。然而,在六周期间,两组之间血清α-生育酚浓度未观察到显著差异。这与之前的发现一致,表明在基线浓度正常的个体中,适度的饮食增加可能不会迅速改变循环水平。高依从率以及杏仁相比饼干更高的接受度评分,突显了将杏仁纳入习惯性饮食模式的可行性。有趣的是,由于其甜味和超加工特性,饼干可能被预期为更可口,但在适口性上没有差异,参与者总体评价杏仁更可接受。食欲评分在杏仁和饼干消费后保持稳定。重要的是,两组的体重都保持稳定,表明在6周内对超加工饼干零食和杏仁都进行了有效的能量补偿。
5. 结论
本研究的优势包括其对照设计、高参与者依从性以及严格的BMI和年龄标准。然而,样本量虽然足以检测细胞因子浓度的变化,但检测免疫细胞分布变化的能力可能有限。其他限制涉及IL-10测定的质量控制问题,这可能由于统计功效不足而阻碍了检测真实效应。相对较短的持续时间限制了关于这些效应长期可持续性的结论。此外,参与者除了肥胖外总体健康,在患有更晚期代谢疾病的人群中效果可能不同。由于未预先设定关于性别差异的假设,招募未按性别分层,限制了得出性别特异性效应结论的能力。
总之,本研究提供了新的证据,表明在自由生活条件下,每日摄入杏仁可以改善中年肥胖成人的炎症状况,且不依赖于体重变化。这些结果,连同观察到的饮食质量改善,支持将杏仁作为饮食策略的一个实用组成部分,以帮助减轻肥胖相关炎症。可能需要更长期、样本量更大的研究来确定观察到的炎症改善是否介导了肥胖中心脏代谢结果的改善。此外,功能性免疫学分析和免疫表型分析可以为了解杏仁诱导的炎症改善的潜在机制提供进一步的见解。未来的研究也应该专门设计并有足够功效来评估基于性别的差异。