导语 ：提到食用硝酸盐，人们很容易将其与诱发癌症联系起来，这也是为什么在食品和饮用水中，对硝酸盐含量的规定十分严格。然而，约80％由膳食来源的硝酸盐都来自蔬菜。这看似矛盾的常识，又暗藏什么玄机呢？
编译 | 虞亲雅
制版 | 赵利
硝酸盐和亚硝酸盐是食品中经常出现的两种盐类，从化学结构上来看，区别在于硝酸盐比亚硝酸盐多一个氧原子，硝酸盐可以通过细菌等的作用被还原为亚硝酸盐。
人们常常会“谈硝色变”，这是因为亚硝酸盐常被作为食品防腐剂，用于酱卤肉、腌肉等肉制品中。如果人体在短时间内大量食入亚硝酸盐，会导致食物中毒，另外由于亚硝酸盐在酸性条件下会和蛋白质分解产物反应生成亚硝胺(一种致癌物)，亚硝酸盐通常被认为有一定的致癌作用。但是要提醒大家的是，所有的结论都要基于量的基础，只要你不大口大口的吃亚硝酸盐，是不会那么容易中毒或者患癌症的！
其实，由于植物生长的固氮作用，会自然生成很多硝酸盐和亚硝酸盐，我们日常吃的蔬菜是人体硝酸盐的主要来源（80%）。大量实验和临床研究表明，膳食硝酸盐对健康有很多影响，包括降低血压、改善内皮功能、治疗代谢综合征以及抗糖尿病作用。
在体内，硝酸盐可以被还原为NO和其他生物活性氮氧化物。一氧化氮(NO)是参与心血管和代谢调节的重要多效信号分子。来自饮食和内源的无机阴离子硝酸盐和亚硝酸盐，可以通过特定的途径激发NO的生物活性。科学家普遍认为，膳食硝酸盐在心血管系统中具有强大的功能，能发挥类似NO的生物活性，包括降低血压、抑制血小板聚集和防止缺血再灌注[1]。
目前，硝酸盐有益代谢的潜在机制正被逐渐揭示，其中包括与线粒体的相互作用激活关键代谢调节途径和降低氧化应激的。
硝酸盐 - 亚硝酸盐 - NO途径
在哺乳动物中主要有两种硝酸盐来源：一是内源性NO的代谢形成硝酸盐，二是通过饮食直接摄入 [2]。
那么，让我们来认识一下什么是硝酸盐 – 亚硝酸盐 – NO途径。
图 | Cell Metabolism
在口腔中，大部分硝酸盐被细菌还原为亚硝酸盐。这些细菌非常有效，导致唾液中的硝酸盐和亚硝酸盐水平超过血浆水平数量级。随后吞咽亚硝酸盐并在吸收后进入人体循环。
在血液和组织中存在各种酶和非酶系统，可以进一步将亚硝酸盐代谢为NO和其他生物活性氮氧化物。亚硝酸盐还原为NO是由几种蛋白质和酶催化的，包括脱氧血红蛋白/肌红蛋白和黄嘌呤氧化还原酶。
NO、S-亚硝基硫醇和硝化加合物引发许多信号传导活动，包括经典NO / GC / cGMP途径的激活，它们与线粒体的直接相互作用。亚硝酸盐依赖的亚硝化和硝化反应也会发生，尽管这些的确切机制尚且未知。
小鼠研究表明硝酸盐的摄入利于机体代谢
最新研究发现，缺乏内皮NO合成酶(eNOS)的小鼠随着年龄的增长，会出现代谢综合征样表型。与对照小鼠相比，添加膳食硝酸盐的小鼠的体重和内脏脂肪具有下降。此外，硝酸盐改善了葡萄糖耐受，降低了血浆中甘油三酯和糖化血红蛋白的水平。
这些结果首次表明，饮食中的硝酸盐可以部分地补偿eNOS依赖性信号传导的干扰，以恢复代谢稳态。
同样，Ohtake团队提出，内源性NO缺陷可能是绝经后代谢综合征的基础，饮食中的亚硝酸盐可能会弥补这一缺陷，从而改善代谢功能[3]。
Khalifi等研究人员通过注射链脲佐菌素和烟酰胺，诱导出了2型糖尿病大鼠模型，以测试硝酸盐对葡萄糖耐量和脂质谱的影响[4]。研究发现，糖尿病大鼠血浆硝酸盐和亚硝酸盐水平降低，但可以通过硝酸盐补充恢复，表明硝酸盐还可以减轻高血糖症，改善血脂谱和葡萄糖耐量，并将收缩压恢复到正常值。
如果长期无硝酸盐摄入，又会怎样呢？Kina-Tanada团队对正常的小鼠饲喂了一种基本不含硝酸盐的饮食，发现当喂食这种食物18-22个月时，它们会出现代谢综合征，内皮功能障碍，甚至过早的心血管死亡等现象[5]。
硝酸盐与其他膳食化合物的相互作用
此外，膳食硝酸盐还会与其他有益于身体健康的饮食成分发生化学反应，包括多酚和橄榄油等。
口腔细菌和胃酸会影响这些化学反应的发生。首先，在口腔中，细菌将唾液中的硝酸盐还原成反应性更强的亚硝酸根阴离子。当吞下亚硝酸盐时，它会在酸性胃环境中立即质子化形成亚硝酸(HNO2)。亚硝酸反过来通过歧化通过中间形成三氧化二氮(N2O3)自发形成NO。
有趣的是，在存在还原剂如维生素C或膳食衍生的多酚的情况下，HNO2产生的NO大大增强。
另一种反应源于N2O3自发形成二氧化氮(NO2)。这种高反应性的自由基可与膳食不饱和脂肪酸反应形成硝基脂肪酸(NO2-FAs)或氨基酸残基，形成其他硝基加合物。亲电子NO2-FAs显示出许多抗炎信号。
还有一种有趣的亚硝化反应，发生在酸性胃中的乙醇和亚硝酸盐之间，形成高效的血管扩张剂亚硝酸盐。除了作为血管扩张剂之外，亚硝酸乙酯也是有效的亚硝化剂，在胃中或者吸收后在全身都可能具有生理或病理生理学上的作用。
更多的临床试验将评估膳食硝酸盐补充剂对代谢性疾病患者(包括T2D)的潜在有益影响。如果绿叶蔬菜中的硝酸盐或相应的膳食补充剂可以作为成本低廉且高度特异性的饮食方法，来预防疾病的发展或治疗T2D患者，将会是十分有意义的。
所以，目前的实验和临床研究的新发现已经开始改变传统观点，即硝酸盐不再是食物链中不需要的残留物，相反的，在恰当的食用量时，硝酸盐有益人体代谢健康。
参考文献：
[1] Lundberg et al., Metabolic Effects of Dietary Nitrate in Health and Disease, Cell Metabolism (2018), https://doi.org/ 10.1016/j.cmet.2018.06.007
[2] Lundberg, J.O., and Weitzberg, E. (2013). Biology of nitrogen oxides in the gastrointestinal tract. Gut 62, 616–629.
[3] Ohtake, K., Nakano, G., Ehara, N., Sonoda, K., Ito, J., Uchida, H., and Kobaya- shi, J. (2015). Dietary nitrite supplementation improves insulin resistance in type 2 diabetic KKA(y) mice. Nitric Oxide 44, 31–38.
[4] Khalifi, S., Rahimipour, A., Jeddi, S., Ghanbari, M., Kazerouni, F., and Gha- semi, A. (2015). Dietary nitrate improves glucose tolerance and lipid profile in an animal model of hyperglycemia. Nitric Oxide 44, 24–30.
[5] Kina-Tanada, M., Sakanashi, M., Tanimoto, A., Kaname, T., Matsuzaki, T., Noguchi, K., Uchida, T., Nakasone, J., Kozuka, C., Ishida, M., et al. (2017). Long-term dietary nitrite and nitrate deficiency causes the metabolic syn- drome, endothelial dysfunction and cardiovascular death in mice. Diabetolo- gia 60, 1138–1151.
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