综述:可可黄烷醇对健康个体和心血管疾病高危人群外周及脑微循环功能的调节作用:一项系统综述

《Nutrition Journal》:The role of cocoa flavanols in modulating peripheral and cerebral microvascular function in healthy individuals and populations at-risk of cardiovascular disease: a systematic review

【字体: 时间:2025年04月12日 来源:Nutrition Journal 4.4

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  本文系统回顾了可可黄烷醇(CFs)对健康人群和心血管疾病(CVD)高危人群微循环功能的影响。研究发现,CFs 可能改善微循环功能,尤其是对健康个体,急性补充效果更明显,但由于研究数量少且异质性大,结论受限,值得关注。

  

可可黄烷醇与微循环功能的探索之旅

在生命科学和健康医学领域,饮食与健康的关系一直是研究的热点。其中,富含类黄酮的饮食备受关注,类黄酮是一类源自植物的多酚类分子,大量研究表明其与降低心血管疾病(CVD)风险密切相关。而可可黄烷醇(CFs)作为类黄酮的一个重要亚组,广泛存在于葡萄、苹果、茶和可可等食物中,具有显著的心脏保护作用。早期流行病学研究发现,可可摄入量较高的人群,血压和心血管死亡率明显降低,随机对照试验(RCTs)也进一步证实,CFs 补充剂能降低收缩压和舒张压,对高血压患者的益处更为显著。
此外,CFs 还能改善内皮依赖性舒张功能(EDD),通过测量肱动脉血流介导的舒张功能(FMD)发现,无论是急性(1 - 3 小时)还是慢性(2 - 18 周)摄入 CFs,都能在健康年轻和老年人群以及 CVD 高危个体(如吸烟者、超重或肥胖者、高血压患者、2 型糖尿病患者和外周动脉疾病患者)中观察到 FMD 的改善。然而,与在大血管研究中的广泛证据相比,CFs 对微循环的影响研究相对较少。
微循环作为心血管系统的重要组成部分,其功能状态与 CVD 的进展密切相关。静脉闭塞体积描记法(VOP)、激光多普勒和近红外光谱(NIRS)等技术常用于无创监测骨骼肌、皮肤和脑血管床中动脉阻力血管和微血管反应引起的血流变化,这些技术可测量静息血管功能和 EDD,如反应性充血(RH)以及对局部加热、运动或精神压力的反应,为评估不同微血管床的内皮功能提供了有力手段。而且,微循环中 EDD 的变化对 CVD 进展具有预测价值,一些研究表明,通过 VOP 测量的小血管在动脉闭塞解除后的峰值充血流量(即峰值 RH),比肱动脉 FMD 能更可靠地预测心血管健康。
鉴于此,探究 CFs 对微循环的影响,并明确其与在大血管中作用的差异,以及在健康个体和 CVD 高危人群中的不同效果,具有重要的科学意义和临床价值。本研究旨在通过系统回顾文献,评估 CFs 补充剂对微循环的影响,确定 CFs 干预是否能改善健康人群和 CVD 高危人群的微血管舒张反应。

研究方法:严谨规范的探索路径

本研究严格遵循系统评价和荟萃分析的首选报告系统(PRISMA)指南进行系统回顾,并在 PROSPERO 注册(注册号:CRD42023483814),详细记录了样本搜索查询、纳入和排除标准、数据提取及分析等内容。
在搜索策略上,依据 PICO 格式选取搜索词,围绕人群(健康成年人及 CVD 高危人群)、干预措施(CFs 补充剂,包括黑巧克力、可可饮料或纯 CFs 形式)、对照(有对照组的研究)和结局(报告微循环功能)展开。系统检索了截至 2023 年 9 月的 Medline(Ovid,1946 年起)、Embase(Ovid,1980 年起)、PubMed(1996 年起)、Web of Science 核心合集(Clarivate Analytics,1900 年起)和 Cochrane 对照试验中央注册库(Wiley Interface,当前期)。
筛选过程使用 Rayyan 在线筛选工具,由两名独立评审员分别对文献的标题和摘要进行初步筛选,确定需要获取全文的文献,若有分歧则与第三名评审员讨论解决。同时,手动评估文献搜索中发现的综述和荟萃分析,以查找初始数据库搜索未返回的其他研究。在全文筛选阶段,依据以下标准纳入研究:随机对照试验且有安慰剂对照组,或交叉试验有足够的洗脱期和适当的盲法;CFs 经口服给药,包括黑巧克力或纯黄烷醇形式;研究对象为健康年轻成年人或 CVD 风险升高的临床人群;研究报告了相关的微循环功能结局指标,如脑血管或外周血流(通过激光多普勒、NIRS 或 VOP 等测量),且有足够数据用于对照组和治疗组的比较。排除标准包括非人类研究、未报告可可干预剂量的文章、无安慰剂组的研究以及研究可可对其他指标(如大血管反应)影响且微循环贡献不明确的研究。
数据提取由一名评审员使用预先准备好的表格进行,包括研究特征(作者、出版年份、期刊)、研究设计(随机化、安慰剂细节)、人群详细信息(样本量、性别、年龄、健康状况)、干预类型(可可饮料、胶囊、黑巧克力)、干预剂量和持续时间,以及 CFs 和安慰剂干预前后的所有可用数据。必要时,从图表中提取血管测量数据。对于比较多种剂量单一补充剂、多种干预措施或结局指标的研究,先提取所有可用测量数据,再选择最相关的数据进行报告,以确保研究间的一致性。例如,急性研究仅报告 1 - 2 小时时间点的数据,因为此时血液中 CF 浓度达到峰值。对于 NIRS 研究,以氧合血红蛋白(oxyHb)或组织氧饱和度(SO2)数据为主要报告指标,这些指标能反映微血管舒张行为。
由于研究在技术、血管舒张刺激和统计方法等方面存在异质性,且缺乏足够信息将数据转化为相同格式,无法进行荟萃分析。因此,本研究采用 “投票计数” 法对研究结果进行综合分析。根据安慰剂和 CFs 之间计算出的百分比变化方向(无论统计学意义如何)为每个结局分配一个 “投票”,正向变化(CFs 组更高)记为 “1”,负向变化(安慰剂组更高)记为 “0”。这些投票结果用于确定 Harvest 图中的分组,该图展示了每个结局的效应方向和偏倚风险。
在质量评估方面,依据 Cochrane 协作网的建议,从随机序列生成、选择偏倚(分配隐藏)、实施偏倚(参与者和研究人员盲法)、检测偏倚(结局评估盲法)、损耗偏倚(不完整的结局数据)和报告偏倚(选择性报告)五个标准对研究质量进行评估。根据一系列信号问题为每个领域给出偏倚评级,综合这些评级得出研究的总体偏倚评估。当分析中纳入的原始参与者少于 95% 时,研究被认为存在 “缺失数据”。若研究在所有领域均为 “低风险”,则总体判定为 “低风险”;若至少一个领域存在问题,则判定为 “存在一些问题”;若任何一个领域被判定为 “高风险” 或多个领域存在问题且足以降低对结果的信心,则判定为 “高风险”。总体偏倚评级对于考虑偏倚作为结果异质性的潜在原因具有重要意义。
在统计分析上,由于缺乏足够相似结局的研究进行荟萃分析,本研究采用替代工具进行结果分析。从为每个结局分配的 “投票” 中,计算显示 CFs 有益效果的研究比例,并报告其 95% 置信区间(采用 Wilson 区间法估计)。使用二项式检验计算总体效应方向为真的概率(<0.05 认为具有统计学意义),在 Microsoft Excel 中使用公式 “=2*BINOM.DIST (x, y, z,TRUE)” 进行计算,其中 x 是支持干预或对照的效应数量中的较小值,y 是效应总数,z 是零值(支持干预的效应的真实比例 = 0.5)。同时进行敏感性分析,仅将总体判定为 “低偏倚风险” 的研究纳入分析。

研究结果:CFs 对微循环的复杂影响

通过数据库搜索,共检索到 846 篇文献,去除重复文献后剩余 511 篇独特文章。经标题和摘要筛选,排除 468 篇不符合纳入标准的文献,如动物研究、使用非 CFs 干预措施的研究或缺乏明确微循环结局指标的研究。对剩余 43 篇文献进行全文评估,最终排除 24 篇,主要原因包括出版类型不正确(仅摘要或方法学论文)、未报告主要结局或细节不足、干预剂量细节缺失或无合适对照组等,最终纳入 19 项研究。
对纳入研究进行偏倚风险评估发现,8 项研究被认为 “低偏倚风险”,10 项研究被归类为 “存在一些问题”,仅 1 项研究被判定为 “高偏倚风险”。潜在的偏倚来源主要包括缺失数据、随机化过程的不确定性或盲法问题,如使用白巧克力作为安慰剂。
在纳入的 19 项研究中,部分研究使用单剂量 CFs(n = 12),另一些研究则探讨了每日 CFs 干预较长时间的效果(n = 6),还有 1 项研究同时考察了急性和慢性效应。急性研究中,单剂量 CFs 的研究涉及皮肤(n = 5)、骨骼肌(n = 3)、视网膜(n = 2)和脑微循环(n = 4)。13 项急性研究中,12 项采用交叉设计(洗脱期为 72 小时至 2 周),1 项采用平行组设计。样本量每组为 7 - 22 人,大多数研究在健康人群(年龄范围 18 - 65 岁)中进行,部分聚焦于年轻成年人(<30 岁),也有涉及临床人群,如 2 型糖尿病患者和外周动脉疾病(PAD)患者。CFs 的来源包括黑巧克力、胶囊或可可饮料,总黄烷醇剂量范围为 80 - 1350mg,(-)- 表儿茶素剂量为 45 - 447mg。所有急性研究均在 60 - 120 分钟内评估急性效应,部分研究还跟踪干预后长达 6 小时的效果。多数研究要求参与者在干预前至少禁食 8 小时,但有 4 项研究在给予 CFs 的同时给予膳食或富含碳水化合物的饮料,以增加 CFs 的吸收。8 项研究比较了 CFs 对静息血流的影响,其他研究则观察了 CFs 对微血管舒张反应的影响,刺激因素包括 RH、精神压力、局部加热、运动、高碳酸血症或低氧血症。
慢性研究中,7 项研究采用了为期 7 天至 12 周的长期 CFs 干预,涉及皮肤、骨骼肌和脑微循环。3 项研究采用交叉设计(洗脱期为 1 - 2 周),4 项研究采用平行组设计。样本量每组为 10 - 20 人,主要研究对象为健康个体,部分研究关注训练有素的个体,还有研究纳入了冠心病患者和高血压患者。CFs 的每日剂量来自黑巧克力、可可饮料、胶囊或巧克力与饮料的组合,总每日黄烷醇摄入量范围为 329 - 1788mg,每日 (-)- 表儿茶素剂量为 35 - 174mg。研究比较了 CFs 对静息值或血管舒张刺激(如 RH、运动、乙酰胆碱输注、胰岛素输注或精神压力)后的影响。
急性 CFs 干预研究结果显示,通过 “投票计数” 分析发现,CFs 对血管舒张反应具有有益影响,14 个亚组中有 12 个亚组在 CFs 干预后血管舒张反应增强(85.7%(80.4 - 91.0%),p = 0.013)。值得注意的是,9 个 “低偏倚风险” 的亚组均显示 CFs 对血管舒张反应有积极影响(100%,p = 0.004)。相比之下,CFs 对静息状态的影响不太明显,13 个亚组中有 8 个亚组显示出益处(61.5%(52.2 - 70.9%),p = 0.581),但无统计学意义。在 11 项涉及健康年轻人群的急性研究中,9 个亚组中有 6 个亚组在静息时显示 CFs 的有益效果,但无统计学意义(66.7%(54.1 - 79.2%),p = 0.508),而 11 个亚组中有 9 个亚组在血管舒张反应方面有明显改善(81.8%(74.2 - 89.4%),p = 0.065)。仅考虑 “低偏倚风险” 的研究时,所有 8 个亚组在 CFs 干预后血管舒张反应均得到改善(100%,p = 0.008)。然而,由于可比研究数量较少,无法在每个研究的微血管床或 CVD 风险升高的亚组内进行进一步的统计分析。
在皮肤微循环方面,部分研究发现 CFs 对静息血流无显著影响,而 Neukam 等人发现健康女性前臂静息皮肤血流增加了 1.7 倍,Bapir 等人发现 CFs 增加了足部皮肤的基线微血管直径,但对手部无影响。在 2 型糖尿病患者中,CFs 对峰值 RH 无影响,且老年男性的皮肤血管舒张反应小于年轻男性,但 CFs 可增加两组的峰值 RH。在 PAD 患者中,CFs 对峰值皮肤 RH 也无影响。在骨骼肌微循环方面,VOP 测量显示老年男性的峰值 FBF 小于年轻男性,CFs 可增加两组的峰值 RH,同时有研究发现 CFs 可增加年轻男性静息和精神压力期间的 FBF,但 Santos 等人发现 CFs 对运动后血管闭塞试验中通过 NIRS 测量的再灌注率或峰值 SO2无显著影响。在视网膜微循环方面,两项研究均表明,与白巧克力相比,黑巧克力对年轻健康混合性别人群的视网膜微血管无影响。在大脑皮质微循环方面,NIRS 检测发现,CFs 补充剂可使年轻混合或仅男性人群在认知任务、低氧和高碳酸血症时 oxyHb 增加,但在运动时无显著影响。
慢性 CFs 干预研究结果显示,总体而言,通过 “投票计数” 分析,9 个亚组中有 7 个亚组支持 CFs 在静息时具有有益效果(77.7%(67.5 - 88.0%),p = 0.180),11 个亚组中有 8 个亚组显示 CFs 对血管舒张反应有有益影响(72.7%(63.4 - 82.0%),p = 0.227),但均未达到统计学意义。仅考虑 “低偏倚风险” 研究的亚组时,7 个亚组中有 6 个亚组在静息时显示出有益效果(85.7%(75.1 - 96.3%),p = 0.125),7 个亚组中有 5 个亚组在 CFs 补充后血管舒张反应增强(71.4%(56.5 - 86.4%),p = 0.453),同样未达到统计学意义。在 5 项涉及年轻健康人群的慢性研究中,7 个测试 CFs 补充剂对静息状态影响的亚组均显示出改善(100%,p = 0.016),具有统计学意义;9 个测试血管舒张反应的亚组中有 7 个亚组显示出改善(77.8%(71.2 - 84.4%),p = 0.180),但无统计学意义。仅考虑 “低偏倚风险” 研究的 6 个亚组时,所有 6 个亚组在静息时均有微血管改善的证据(100%,p = 0.031),6 个亚组中有 5 个亚组显示血管舒张反应改善(83.3%(77.6 - 89.0%),p = 0.219),但效果仍无统计学意义。其余涉及 CVD 高危人群的研究,由于亚组数量有限,无法进行统计分析,且这些研究关注的微血管床不同,限制了进一步有意义的分析。
在皮肤微循环方面,Heinrich 等人发现健康女性补充 CFs 6 周和 12 周后,前臂皮肤循环静息血流增加,而 Heiss 等人发现年轻或老年男性补充 14 天后静息时无差异。Heiss 等人还发现,虽然 CFs 可增强激光多普勒和 VOP 测量的皮肤和全肢峰值 RH,但对前臂肌肉静息 FBF 无影响。在冠心病患者中,6 周的 CFs 补充对静息、峰值 RH 或运动时的 FBF 均无影响,且 CFs 治疗后对乙酰胆碱输注的反应小于对照组。在高血压患者中,2 周的 CFs 补充对静息或胰岛素输注后的毛细血管血流无影响。在骨骼肌和脑微循环方面,两项针对训练有素的自行车运动员的研究结果不同,Shaw 等人发现补充 CFs 2 周后,在低氧环境下运动时腿部 oxyHb 显著增加,但脑部无变化;Decroix 等人发现补充 CFs 1 周后,脑部微循环对低氧和运动的 SO2反应增加,但腿部肌肉无变化,尽管两组组织的静息 SO2均增加。Sumiyoshi 发现 30 天的 CFs 补充对认知任务期间的脑部 oxyHb 无显著影响,但该研究被判定为 “高偏倚风险”,结果应谨慎看待。

讨论:CFs 在微循环中的作用机制与展望

本系统回顾首次探讨了 CFs 在调节人体微循环功能中的作用,综合考虑了不同微血管床(皮肤、肌肉、大脑、视网膜)在静息和对血管舒张刺激反应时的研究结果。尽管研究存在局限性,但总体上有证据表明 CFs 可能改善微循环功能,尤其是在年轻健康个体中,这也是大多数纳入研究的样本群体。具体而言,急性摄入 CFs 对年轻健康人群的<

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