脂肪 / 脂质
脂肪(脂质)是一大类疏水性生物分子,每克提供 9 kcal(37.7 kJ)能量,是能量密度最高的宏量营养素。膳食脂肪由甘油三酯(一个甘油骨架连接三个脂肪酸)构成,按脂肪酸饱和度分为饱和脂肪、单不饱和脂肪和多不饱和脂肪。必需脂肪酸(亚油酸和 α-亚麻酸)人体无法合成,必须从膳食中获取。^[IOM (2005). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids]^ ^[WHO (2018). REPLACE Trans Fat]^]
Overview
脂肪是细胞膜的结构成分(磷脂双分子层)、类固醇激素(如雌激素、睾酮、皮质醇)和信号分子(如前列腺素、白三烯)的前体,也是脂溶性维生素(A、D、E、K)的载体和吸收促进因子。脂肪组织(白色和棕色)还承担能量储存、保温和内分泌功能。
膳食脂肪的质量对心血管和代谢健康的影响远大于总脂肪摄入量。用多不饱和脂肪和单不饱和脂肪替代饱和脂肪和反式脂肪,可显著降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和心血管疾病风险。WHO 设定了到 2023 年消除工业反式脂肪的目标。
Key Facts
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 能量系数 | 9 kcal/g(37.7 kJ/g) |
| AMDR(总脂肪) | 20%–35% 总能量摄入(成人);25%–35%(儿童 4–18 岁);30%–40%(1–3 岁) |
| 必需脂肪酸 | 亚油酸(LA,n-6)和 α-亚麻酸(ALA,n-3),人体缺乏 Δ12 和 Δ15 去饱和酶 |
| n-6 PUFA AI | 男性 17 g/天;女性 12 g/天(19–50 岁,基于中位数摄入量) |
| n-3 PUFA AI | 男性 1.6 g/天;女性 1.1 g/天(ALA);EPA+DHA 无独立 RDA,但建议 250–500 mg/天 |
| 饱和脂肪上限 | <10% 总能量(WHO 建议);<7%(AHA 建议,用于降低心血管风险) |
| 反式脂肪上限 | <1% 总能量(WHO);理想为 0%(工业反式脂肪) |
| 胆固醇上限 | IOM 未设定 UL,但建议限制高胆固醇食物摄入(尤其是高饱和脂肪来源) |
| 必需脂肪酸缺乏 | 罕见,但长期极低脂饮食或脂肪吸收不良可导致皮炎、脱发、伤口愈合延迟 |
Functions & Benefits
1. 能量供应与储存
脂肪是最高效的能量储存形式。1 kg 体脂可储存约 7700 kcal 能量,而同等重量的糖原仅储存约 4000 kcal(且糖原结合约 3 倍重量的水)。在长时间禁食或耐力运动中,脂肪氧化成为主要能量来源(尤其是低强度有氧运动)。^[IOM (2005)]
2. 细胞膜结构
磷脂和胆固醇是细胞膜的主要结构成分。脂肪酸的饱和度影响膜的流动性和功能:饱和脂肪使膜更刚性,不饱和脂肪(尤其含双键)增加膜流动性。细胞膜流动性对受体功能、信号传导和物质运输至关重要。
3. 脂溶性维生素吸收
维生素 A、D、E、K 是脂溶性维生素,需要膳食脂肪作为载体才能有效吸收。极低脂饮食(<10% 能量)可能损害这些维生素的吸收。胆汁盐将脂肪乳化后,胰脂肪酶将其水解为单酰甘油和游离脂肪酸,与胆盐形成混合微胶粒,促进脂溶性维生素的吸收。
4. 激素与信号分子前体
- 类固醇激素:胆固醇是肾上腺皮质激素(皮质醇、醛固酮)、性激素(雌激素、孕激素、睾酮)和维生素 D 的合成前体。
- 类花生酸(Eicosanoids):n-6 和 n-3 脂肪酸通过环氧合酶(COX)和脂氧合酶(LOX)途径转化为前列腺素、血栓素和白三烯,调节炎症、凝血和免疫反应。n-6 衍生类花生酸通常促炎,n-3 衍生类花生酸通常抗炎。
- 内源性大麻素:花生四烯酸衍生的大麻素(如 AEA、2-AG)参与食欲调节、疼痛感知和情绪调控。
5. 器官保护与体温调节
内脏周围的脂肪组织(如肾周脂肪、心包脂肪)提供缓冲保护。皮下脂肪是热的不良导体,减少热量散失。棕色脂肪组织(BAT)富含线粒体,通过解偶联蛋白 1(UCP1)将能量以热能形式释放,在婴儿和非颤抖性产热中发挥重要作用。
Classification
按脂肪酸饱和度分类
| 类型 | 结构特点 | 主要来源 | 健康影响 |
|---|---|---|---|
| 饱和脂肪 (SFA) | 碳链无双键 | 红肉、全脂乳制品、黄油、椰子油、棕榈油 | 升高 LDL-C,过量增加心血管风险;但短链 SFA(如丁酸)对肠道有益 |
| 单不饱和脂肪 (MUFA) | 含一个双键 | 橄榄油、牛油果、坚果、菜籽油 | 降低 LDL-C,维持或升高 HDL-C,地中海饮食核心脂肪 |
| 多不饱和脂肪 (PUFA) | 含两个或以上双键 | 鱼油、亚麻籽油、核桃、葵花籽油、玉米油 | 降低 LDL-C 和甘油三酯,但高 n-6 摄入可能促炎(存在争议) |
| 反式脂肪 (TFA) | 双键氢原子位于碳链异侧(反式构型) | 部分氢化植物油、烘焙食品、油炸食品、人造黄油 | 同时升高 LDL-C 和降低 HDL-C,显著增加心血管风险;WHO 目标消除工业 TFA |
按脂肪酸碳链长度分类
| 类型 | 碳链长度 | 代表脂肪酸 | 来源 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 短链脂肪酸 (SCFA) | <6 C | 丁酸 (C4:0)、丙酸 (C3:0)、乙酸 (C2:0) | 膳食纤维结肠发酵 | 肠上皮主要能量来源,调节免疫和代谢 |
| 中链脂肪酸 (MCFA) | 6–12 C | 辛酸 (C8:0)、癸酸 (C10:0)、月桂酸 (C12:0) | 椰子油、棕榈仁油、MCT 油 | 直接经门静脉运输,快速氧化供能,生酮效应强 |
| 长链脂肪酸 (LCFA) | 13–21 C | 油酸 (C18:1)、亚油酸 (C18:2)、DHA (C22:6) | 大多数膳食脂肪 | 经淋巴系统(乳糜微粒)运输 |
| 极长链脂肪酸 (VLCFA) | ≥22 C | 神经酸 (C24:1)、DHA (C22:6) | 神经组织、鱼油 | 神经髓鞘和视网膜的重要成分 |
必需脂肪酸
| 脂肪酸 | 分类 | 主要来源 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 亚油酸 (LA, C18:2 n-6) | n-6 PUFA | 植物油(葵花籽油、玉米油、大豆油)、坚果 | 花生四烯酸(ARA)前体,参与炎症和免疫调节 |
| α-亚麻酸 (ALA, C18:3 n-3) | n-3 PUFA | 亚麻籽油、奇亚籽、核桃、菜籽油 | EPA 和 DHA 前体,但转化率低(<5% 转 EPA,<0.5% 转 DHA) |
注:EPA 和 DHA 虽可由 ALA 转化而来,但转化效率极低,因此被视为"条件必需"或功能性必需脂肪酸。详见 Omega-3 页面。
Mechanisms
脂肪酸氧化
长链脂肪酸进入线粒体需要肉碱穿梭系统(carnitine shuttle):脂肪酸在细胞质中被激活为脂酰辅酶 A,由肉碱棕榈酰转移酶 I(CPT1)催化与肉碱结合,经肉碱-酰基肉碱转位酶(CACT)穿过线粒体内膜,再由 CPT2 重新转化为脂酰辅酶 A,进入 β-氧化途径生成乙酰辅酶 A,进入三羧酸循环和氧化磷酸化。
中链脂肪酸(MCFA)无需肉碱穿梭,可直接扩散进入线粒体,因此氧化更快,生酮效应更强。^[IOM (2005)]
n-6 / n-3 竞争与炎症调节
n-6(花生四烯酸,ARA)和 n-3(EPA)共用相同的去饱和酶和环氧合酶(COX)/脂氧合酶(LOX)途径。当 n-6:n-3 比例过高时(现代西方饮食可达 15:1–20:1),ARA 衍生促炎类花生酸(PGE2、LTB4)占优;增加 n-3 摄入可降低 n-6:n-3 比例,促进 EPA 衍生的抗炎介质(resolvins、protectins、maresins)生成。传统狩猎-采集饮食的 n-6:n-3 比例约为 1:1–4:1。
Dietary Reference Intakes
美国 IOM (2005) DRI
| 项目 | 成人 (19–50 岁) | 儿童 (4–18 岁) | 幼儿 (1–3 岁) |
|---|---|---|---|
| 总脂肪 AMDR | 20–35% 能量 | 25–35% 能量 | 30–40% 能量 |
| n-6 LA (AI) | 男 17 g/d;女 12 g/d | 10–16 g/d | 7 g/d |
| n-3 ALA (AI) | 男 1.6 g/d;女 1.1 g/d | 0.9–1.6 g/d | 0.7 g/d |
注:IOM 未设定总脂肪、SFA、MUFA 或胆固醇的 RDA/EAR,仅设定了 AMDR 和 AI(针对必需脂肪酸)。
WHO 建议
| 项目 | 建议 |
|---|---|
| 总脂肪 | 15–30% 总能量(取决于能量需求和活动水平) |
| 饱和脂肪 | <10% 总能量;<7% 用于降低心血管风险 |
| 反式脂肪 | <1% 总能量;消除工业反式脂肪 |
| n-6 PUFA | 2.5–9% 总能量 |
| n-3 PUFA | 0.5–2% 总能量 |
| EPA+DHA | 250–500 mg/天(二级预防 1–2 g/天) |
Deficiency & Excess
缺乏
- 必需脂肪酸缺乏(EFAD):长期极低脂饮食(<10% 能量)、脂肪吸收不良(如囊性纤维化、胆道梗阻、慢性胰腺炎)或长期全肠外营养(TPN)缺乏脂质补充时可发生。表现为皮肤干燥、皮炎、脱发、伤口愈合延迟、生长迟缓(儿童)、免疫功能下降和血小板功能障碍。
- 脂溶性维生素缺乏:极低脂饮食导致维生素 A、D、E、K 吸收不良,引起夜盲症、骨质疏松、神经肌肉功能障碍和凝血异常。
- MCFA 补充适应:MCT 油在脂肪吸收障碍疾病(如乳糜泻、短肠综合征、胆道闭锁)中用作替代能量来源,因其不依赖胆汁和胰脂肪酶即可吸收。
过量
- 肥胖:脂肪能量密度高(9 kcal/g),过量摄入易导致能量过剩和体重增加。
- 心血管疾病:过量饱和脂肪和反式脂肪摄入升高 LDL-C 和 apoB,促进动脉粥样硬化。
- 2 型糖尿病:高 SFA 摄入与胰岛素抵抗和肝脂肪堆积相关。
- 某些癌症:高饱和脂肪和红肉摄入与结直肠癌风险轻度增加相关(证据强度中等)。
Food Sources
健康脂肪来源
| 食物/油脂 | 主要脂肪类型 | 特点 |
|---|---|---|
| 特级初榨橄榄油 | MUFA(73%) | 地中海饮食核心,富含橄榄多酚 |
| 牛油果 | MUFA(67%) | 含纤维、钾和类胡萝卜素 |
| 核桃 | PUFA(47% n-6 + 9% ALA) | 植物来源 n-3 最丰富的坚果 |
| 亚麻籽油 | ALA(53%) | 最丰富的 ALA 来源,不耐高温 |
| 奇亚籽 | ALA(17 g/100g) | 富含纤维和钙 |
| 三文鱼 | EPA+DHA(2–3 g/100g) | 最优质的 n-3 来源 |
| 鲭鱼 | EPA+DHA(2.5–5 g/100g) | n-3 含量最高的常见鱼类 |
| 杏仁 | MUFA(32%)+ PUFA(13%) | 富含维生素 E 和镁 |
应限制的脂肪来源
| 食物/油脂 | 主要风险成分 | 替代建议 |
|---|---|---|
| 人造黄油(含部分氢化油) | 工业反式脂肪 | 橄榄油、牛油果油 |
| 起酥油 | 工业反式脂肪 | 黄油(适量)或椰子油 |
| 油炸食品 | 反式脂肪、氧化脂肪 | 空气炸或烘焙 |
| 加工肉类 | 饱和脂肪 + 钠 + 亚硝酸盐 | 鱼、禽肉、豆类 |
| 棕榈油(精炼) | 高 SFA(50%) | 橄榄油、菜籽油 |
Supplements
MCT 油(中链甘油三酯)
- 组成:主要含辛酸(C8:0,约 55–65%)和癸酸(C10:0,约 35–45%),少量月桂酸(C12:0)。
- 机制:MCFA 分子小、水溶性好,无需胆汁乳化和胰脂肪酶水解即可吸收,经门静脉直接进入肝脏快速氧化供能或转化为酮体。
- 用途:生酮饮食辅助、运动表现、脂肪吸收障碍疾病、阿尔茨海默病(酮体替代葡萄糖供能理论)、体重管理(增加 satiety 和能量消耗)。
- 剂量:通常 1–3 汤匙/天(15–45 mL),分次摄入。过量可导致腹泻、腹痛和恶心。
- 注意:C8(辛酸)比 C10 更快产生酮体,C12(月桂酸)代谢特性更接近 LCFA。优质 MCT 油应含较高 C8 比例。
其他脂肪补充剂
- 鱼油 / Omega-3:详见 Omega-3 页面。EPA+DHA 补充剂用于心血管健康、抗炎和认知支持。
- 亚麻籽油 / 奇亚籽油:植物来源 ALA,适合素食者。但 ALA 转化为 EPA/DHA 效率低,素食者可能需要藻油 DHA 补充剂。
- 共轭亚油酸(CLA):一种天然存在于反刍动物脂肪中的 n-6 PUFA, marketed 用于减脂和增肌,但临床证据不一致,长期安全性不明。
- 磷虾油:含 EPA/DHA(磷脂形式),兼含虾青素。吸收率可能优于鱼油,但价格更高。
- 牛油果油:高 MUFA,烟点高(270°C),适合高温烹饪。也可作为补充剂(软胶囊)摄入。
Interactions
- 脂溶性维生素(A、D、E、K):膳食脂肪促进其吸收。极低脂饮食或奥利司他(脂肪酶抑制剂)使用会显著降低吸收率。维生素 E 和 K 高剂量补充可能相互作用(高剂量维生素 E 可能拮抗维生素 K 的凝血功能)。
- Omega-3 与 Omega-6:两者竞争相同的代谢酶(去饱和酶、COX、LOX)。高 n-6 摄入可能稀释 n-3 的抗炎效应。
- 碳水化合物与脂肪:高碳水饮食促进脂肪从头合成(de novo lipogenesis),将多余碳水化合物转化为脂肪酸。高脂饮食可能减少葡萄糖氧化,增加胰岛素抵抗风险。
- 纤维:可溶性纤维(如果胶、β-葡聚糖)可与胆汁酸结合,促进胆固醇排泄,降低 LDL-C。
- 他汀类药物:高剂量 n-3 脂肪酸(EPA 4 g/天)与他汀联用可进一步降低甘油三酯,但需监测出血风险。
Safety
- 一般安全:膳食脂肪是安全的,IOM 未设定总脂肪的 UL,但设定了 AMDR 上限(35% 能量)。
- 极低脂饮食:长期脂肪摄入 <15% 能量可能导致必需脂肪酸缺乏、脂溶性维生素吸收不良和激素合成障碍。
- 高剂量鱼油:>3 g/天 EPA+DHA 可能增加出血风险(尤其与抗凝药物联用时),抑制免疫反应,延长出血时间。
- MCT 油:过量摄入引起胃肠道不适(腹泻、绞痛)。肝病患者慎用高剂量 MCT。
- 反式脂肪:工业反式脂肪无安全摄入量,应完全避免。WHO "REPLACE" 行动计划目标全球消除工业反式脂肪。
- 氧化脂肪:高温反复使用的油脂和多不饱和脂肪的氧化产物(如醛类)具有细胞毒性,应避免食用氧化酸败的油脂。