麸质是一种复杂的蛋白质混合物,包含数百种相关但不同的蛋白,广泛存在于小麦、大麦、黑麦、燕麦等谷物及其杂交品系中。例如,小麦中的麦醇溶蛋白(Gliadin)和黑麦中的黑麦碱等贮存蛋白,均属于麸质的一部分。将小麦粉用水洗去淀粉后,剩下的部分就是麸质,通常被称为“面筋”。许多食品中都有麸质的身影,特别是以小麦等谷物为原料制作的食品,如面包、啤酒和饼干等。
麸质是小麦最主要的贮存蛋白,约占小麦总蛋白的85%。小麦是全球种植面积最大的作物,也是大多数国家的主要碳水化合物来源,其世界贸易量甚至超过了其他所有作物的总和。因此,作为世界上最重要的主食之一,小麦及其制品在全球饮食结构中几乎不可替代。据调查,2015年中国每人每天平均消费小麦面粉120.7克,约83.2%的中国人会食用小麦,可以说,小麦和麸质在中国传统饮食中占据着举足轻重的地位。
有趣的是,“麸质”一词来源于拉丁语中的“胶水”,它具有独特的黏性,以及一定的热稳定性和延展性。在现代食品工艺中,麸质不仅能作为多种食品的原材料,也常作为食品添加剂应用于加工过程中。例如,麸质在面团中形成紧密的蛋白网络,能够提升面团的弹性、黏度和持气能力,进而影响食品品质。麸质添加剂可调整食品口感、改善风味及保持水分,如作为乳化剂结合加工肉制品和脂肪;亦可用于替代相对昂贵的动物蛋白,如在降低成本的同时改善冰激淋的口感,甚至广泛应用于宠物食品的塑形。麸质是现代饮食市场中的重要组成部分。
麸质与健康的关系
在日常饮食中,麸质是重要的蛋白质来源,是合理膳食结构的一环。研究表明,每日摄入60~80 g麸质有助于降低血压、血脂,减少细胞氧化,麸质中的寡肽能够与自由基反应,展现出良好的抗氧化能力,而且能抑制血管紧张素转化酶活性,有助于血管扩张。麸质水解物中的谷氨酰胺肽(GP)可以显著增强健康人的自然杀伤细胞(NK)活性,增强免疫系统功能。另外一项研究发现,一定的麸质摄入可能降低2型糖尿病的患病风险。此外,麸质不完全分解产生外啡肽,可发挥阿片样作用,抑制中枢神经系统对肠道炎症的疼痛反应。
虽然麸质对大多数人都没有明显的威胁,但对于少部分麸质不耐受人群,麸质可能会诱发多种疾病。丹麦的一项大型队列研究表明,母亲在怀孕期间的麸质摄入量与孩子罹患1型糖尿病的风险成正比,麸质可能是1型糖尿病的致病因素之一。另外,在儿童3月龄或3月龄之前引入含麸质食物会增加胰岛自身免疫的风险。麸质也是一种重要的致敏原,尤其对于儿童和青少年,应特别关注其可能带来的影响。
揭秘麸质的“毒性”密码
麸质主要由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白构成,两者各占约50%。麦醇溶蛋白被认为是引发不良免疫反应的罪魁祸首,由于其包含一些对胃肠道中蛋白酶水解具有高度抗性的肽序列,主要由脯氨酸和谷氨酰胺构成。人体的消化酶无法将其分解,导致这些肽序列可以在小肠黏膜上聚集,持续刺激肠黏膜发生免疫反应,而长期保持过量摄入,可能会导致肠道持续处于炎症微环境中,导致炎症转化的风险。当然,除了麦醇溶蛋白以外,还有多种麸质蛋白或肽序列能够引起类似的不良免疫。α-醇溶蛋白中的p31-43和33-mer肽序列,是麦醇溶蛋白相关炎症反应的重要参与者。
麸质会诱发哪些疾病?
乳糜泻 乳糜泻(CeD)是一种因麸质而引发的自身免疫性疾病。据相关数据显示,其在全球成人与儿童群体里的发病比例约为1%。研究表明,世界各地有关该疾病的患病情况存在差异,从血清检测结果来看,约1.4%的人群呈现阳性反应,而通过活检确定患病的比例约为0.7%。在我国,乳糜泻还未得到广泛的认知与重视,其诊断存在“冰山现象”——被明确诊断的患者仅仅只是冰山一角。一项针对中国广东的研究发现,普通人群中血清阳性率仅约0.27%,然而高危人群中的血清阳性率却可高达8.34%,活检阳性率约为4.44%,并且北方地区患者的血清阳性率高于南方。
乳糜泻的发病是遗传因素与环境因素共同作用的结果。遗传方面,几乎所有患者都携带HLA-DQ2和DQ8基因,其中近95%的患者带有HLA-DQ2。除了这两个主要基因外,一些其他基因,以及肠道内微生物的种类与分布情况、某些肠道病毒等因素,也都与乳糜泻的发病机制有所关联。
环境因素主要是对麸质的不耐受。当人体摄入麸质后,会产生一些难以被人体消化酶分解的肽段。这些片段会与体内特定的抗体蛋白结合,然后被免疫细胞识别,免疫细胞便会释放出多种引发炎症的因子,从而导致肠道出现一系列病变。如肠道上皮淋巴细胞数量增多、隐窝出现异常增生、绒毛发生萎缩等情况,同时还会促使一些免疫细胞产生针对麸质的抗体。
麸质及其相关蛋白本身具有刺激先天免疫反应的特性,例如p31-43肽在乳糜泻病变过程中能够激活先天免疫反应,导致正常的肠黏膜结构被破坏。有一种作用于谷氨酸的酶——转谷氨酰胺酶2(tTG-2)——是乳糜泻患者自身抗体的重要靶标,能使谷氨酸转变为谷氨酰胺,因此更容易引起异常免疫。值得一提的是,tTG-2几乎在所有患者体内都存在,因此它成为诊断乳糜泻的关键指标之一,具有很高的准确性和特异性。
非乳糜泻麸质敏感性疾病 非乳糜泻麸质敏感性疾病(NCGS)的概念于2011年首次明确提出,它是指在排除乳糜泻与小麦过敏之后,患者在摄入麸质或其他谷物成分后出现的一系列肠道或肠道外症状的综合征,比如腹痛、腹胀、腹泻、疲劳、头痛、肌肉和关节疼痛、湿疹等。由于目前缺乏特定的诊断生物标志物,很难准确统计其患病率,相关调查估计其患病率在0.49%~14.9%之间。NCGS的诊断主要是先排除乳糜泻与小麦过敏,后对饮食进行调整,即从饮食中排除或减少麸质摄入后观察症状是否缓解。麸质激发试验是诊断该疾病的重要方法之一。
在发病机制方面,先天免疫在非乳糜泻麸质敏感性疾病中起着主导作用。NCGS的先天免疫反应弱于乳糜泻与小麦过敏,适应性免疫反应也弱于乳糜泻,症状较二者也相对较轻。有研究认为淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂(ATIs)在非乳糜泻麸质敏感性疾病的发病过程中发挥了一定作用。FODMAP是一类短链碳水化合物,包括低聚果糖、双糖、单糖、多元醇等,它可能是引发NCGS肠道症状的关键因素。有研究表明,限制 FODMAP的摄入有助于改善NCGS患者的胃肠道症状。另外,因为NCGS的发病诱因不局限于麸质,所以有人认为“非乳糜泻小麦敏感性疾病”(NCWS)这个名称更为合适。
小麦过敏 小麦过敏(WA)是由于接触小麦中的特定蛋白而引发的不良免疫反应。麸质是小麦蛋白中的主要免疫原性成分,是引起小麦过敏的主要原因,当然小麦中的一些其他蛋白成分也可能引起小麦过敏。在欧洲地区,小麦过敏的发病率大约为1.4%。在我国,小麦过敏在食物过敏中占据了相当大的比例,约37%的食物过敏是由小麦引起的,成人食物过敏反应中42%与小麦相关。
就症状而言,在摄入小麦后,会出现诸如呕吐、腹痛、皮肤上起荨麻疹、脸部或身体其他部位肿胀、哮喘发作、流鼻涕等多种过敏症状。在临床上常见的病症有小麦食物过敏、面包师哮喘、特应性皮炎、荨麻疹、小麦相关性运动诱发性过敏反应(WDEIA)等。面包师哮喘、食物过敏和特应性皮炎等一般过敏反应与包括ATIs在内的多种小麦蛋白有关。WDEIA则是在食用小麦后,因运动或者服用某些药物、饮酒等辅助因素才会触发的过敏反应。
小麦过敏原不耐受是诱发过敏反应的重要前提条件。当肠道上皮因为炎症、创伤等因素受损时,会使一些蛋白更多地暴露出来,肠道受到蛋白刺激而分泌一系列促炎物质,这些物质会诱导免疫失调反应。当患者再次接触小麦过敏原时,炎性介质与细胞因子会快速释放并持续产生,使得过敏反应不断延续。
麸质如何影响神经系统和自身免疫性疾病?
近年来,除了由麸质直接诱发的疾病以外,麸质与多种神经系统和自身免疫性疾病的关联逐渐受到科学家的关注。研究表明,麸质可能通过免疫系统引发一系列病理反应,影响肠道屏障、血脑屏障,改变肠道菌群,以及诱发神经系统症状。麸质可能影响肠道通透性,使肠道屏障功能受损,还可能导致有害物质进入血液,引发全身炎症反应。血脑屏障是保护大脑免受有害物质侵入的重要防线,当身体处于炎症状态时,血脑屏障的完整性可能受到影响,使原本无法进入大脑的物质得以穿透,进而干扰大脑的正常功能。不同疾病之间虽然机制各异,但麸质引发的免疫反应常常是它们的共同点。
神经系统疾病 乳糜泻患者常常会表现出一定的神经系统症状,最常见的包括麸质共济失调(GA)、周围神经病变、癫痫、脑雾和抑郁等。特别是GA患者,常表现为步态不稳、眼球震颤及构音障碍,其发病机制与免疫系统密切相关。由于小脑细胞的抗原与麸质抗原有一定的相似性,会导致一部分抗体错误地攻击小脑细胞造成损伤。
麸质还与精神分裂症的发病有关。精神分裂症是一种严重的慢性精神疾病,患者会出现幻觉、妄想、思维混乱、情感淡漠等症状。研究表明,精神分裂症患者的肠道和血脑屏障功能异常,在麸质导致免疫系统的过度反应后产生炎症,干扰神经递质的平衡,破坏神经细胞之间的正常通信,从而影响情绪、认知和行为等方面,产生精神分裂症状。并且,麸质对小肠的损伤会影响营养物质的吸收,特别是对大脑发育和功能至关重要的营养素,如维生素B族、锌、铁等,可能影响大脑的功能。此外,帕金森病和孤独症谱系障碍(ASD)患者也存在肠道通透性异常增加的情况,麸质相关的阿片肽可能穿透血脑屏障,干扰多巴胺神经元的正常功能,加重疾病症状。
自身免疫性疾病 麸质对桥本甲状腺炎和类风湿性关节炎(RA)等自身免疫性疾病也有显著影响。从遗传的角度讲,HLA基因被认为与麸质不耐受和桥本甲状腺炎、类风湿性关节炎的发病相关。免疫方面,麸质中的一些蛋白质成分(如麦醇溶蛋白)与甲状腺的抗原结构有一定的结构相似性,称为“分子模拟”。这会使麸质蛋白抗体将甲状腺错误识别为抗原,导致甲状腺抗体的生成并导致甲状腺组织损伤。类风湿性关节炎主要使患者免疫系统攻击自身关节组织,导致关节炎症、疼痛、肿胀等,而麸质诱发的系统性炎症会加重这一免疫过程。此外,麸质导致的肠道微生物失衡和抗炎性脂肪酸的吸收障碍也会进一步加重炎症反应。
无麸质饮食——治疗与营养的博弈
目前,无麸质饮食被视为预防与治疗麸质不耐受的最有效手段,许多患有麸质相关疾病(如乳糜泻、非乳糜泻麸质敏感性疾病等)的人,在严格遵循无麸质饮食后,症状明显好转,甚至部分患者的病情得到了有效控制。然而,尽管无麸质饮食在临床上被广泛应用,并且取得了积极的治疗效果,国际上尚未形成对无麸质饮食的共识定义。不同国家和地区的相关规定存在差异,这也给消费者和食品行业带来了一定的困惑。
中国食品药品监督管理总局于2017年首次发布了无麸质食品标准,通俗来讲,就是食品的原材料、添加剂及潜在的污染成分均不含麸质。
为了避免麸质的健康风险,麸质不耐受人群应尽量在日常饮食中避免摄入麸质。主食选择大米、小米、杂粮、薯类等,搭配新鲜的鱼、虾、贝类、肉类、蔬菜、水果、坚果等配菜,能最大程度地限制麸质摄入。然而,由于麸质在许多加工食品中的广泛存在,严格遵守无麸质饮食的生活方式可能会带来很多不便,特别是在外出就餐或购买加工食品时,控制麸质的摄入变得尤为困难。无论是推广严格无麸质饮食的理念,还是改进无麸质食品的生产工艺,都还有很长的路要走。
此外,随着无麸质饮食的流行,越来越多的人认为这种饮食方式有助于减肥或维持身材。虽然无麸质饮食在一定程度上确实有助于控制体重,但是,严格遵循无麸质饮食可能会导致某些营养素的缺乏,尤其是全麦纤维、微量营养素和矿物质的摄入不足。全麦食品是膳食纤维和重要微量营养素(如B族维生素、铁、锌等)的重要来源,过度限制全麦食品的摄入可能会导致便秘、营养不良等健康问题。此外,与正常饮食相比,无麸质饮食中的加工食品可能含有更高的脂肪和盐分,这对于需要控制体重或维持健康的个体来说,可能带来潜在的健康风险,因此不推荐健康人群进行无麸质饮食。
虽然无麸质饮食对有麸质不耐受的群体是必要的治疗手段,但对于健康人群而言,盲目追随这一饮食潮流可能并不明智。无麸质饮食并不是一种普适的健康饮食方式,健康的饮食结构应当是均衡的,包含丰富的营养来源和适量的各类食物。对于那些没有麸质不耐受或相关疾病的人群,维持正常饮食才是更为科学和可持续的选择。
科学认识麸质,合理选择饮食
麸质是日常饮食中常见而重要的一部分,对于大多数人而言是健康饮食的重要组成部分。然而,对于麸质不耐受或相关疾病患者来说,麸质可能引发严重的健康问题。因此,科学认识麸质对健康的双面影响,合理选择饮食方式,对保持健康尤为重要。如果怀疑自己对麸质不耐受,可以尝试减少摄入含麸质的食物,并观察症状是否有所缓解。或是选择玉米、大米、荞麦等无麸质替代品,帮助保持健康饮食,并避免摄入麸质。健康饮食的关键在于平衡与多样化,盲目追随饮食潮流可能适得其反。了解自身需求,科学饮食,才是迈向健康生活的最佳选择。
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本文作者崔昌泽是上海中医药大学在读硕士生;刘宇婧是上海中医药大学在读博士生;徐汉辰是上海中医药大学中医脾胃病研究所副所长、研究员,2020年上海市科技启明星获得者