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FMH | 国家食用菌加工技术研发专业中心:调节血脂的药食同源资源:种类、功能成分及作用机制

已有 1666 次阅读 2024-6-6 14:22 |个人分类:药食同源(英文)|系统分类:科研笔记

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Introduction

高脂血症是由体内脂质代谢紊乱引起的一种代谢性疾病,以血液中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的一种或多种异常为特征。临床上可分为高胆固醇血症、高甘油三酯血症、混合性高脂血症、低密度脂蛋白血症四类。高脂血症与2型糖尿病、高血压、非酒精性脂肪肝、动脉粥样硬化等疾病的进展密切相关。目前临床上常用他汀类药物和贝特类药物治疗高脂血症,但其副作用严重,药物依赖性高。

近年来,人们发现药食两用中药除营养价值外,还具有预防和治疗疾病的功能,以及良好的保健效果。其化学成分可以调节脂质代谢,促进胰岛素分泌,诱导肠道菌群变化,促进有益菌群生长,改善能量代谢。此外,多种药食两用中药研发的保健食品已被用于预防或改善高脂血症及其相关并发症,且具有显著的治疗效果和较少的副作用,该类产品已成为人们日常调节血脂的首选。据SAMR网站可知,药食两用中药,如山楂、决明子、葛根等,已成为调节血脂保健食品中的主要原料,但是这些保健食品中的活性成分及其调节血脂机制仍不清楚。

 

国家食用菌加工技术研发专业中心马常阳副教授从已经上市的保健食品原料使用频次和种类进行分析,归纳总结药食两用中药具有调节血脂的功能成分、作用机制,为调节血脂保健食品的研究提供理论依据。

综述亮点:

1.本文聚焦于具有调脂作用的药食同源资源的活性成分及其作用机制;

2.本文综述了53种药食同源资源中的55种有效成分(三萜类及其糖苷类、黄酮类、生物碱类和多糖类)对血脂的调节作用;

3.药食同源资源的活性成分主要通过调节AMPK通路、胆固醇代谢通路、PPARγ信号通路和肠道微生物群来调节血脂。

Results and Discussion

1.调节血脂药材的种类

使用国家市场监督管理总局(SAMR)网站特殊食品信息查询平台,以“降血脂”为关键词进行检索;共筛选出含有药食两用中药的调节血脂保健食品226项,226项保健食品的主要成分中,药食两用中药有44种。

分别以“血脂异常”和“中医”,“血脂异常”和“中药”,“高脂血症”和“中药”进行文献检索,排除重复及综述类文献,共筛选文献191篇,涉及药食两用中药37种。使用两种方法检索药食两用中药,其中有28种共有药材,频次均大于5的有山楂、茯苓、葛根、决明子、黄芪、荷叶、枸杞子、桑叶、当归。

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Fig. 1 Intersection plot and histogram of frequencies of FMH resources from SAMR and literature searches, (a) intersection plot of lipid regulating herbs from literature and SAMR searches, (b) Commonly shared FMH resources and their frequencies of use

2. 药食两用中药降血脂成分

药食两用中药中含有多种在调节血脂方面发挥作用的生物活性成分,这些成分包括三萜及其苷类、黄酮类、生物碱类、多糖类以及其他类。共从53种药食两用中药中总结出53个化合物,其中,三萜及其苷类共有16个,占比30.2%;黄酮类11个,占比20.8%;生物碱类5个,占比9.4%;另有香豆素类、蒽醌类及其他化合物,共有9个,占比17%。此外,还有12种多糖,占比22.6%(图2)。化合物来源及名称如图3,表1所示。

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Fig. 2 Structural types of medicinal and FMH resources for lowering blood lipids

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Fig. 3 Network diagram of the effective ingredients of FMH resources for regulating blood lipids

Table. 1 Name, type and sources of active components in FMH with ability to regulate blood lipids

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三萜及其苷类

三萜类成分在许多药食两用中药中起着重要作用。近年来研究表明,人参、山楂、甘草、茯苓、黄芪等多种植物的降脂作用都与其皂苷类成分有关。从8种药食两用中药中分离出17种具有调节血脂和改善脂质代谢作用的三萜类化合物。其中化合物1-8、9、10-11、12、13、14、15、16分别从人参、茯苓、山楂、黄芪、甘草、山药、桔梗和灵芝中获得(图4)。

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Fig. 4 Chemical structural formula of triterpenoids

黄酮类

黄酮类化合物在葛根、山楂、枸杞、甘草、桑叶和金银花等药食两用中药中广泛分布,具有多种药用价值,如抗炎镇痛、保肝、抗肿瘤、抗菌及抗病毒等。化合物17、18、21、22、23、24、25-26、27分别是从葛根、山楂、当归、桑叶、姜黄、沙棘、菊花、槐花中分离鉴定(图5)。

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Fig. 5 Structures of Compounds 17 to 27 (flavonoids)

生物碱类

生物碱是药食两用中药(荷叶、桑叶以及荜茇)的重要生物活性成分,具有多种生物活性,包括抗炎、抗菌、扩张血管、降血脂和抗癌等。化合物28、29-30、31-32分别是从桑叶、荷叶和荜茇中分离鉴定(图6)

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Fig. 6 Structures of compounds 28 to 32 (alkaloids)

其他类活性化合物

药食两用中药中具有调节血脂作用的其他类成分还包括醌类及苯丙素类化合物等。从当归中提取出的化合物33,从决明子中提取出的蒽醌类化合物34-35,从灵芝中提取出的化合物36、从天麻中提取出的化合物37、从肉桂中提取出的化合物38、从桑叶中提取出的化合物39、从栀子中提取出的化合物40、从余甘子中提取出的化合物41均具有改善血脂的作用(图7)。

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Fig. 7 Structures of compounds 33 to 41 in other classes

多糖类

多糖是一类天然生物大分子,具有广泛的生物活性。近年来研究发现多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降低血糖及血脂等生物活性。茯苓、灵芝、葛根、黄芪、桑叶、当归、黄精等药食两用中药的多糖成分具有较好的调节血脂作用。

3. 药食两用中药调节血脂作用机制

AMPK调控

腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路的一个主要作用是通过刺激包括葡萄糖和脂质分解代谢在内的能量产生或通过刺激包括葡萄糖和脂质分解代谢在内的能量产生,或通过抑制能量消耗途径,如蛋白质、脂肪酸和胆固醇的合成,来控制机体代谢。研究发现,桔梗、人参、黄芪、栀子、余甘子、菊花、荜茇、荷叶、灵芝、决明子、当归、甘草和桑叶等药食两用中药的活性成分被证实通过激活AMPK在血脂异常方面具有明显的治疗效果,相关机制图如图8所示。

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Fig. 8 Mechanism of AMPK signaling pathway regulation by active ingredients of FMH resources.

调节胆固醇代谢的信号通路

SREBPs是调控细胞内脂质合成的重要蛋白,主要有三种成员:SREBP-1a、SREBP-1c、SREBP-2,其中SREBP-1a、SREBP-1c主要调节FAS、TG和葡萄糖代谢相关酶基因的表达,SREBP-2主要调控胆固醇代谢。SREBP-2能够调控LDL-R、HMG-CoA合成酶、HMG-CoA还原酶等基因的翻译,从而控制外源性胆固醇的摄取和内源性胆固醇的合成速率。药食两用中药桑叶、姜黄、菊花、人参、栀子、黄芪、葛根、决明子、桔梗、荜茇等均可以通过此途径及其相关酶的表达来调节体内胆固醇的水平,相关机制图如图9所示。

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Fig. 9 Cholesterol metabolism pathway regulation by active ingredients of FMH resources.

PPARγ调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)可作为糖脂平衡的重要调节因子以及治疗糖尿病等代谢性疾病的重要靶点。PPARγ与脂肪细胞分化密切相关,脂肪细胞是由前脂肪细胞分化而来,在其分化的过程中有PPARγ、C/EBPs和SREBP-1c/ACC13个关键的转录调节因子。抑制PPARγ主要表现于脂肪组织和巨噬细胞中,其拮抗剂抑制脂肪生成。药食两用中药人参、灵芝、枸杞、荷叶、余甘子、菊花、当归、葛根、茇等均可以通过此途径及其相关酶的表达来调节体内糖脂水平,相关机制图如图10所示。

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Fig. 10 Diagram of PPARγ signaling pathway regulated by active ingredients of FMH resources.

调节肠道菌群稳态

肠道菌群在饮食相关的肥胖、糖尿病和脂质代谢紊乱中起着至关重要的作用。作为代谢障碍的易感因素之一,肠道菌群影响调节能量消耗和储存的宿主基因的表达,肠道菌群可能是代谢性疾病病因学的关键。肠道菌群及其代谢物(如SCFAs、BAs等)可影响能量收集效率和免疫系统活性,并通过改变肠道屏障通透性调节慢性炎症,干扰胆固醇逆向运输,导致血脂异常等代谢障碍。药食两用中药葛根、荷叶、人参、茯苓等可以调节肠道微生物相对水平及其代谢物影响脂质代谢,相关机制图如图11所示。

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Fig. 11 Mechanisms by which active ingredients of FMH resources regulate gut microbiota.

Conclusion

本文就常用的调节血脂类药食两用中药对高脂血症治疗的活性成分及作用机制进行总结。我国收载102个药食两用中药,有37种是保健食品及文献中常用的调节脂类药材,其主要有效调节血脂成分分别为三萜及其苷类、黄酮类、生物碱类、其他类以及多糖类等。这些化合物主要是通过AMPK、调节胆固醇、PPARγ调控等相关途径代谢过程中关键蛋白、酶的表达、活性以及肠道菌群稳态来调节脂质代谢。高脂血症对机体的影响是隐蔽性、渐进性、全身性的,是各种心脑血管疾病的危险因素,如动脉粥样硬化、冠心病、心肌梗死、脑血栓、脂肪肝、糖尿病、高脂血症胰腺炎等。

第一作者简介:

 

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郝旭婷,女,现于河南大学国家食用菌加工技术研发专业中心攻读硕士学位,主要研究方向为药食两用中药在调节血脂方面的应用等。

通信作者简介:

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马常阳,副教授,硕士生导师,国家食用菌加工技术研发专业中心副主任,主要研究方向:(1)免疫活性作用机制:从激活免疫细胞和器官、调控肠道菌群和代谢产物、调节信号通路蛋白和基因表达等方面分析天然活性产物的免疫调节作用机制,主要涉及生物多糖类成分。(2)成分分析与结构解析:利用色谱、质谱、光谱等分析技术对原料和产品中的活性成分进行分离、分析和结构解析。(3)产品开发与品质管理:通过优化提取方法开发新型产品,并借助快速分析技术、货架期模型对产品质量进行评价和管理。主要承担项目9项,参与发表论文57篇。

END

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FMH期刊官网

论文网址

https://www.sciopen.com/article/10.26599/FMH.2024.9420003



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