牛奶(4)

调整生活方式的介入性干预对于防治2型糖尿病的重要意义（六 延伸 24 影响糖尿病的其它风险因子 – 高脂肪及高胆固醇 10）

牛奶中所含的其它营养成分（蛋白质类）

        

        参考由挪威学者Haug等人所提供的信息，每1升牛奶含有32克蛋白质。这些蛋白质具有很高的营养价值，包括提供人体无法合成而必须从食物中获取的必需氨基酸（共有9种：苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸以及组氨酸），提供酶类、抗体及免疫系统激活因子、生长因子、激素，以及抗菌性蛋白质等多种蛋白质类物质【1】。其中占牛奶蛋白质总量约80%的酪蛋白（casein）携带大量的钙离子和磷酸根，并且可以在胃壁上形成一层有利于消化的粘膜。在牛奶凝结制备奶酪之后，留下的液体是乳清（whey），其中含有水溶性更好的乳清蛋白，包括乳球蛋白、乳白蛋白、牛血清白蛋白（bovine serum albumin – 做生物化学研究常用的一种蛋白质）以及免疫球蛋白等。乳清蛋白属于较易消化的蛋白质，可以在进餐之后，迅速被降解并提供大量的氨基酸分子。乳清被用于制作意大利乳清干酪（ricotta），还可以被添加到面包、饼干、糕点以及动物饲料之中。人类饮用乳清已经有很长的历史，在意大利的佛罗伦萨还有两句谚语说到：“如果你想活得健康且活跃，那么喝乳清吧”；“如果所有的人都喝乳清长大，那么医生就要破产了”。需要指出的一点是，根据奶牛的品种不同，它们产出的牛奶之中所含的蛋白质种类及数量也会不尽相同。

        就对于人类疾病的影响而言，已经有一些流行病学研究以及干预性试验结果表明，牛奶的消费量与高血压的发病率之间存在负相关的联系（牛奶摄入量越高，高血压发病率越低）。这可能与牛奶所含的一些肽段具有抗高血压的作用有关 – 它们可以抑制血管紧张素转化酶，行使与类相同的功效，具有抗凝结功能以及结合矿物质。

        在进食容易被消化吸收的碳水化合物之时，喝一杯牛奶可以帮助刺激胰岛素分泌，降低餐后血糖水平。这可能与牛奶中所含的必需氨基酸有关 – 2007年发表的一项研究成果指出，如果服用含有亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸及苏氨酸的混合溶液，可以获得与饮用乳清之时刺激胰岛素分泌同样的效果（http://ajcn.nutrition.org/content/85/4/996.long）。与我们所关注的2型糖尿病话题相关的是，于2002年发表在JAMA医学研究杂志之上的一篇文章指出，对于超重（BMI不低于25公斤／米^{^2}）的人来说，增加牛奶的摄入量与降低胰岛素抵抗发生之间存在着负相关（牛奶摄入量越高，出现胰岛素抵抗的几率就越小，而最终发生糖尿病的可能性就会被降低）。

http://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/194858

        通过为期约10年的追踪观察，研究人员调研了居住在美国城市地区的3千余名年龄在18至30岁之间的成年人，根据对于其饮食结构成分以及胰岛素抵抗的综合分析评估，得出了上述结论。研究人员发现，在他们所观察的这个小规模人群之中，每天增加一份牛奶的消费，发生胰岛素抵抗的风险就会被降低约20%。请注意：这个情况似乎仅适用于超重个体，而对于体型正常的个体，则没有观察到上述关联性。

        牛奶也含有丰富的谷胱甘肽（glutathione），这是一种由三种不同氨基酸（谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸）所合成的短肽分子（如下图所示）。

        图片来源：http://dx.doi.org/10.5772/52096。谷氨酸是通过位于γ（gamma）位置上的羧基与半胱氨酸形成肽键，而位于半胱氨酸上面的巯基（-SH基团，用绿色标注）则决定了谷胱甘肽的还原能力（图中是处于还原状态的谷胱甘肽，英文缩写为GSH，表示拥有具备还原能力的巯基；黑色实线及白色虚线分别表示该化学键所连接的基团／原子位于纸面的前面或者后面）。谷胱甘肽是除了胡萝卜素、维生素C、维生素E以及类黄酮之外的一种重要的抗氧化剂，可以调节细胞内的氧化自由基浓度。不仅如此，它还可以调控胰腺内分泌细胞中胰岛素的合成，维持调节白细胞的存活及功能，包括调控可以介导炎症反应的细胞因子（cytokine）的分泌等。

牛奶中所含的其它营养成分（矿物质、维生素及抗氧化剂类）

        

        钙离子 – 牛奶中的钙离子浓度为1克／升左右。通过牛奶所获取的钙约占美国人日常饮食中钙质的一半多，补充足够的钙对于骨骼以及牙齿的健康尤为重要。除此之外，根据“美国饮食协会”于2004年发表的“营养建议”，它还可以帮助预防高血压，减少罹患直肠癌及乳腺癌的风险，帮助控制体重，并且还能够减少肾结石的发生。

        镁离子 – 牛奶中的镁离子浓度为100毫克／升左右。对于成年男性及女性，饮食建议标准分别为每日摄入400毫克及310毫克镁。有研究表明，镁可以减少哮喘病的发生。还有研究认为，镁的缺失可以增加氧化应激反应（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3677631），并且由此可能与增高动脉粥样硬化的风险有关。在老年人群中观察到的镁质缺失可能是由于食欲降低或者饮食不均衡所造成的。

        锌离子 – 牛奶中的锌离子浓度为4毫克／升左右。对于成年男性及女性，饮食建议标准分别为每日摄入8毫克及11毫克镁。锌离子是一些重要的蛋白质酶类的组成部分，并且可以调控细胞生长及增殖、DNA修复、基因表达和蛋白质及脂类代谢，还有免疫系统功能等。

        硒 – 1升牛奶所含的硒为37微克左右。人体体液中硒的浓度与通过饮食所获取硒的数量直接相关，而饮食建议标准为每日摄入55微克硒。在我所引用的综述中提到，在北欧斯堪的纳维亚国家的食物中，硒的含量较低。比如说挪威生产的牛奶所含硒的浓度为11微克／升，而对于美国生产的牛奶，这个数值为37微克／升。对于植物性食物来说，这个差别更大（挪威小麦，少于20微克／公斤；美国小麦，707微克／公斤）。硒的重要性在于它是一个不可或缺的免疫系统调节分子以及抗氧化剂，可以降低哮喘以及很多种癌症的发病率；特别它是作为具有抗氧化功能的硒蛋白P（selenoprotein P）以及谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase）等蛋白质分子的重要组成成分，可以保护细胞膜上的脂分子以及血液中的低密度脂蛋白，避免遭受氧化破坏。加拿大的一项研究表明，在硒浓度与血浆中脂类氧化产物水平之间存在负相关联系（血液硒浓度越高，脂类氧化物水平越低）（https://insights.ovid.com/pubmed?pmid=11832685）。与此相关的是，早在1970年代发表的一本名为《硒与心脏病》的书中，美国的Shamberger等人就已经指出，在55至64岁的老年个体中，硒浓度与由于缺血性心脏病及高血压所造成的死亡情况之间同样呈现出负相关的联系（血液中硒浓度越高，缺血性心脏病及高血压造成的死亡率越低）。

        很有意思的是，很多硒蛋白主要是在甲状腺之中进行表达，由此可能参与调控很多代谢功能；然而与肝脏、肾脏及肌肉等对于硒敏感的器官组织不同的是，这个分泌甲状腺素的组织之中的硒浓度似乎并不直接受到饮食中的硒含量的影响。根据在2011年发表于《自然|内分泌学综述》上面的一篇文章，对于外源性补充硒如何影响健康个体的甲状腺功能的研究，基本上是空白领域（doi:10.1038/nrendo.2011.174）。不过至少有证据表明，在欧洲妇女，体内较低的硒浓度与较高的甲状腺瘿发病情况存在正面关联性。有一些临床试验指出，补充硒似乎可以帮助改善硒缺失并患有自身免疫甲状腺疾病的病人的症状；然而这些数据存在冲突，并且还有很多具体的参数细节需要确定。

        维生素类 – 牛奶含有约0.6毫克每升的维生素E（建议的每日摄入量为15毫克），它同样具有抗氧化功能。根据奶牛的饲养方式不同，此浓度可以被提高3至4倍左右。维生素E包括生育酚和三烯生育酚，而前者是牛奶中的主要维生素E成分。维生素E可以促进免疫系统功能，而研究发现饮食中较高的维生素E摄入量与较低的癌症及冠心病发病率呈现正面关联性。

        牛奶同样是维生素A的重要来源，每升之中含有约280微克维生素A（建议的每日摄入量为700至900微克）。维生素A同样具有抗氧化功能，对于支持视觉功能、免疫系统功能和皮肤及骨骼健康等均有重要作用。

        除此之外，牛奶还含有丰富的维生素B类。1升牛奶之中有约50微克的叶酸（维生素B9，建议的每日摄入量为400微克）。很多科学家认为叶酸缺失是最为常见的维生素缺失症状。目前普遍认为，对于女性来说，在怀孕前以及孕期的最初几周补充叶酸，可以降低胎儿出现神经系统发育不良的风险。对于成年人而言，饮食中较高的叶酸摄入量与较低的高血压风险呈现出正面相关性；叶酸可能会降低冠心病及某些癌症的患病风险，尽管这方面的证据仍然不够充分强大。

        1升牛奶还可以提供约1.83毫克核黄素（维生素B2）和4.4微克维生素B12，而两者的建议每日摄入量分别为1.2毫克和2.4微克。核黄素是很多参与代谢的酶类的重要组成成分，同样也具有抗氧化作用；而维生素B12则是调控核黄素及同型半胱氨酸的重要分子，它的缺失会导致巨成红细胞性贫血以及支持神经系统功能的髓鞘的降解。

牛奶中所含的糖类以及与此相关的“乳糖不耐受”

        

       牛奶之中含有高浓度的乳糖（lactose，53克／升）。乳糖是一种二糖，由半乳糖（galactose）和葡萄糖（glucose）两种单糖组成（如下图所示：D表示单糖的旋光性，是一种物理化学特征）。

        乳糖容易被幼年动物的肠道吸收，给它们的发育生长提供必要的能量来源。处于发育期，或者更准确地说，在吃奶阶段的幼年动物的小肠刷状缘膜上具有足够的乳糖酶，可以把乳糖降解成为半乳糖和葡萄糖并加以利用。而在断奶之后，乳糖酶的活性则迅速下降并消失。对于人类来说，乳糖酶活性会在婴儿阶段慢慢形成，然而这种酶的水解能力有限。婴幼儿每天可以消化吸收的乳糖在30至40克左右，如果摄入量超过这个界限，没有被降解消化的乳糖会被肠道内的细菌利用，造成肠道菌群失衡。同时由于乳糖的存在，可以吸收水分，从而造成腹泻 – 这一点很有意思，因为它同样也是一种发生在婴幼儿时期的“乳糖不耐受”情况。

        而对于成年人来说，由于相关代谢基因的缺陷，或者由于肠壁受损（比如说在手术之后），更多则是由于与年龄增加而伴随出现肠道内乳糖酶数量的减少， 最终不能够消化乳糖，由此产生“乳糖不耐受”（lactose intolerance）现象。这种情况的表征包括腹泻、腹胀、胀气以及腹部疼痛等。“乳糖不耐受”在成年人中是很常见的，有这种情况的个体占全世界人口约75%，占美国人口约25%左右。成年人的“乳糖不耐受”在东亚人种之中盛行，大概会影响到约90%的人口（https://ghr.nlm.nih.gov/condition/lactose-intolerance#statistics）。这种情形在西非、希腊、意大利以及阿拉伯人和犹太人的后裔中也很常见。在北欧国家中，“乳糖不耐受”个体在其人口总数中约为2%至18%不等。这种现象可能与北欧人种的代谢基因有关，甚至可能是一种选择性进化的结果；同时也不排除由于在饮食文化中对于牛奶的长期接触，而造成人体肠道菌群的适应性改变。对于第二种假说，我在网上看到了一些初步研究结果，然而很难辨明其中的因果关系；更具体地讲，如果乳糖造成肠道微生物群的变化，那么究竟是哪些特定的种类的变化，导致了肠道适应或者不适应的情况出现。

        为了减轻“乳糖不耐受”所造成的不适感，酸奶可以是一个不错的选择，因为很多乳糖在发酵过程中被细菌降解利用了。当然也可以选择去除乳糖的牛奶，而在喝牛奶之时，吃一些其它食物，也可以帮助减轻不适症状。

        先天性乳糖酶缺陷是一种罕见的遗传疾病 – 从出生开始，终其一生，乳糖酶的活性都一直很低。例如在芬兰，每6万名新生儿之中就有1名先天性乳糖酶缺陷患者。对于造成这种情况的基因突变，目前已知的主要是影响乳糖酶基因LCT。

        获得性乳糖酶缺陷主要是指由于手术以及胃肠炎、，而出现暂时性的乳糖酶活性缺失症状。

        此外还有一种情况，叫做半乳糖血症，是由于人体缺乏可以把半乳糖转变为葡萄糖的酶而造成的病症。当小肠肠道细胞把乳糖分子降解为半乳糖和葡萄糖之后，需要磷酸半乳糖尿苷酸转移酶（GALT）对于半乳糖进一步催化加工，转变为其它分子进行代谢。由于GALT基因的突变，会造成遗传性半乳糖血症。如果给患有此病的婴幼儿喂含有乳糖的牛奶，会造成肝脏及脾脏肿大，增加白内障的发生，还有意识微弱等情况。从饮食中去除半乳糖，可以有效地缓解症状。

以上信息主要来源：http://ansci.illinois.edu/static/ansc438/Milkcompsynth/milksynth_lactoseintol.html

        与乳糖有关的上述情形，特别是“乳糖不耐受”现象，经常会被与“牛奶过敏”混为一谈。“牛奶过敏”主要是由于牛奶中含有的蛋白质所造成的过敏现象，有的人会对酪蛋白或者乳清蛋白，甚至对于两类蛋白质都出现免疫系统反应。这种情况可以发生在3岁以下的儿童，影响约2%至5%的群体个体，而通常在3岁以后则不再出现。“牛奶过敏”可以被分为快速型及慢速型：快速型的病征为喘息、呕吐及其它过敏反应，而慢速型则更为常见，表现为稀便、呕吐、眩晕、体重减轻等，可以持续几个小时至几天。对于“牛奶过敏”情形，除了不接触牛奶之外，恐怕没有更好的应对办法了。很有意思的是，德国的一项研究发现，来自于农场生活的孩子，可能由于接触奶牛更多，并且喝更多的全脂牛奶，出现“牛奶过敏”的几率较小。

        在此就牛奶中所含有的营养成分做一个小结：作为幼年动物生长发育的必需食物，牛奶含有大量的各种营养成分，包括此前提到的多种脂肪酸（饱和性以及不饱和性），还有各种蛋白质、矿物质以及维生素等。如果说只是照本宣科地介绍各种营养成分对于人体健康的益处，在以上篇幅中，我已经做了不少工作。然而在我个人看来，为了保证营养的均衡，不能够只是从牛奶这种单一食物摄取以上营养成分。在控制摄入能量总数以及营养成分均衡的前提之下，追求食物的多样性，才是最重要的。这里还有一个很重要的问题：对于很多并没有养成喝牛奶习惯的中国人而言，特别是在成年之后，长期进食牛奶会如何影响各种健康情况，仍然是需要进行群体研究的课题。

其它“奶类”

        

        可能让牛奶工业界颇为不满的是，除了牛奶、羊奶等动物性奶类之外，还有豆奶、杏仁奶、米浆奶等植物性食品，也同样被冠以了“奶类”的称号。在此可以对这些食物之中的主要营养成分做一个简单比较。

原图来源：http://www.healthline.com/health/milk-almond-cow-soy-rice#Overview1

原图来源: USDA 2015-2020年版本的“膳食营养参考摄取量”，第110页。

        从以上表格之中可以看出，与全脂牛奶相比，一些其它“奶类”饮品的脂肪以及蛋白质的含量都较低；而且在没有添加钙的情况之下，其中的钙含量是普遍偏低的。对此我的个人看法是，牛奶并非是唯一的营养来源；除此之外，还有其它的奶类，包括适合婴幼儿发育成长的品种。而对于成年人来说，特别是考虑到在中国人群中较为常见的“乳糖不耐受”情况，恐怕其它补充钙质的食品会更合适一些。

        在这一期中，我主要介绍了牛奶中所含的其它营养成分。在下一期中，将会重点讨论酸奶以及常被添加于其中的“益生菌”（未完待续）。

参考文献：

【1】Haug,A., Høstmark, A.T., Harstad, O.M..  Bovine milk in human nutrition – a review.  （牛奶在人类营养中的作用 – 综述）,  Lipids Health Dis. 2007 Sep 25;6:25.（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2039733/）

封面图片来源：http://www.nytimes.com/2006/08/30/business/media/30adco.html

        

        这是英格兰国家队前队长贝克汉姆在2006年为了帮助推销牛奶而做的广告“Got Milk？”。牛奶商花费了2千万美元，在“Body by Milk”（“牛奶健身”）的主题之下，希望通过利用一些明星（除了贝克汉姆之外，还有纽约洋基棒球队的罗德里格斯、美国花样滑冰运动员科恩和“American Idol”的歌手安德伍）来做广告，让青少年喝更多的牛奶。这个系列广告希望传递的信息是，每天喝三杯低脂或者脱脂牛奶，而不是含糖饮料，可以帮助青少年减轻体重并且增强肌肉。在此之前，牛奶商推出的广告是鼓吹牛奶可以让青少年获得足够的钙质，帮助他们的生长发育。

        很有意思的是，这个广告系列引来了很多学者的批评，其中包括我此前提到过的，在美国北卡罗莱纳大学做营养学研究的Barry Popkin教授 – 就此他的评论是，如果按照广告的说法，人们很可能会相信喝牛奶就可以帮助减肥。在波士顿儿童医院工作的David Ludwig博士则说得更直白，这个广告运动的目的只是为了卖他们的产品，而不是告诉公众足够的信息 – 如果想要这样做，那么他们应该采用一种平衡的方式，展示正面、负面以及中性的相关研究结果。

        然而按照一位纽约的商业咨询师的意见，这（“牛奶健身”）是一个非常棒的想法，不过牛奶商做得过于泛泛平庸；听起来一点都不新鲜，只是有教育性，太过学究。而负责制作营销广告的商家则认为整个商业活动做得非常精彩，认为时机恰到好处。

科学编辑：西岩                    执行编辑：杨明

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