扶曉菲,鄢明輝,游春蘋(píng)

(光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院,上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心,乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200436)

原花青素(proanthocyanidins,PACs)又被稱(chēng)作濃縮單寧或濃縮鞣質(zhì),是食物中較為常見(jiàn)的一大類(lèi)類(lèi)黃酮化合物,具有植物化學(xué)活性[1]。PACs主要由兒茶素、表兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素等單體(黃烷-3-醇)聚合而成,一般根據(jù)單體的聚合度(DP)分為低聚原花青素(oligomeric proanthocyanidins,OPC,PD=2～10)和原花青素高聚體(proanthocyanidins polymers,PPC,PD>10)兩大類(lèi),依據(jù)聚合度也可將其分為游離態(tài)PACs和結(jié)合態(tài)PACs,其中原花青素二聚體作為一種游離態(tài)多酚,憑借其良好的水溶性,易被人體吸收而被廣泛研究[2]。水果(蘋(píng)果、葡萄、蔓越莓等)、蔬菜、種子、果皮、堅(jiān)果、茶葉、紅酒等食品提供可觀的膳食來(lái)源PACs,在人類(lèi)膳食結(jié)構(gòu)中舉足輕重。PACs作為高效天然抗氧化劑的同時(shí),兼有抗菌抗炎、抗腫瘤、預(yù)防心血管疾病及其代謝綜合征等作用[3-4]。

受現(xiàn)有的分離提取手段的局限,首先PACs的提取技術(shù)的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化仍然是研究的重點(diǎn)與難點(diǎn),其次極少數(shù)的游離態(tài)PACs雖可經(jīng)胃和小腸直接吸收,但大量結(jié)合態(tài)的PACs卻在胃和小腸中表現(xiàn)出較低的生物利用度,需要到達(dá)結(jié)腸經(jīng)由腸道微生物解離、水解生成游離的PACs才可發(fā)揮生理作用[5-7]。研究指出,消化道是食源性PACs促進(jìn)人體健康作用的關(guān)鍵靶器官,聚合度較高的PACs會(huì)到達(dá)結(jié)腸腔內(nèi),經(jīng)腸道微生物代謝成相應(yīng)單體及芳香酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被小腸、心臟、肝臟等組織利用,此外PACs還充當(dāng)著益生元的作用,對(duì)乳酸菌、雙歧桿菌、產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌等腸道微生物的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用,二者間的雙向調(diào)控既提高了PACs的生物利用率又有助于腸道有益菌的生長(zhǎng)。

目前關(guān)于二者相互作用的研究較為少見(jiàn),但不可否認(rèn)該研究具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值[6,8-10]。一方面,基于PACs作為高生物活性的膳食多酚重要來(lái)源這一事實(shí),本課題的研究對(duì)于進(jìn)一步解決PACs低吸收率問(wèn)題及擴(kuò)大PACs的廣泛應(yīng)用而言十分必要;另一方面該研究也探究了腸道微生物對(duì)包括PACs在內(nèi)的膳食多酚的重要作用,豐富了腸道微生物的研究領(lǐng)域。本綜述通過(guò)比較PACs與花青素的異同點(diǎn)來(lái)歸納PACs的生理活性、綜述其與腸道微生物相互作用,試圖為該作用在諸多慢性疾病中發(fā)揮的潛在作用研究提供理論參考,一定程度上也是對(duì)飲食療法的補(bǔ)充和總結(jié)。

1 原花青素與花青素

PACs和花青素不盡相同,實(shí)際上PACs是花青素的前體,因此也被稱(chēng)作前花青素,經(jīng)由MYB轉(zhuǎn)錄因子互作等途徑生成花青素[11]。PACs和花青素同屬類(lèi)黃酮類(lèi)植物化合物,都是食源性的天然抗氧化劑,但也可從化學(xué)結(jié)構(gòu)、顏色及分布、代謝方式、應(yīng)用途徑差異等幾個(gè)方面來(lái)加以區(qū)分[1,12]。

從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看,PACs是由不同種類(lèi)及數(shù)量的以2-苯基色原酮為母核,經(jīng)衍生形成的單體結(jié)構(gòu)(也即黃烷-3-醇),借助各單體間不同形式的C—C鍵(或兼含C—C鍵和C—O—C鍵)聚合而成的一大類(lèi)不同聚合度、不同空間構(gòu)型、可被酯化、甲基化的多酚類(lèi)物質(zhì)。花青素則是以2-苯基色原烯為母核衍生而得的類(lèi)黃酮化合物存在,極少以游離形式存在,常借助糖苷鍵與糖形成花色苷并存在于植物中[4,12-13]。常見(jiàn)PACs二聚體和花青素的一般化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。PACs自身多呈無(wú)色至棕色,參與植物種皮、果皮等的著色,多使之呈現(xiàn)褐色,而花青素作為一種水溶性色素,使得黑枸杞、黑莓、葡萄、草莓等植物呈現(xiàn)豐富的顏色,如藍(lán)色、紫色、紅色、粉色等,并在不同的環(huán)境中出現(xiàn)顏色藍(lán)移或紅移的情況[14]?；ㄇ嗨氐闹饕x場(chǎng)所是胃和小腸,最終以花青素或其代謝物的形式排出體外,OPC遵從同樣的代謝途徑,而PPC一般經(jīng)結(jié)腸經(jīng)微生物分解代謝后輸送至其他組織[8,12]。此外,二者的應(yīng)用領(lǐng)域不一致,PACs目前主要應(yīng)用在藥品、保健品、食品防腐劑等方面,而花青素基于天然色素和抗氧化性這兩個(gè)特性,在保健品、化妝品、食品添加劑等領(lǐng)域有所應(yīng)用[12]。

圖1 原花青素和花青素的常見(jiàn)化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Common chemical structures ofproanthocyanidins and anthocyanins

2 原花青素的主要生理功能

2.1 抗氧化作用

抗氧化及清除自由基是PACs等膳食多酚最顯著的的生理特性,既有文獻(xiàn)表示可可、葡萄籽副產(chǎn)品、脂溶性葡萄籽PACs(grape seed proanthocyanidins,GSP)等提供了大量的PACs,可與生物體內(nèi)其他分子相互作用而產(chǎn)生抗氧化、抗炎等功效,有望成為新型抗氧化劑[15-16]。PACs抗氧化應(yīng)激的研究,也歷經(jīng)了從作用機(jī)制上升至臨床應(yīng)用的過(guò)程,通常認(rèn)為PACs通過(guò)減少DNA損傷、絲裂原活化蛋白激酶、脂質(zhì)過(guò)氧化作用及增加Nrf2轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控其他途徑而達(dá)到防控心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、代謝性疾病、皮膚病、癌癥的目的[3]。紫外線(ultraviolet light,UV)是一項(xiàng)重要危險(xiǎn)因素,它會(huì)引起DNA損傷、引發(fā)免疫抑制,進(jìn)而導(dǎo)致皮膚癌,研究指出富含PACs和綠茶多酚等的膳食制劑,可修復(fù)DNA損傷并介導(dǎo)UV誘導(dǎo)的免疫抑制過(guò)程,從而具有抗輻射及光保護(hù)作用[17]。對(duì)于d-半乳糖誘導(dǎo)的衰老模型小鼠,Xiao等[18]借助水迷宮和空間記憶測(cè)試,血漿代謝組學(xué)分析,輔以腸道微生物群檢測(cè)等綜合性手段,得出長(zhǎng)達(dá)7周的PACs治療可通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體代謝途徑來(lái)預(yù)防小鼠認(rèn)知下降及氧化損傷的結(jié)論。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷引起的腦水腫同樣是誘發(fā)疾病乃至致死的重要危險(xiǎn)因素,一項(xiàng)將30只雄性大鼠分別分為對(duì)照組、創(chuàng)傷組和治療組的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組經(jīng)顱骨切除和冷損傷后檢測(cè)腦含水量,結(jié)果證實(shí)PACs可以有效減少實(shí)驗(yàn)性創(chuàng)傷后的氧化應(yīng)激,具有抗腦水腫作用[19]。

2.2 抗菌抗炎作用

PACs的另一個(gè)典型特征是抗炎殺菌,憑借較好的抗粘附特性在減輕水腫,防治類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、尿路感染(urinary tract infection,UTI)、胃粘膜感染、口腔感染,預(yù)防類(lèi)抑郁行為等中體現(xiàn)出潛在價(jià)值[20]。類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是一種引發(fā)機(jī)體軟骨、骨骼、滑膜等組織產(chǎn)生慢性周身性炎癥,引起多器官損傷,進(jìn)而慢性致殘的疾病,常規(guī)藥物治療效果欠佳且價(jià)格昂貴、副作用明顯,一項(xiàng)近期研究成果提出,源于墨西哥雨林灌木的富含PPC的提取物,經(jīng)作用于CD-1雌性小鼠9 d,發(fā)現(xiàn)PPC介導(dǎo)了白細(xì)胞介素(Interleukin,IL)-1β、IL-17和IL-6濃度的降低和腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)的減少,同時(shí)測(cè)得小鼠的炎癥抑制率高達(dá)72%,表現(xiàn)出了PPC良好的抗炎特性[21]。蔓越莓PACs(Cranberry proanthocyanidins,c-PAC)應(yīng)用于緩解男性睪丸外感染癥狀、預(yù)防女性的復(fù)發(fā)性UTI有著幾十年的歷史,既有報(bào)道認(rèn)為c-PAC這一生物活性發(fā)揮可能多依賴(lài)其特有的“A型”黃烷鍵。美國(guó)一項(xiàng)相關(guān)研究對(duì)具有復(fù)發(fā)性UTI病史的182名婦女隨機(jī)分組,實(shí)驗(yàn)組持續(xù)6個(gè)月每日服用500 mg的全蔓越莓果粉(PACs含量為0.56%),在發(fā)現(xiàn)各組的生化參數(shù)無(wú)基本差別的基礎(chǔ)上,UTI復(fù)發(fā)率較對(duì)照組(25.8%)顯著減少,只有10.8%,表現(xiàn)出了PACs降低復(fù)發(fā)性UTI的巨大潛力[22-23]。此外,PACs抗炎抗氧化功能的應(yīng)用也拓展了到其他方面,有報(bào)道指出神經(jīng)炎癥和細(xì)胞因子水平的升高與抑郁癥之間存在相關(guān)性,PACs可以通過(guò)強(qiáng)效的抗炎作用來(lái)抑制脂多糖誘導(dǎo)的小鼠類(lèi)抑郁行為,有望成為潛在有效治療劑[24]。

2.3 抗腫瘤作用

近年來(lái)PACs的潛在抗腫瘤作用也成為了研究熱點(diǎn)。借助上調(diào)NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)來(lái)介導(dǎo)氧化應(yīng)激過(guò)程,進(jìn)而增加非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的遷移,是吸煙致癌的關(guān)鍵機(jī)制,GSP對(duì)腺癌人類(lèi)肺泡基底上皮細(xì)胞(A549)的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,GSP借助影響NOX關(guān)鍵組分的蛋白水平介導(dǎo)氧化應(yīng)激,借助減少上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化控制了香煙煙霧冷凝物誘導(dǎo)的細(xì)胞遷移,具有潛在的預(yù)防及治療肺癌的作用[25]。肝細(xì)胞癌也是一種常見(jiàn)肝癌類(lèi)型,前期癥狀不明顯且術(shù)后5年生存率不高,影響人類(lèi)生活健康。血管生成擬態(tài)(vasculogenic mimicry,VM)是一種新型血液供應(yīng)模式,其潛在機(jī)制有望為肝癌治療的潛在靶點(diǎn),一項(xiàng)以不同劑量的GSP分組作用于H22肝癌模型小鼠的研究表示,GSP以劑量依賴(lài)的方式有效抑制了VM結(jié)構(gòu),可能成為有效的抗VM藥物[26]。近年來(lái)食管癌的發(fā)生率呈上升趨勢(shì),術(shù)后5年生存率同樣不容樂(lè)觀,其中膽汁和胃酸回流是食管癌的重要誘因。研究指出c-PAC對(duì)食管癌潛在治療機(jī)制包括激活自噬機(jī)制和抑制膽汁酸代謝等,這一機(jī)制同時(shí)起到了逆轉(zhuǎn)腸道微生物失調(diào)的作用[27]。Toden等[28]借助系統(tǒng)性的體外內(nèi)等實(shí)驗(yàn)證實(shí)了OPC對(duì)結(jié)直腸癌的保護(hù)作用,同時(shí)提出了一種新型結(jié)腸癌預(yù)防機(jī)制,包括降低LGR5、CD44和CD133在內(nèi)的腸癌干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá),下調(diào)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子YAP、TAZ等實(shí)現(xiàn)干擾癌細(xì)胞發(fā)育和自我更新。馬尾松皮中提取的PACs(Pinus massoniana Bark proanthocyanidins,PMBPs)和GSP被證明分別對(duì)卵巢癌[29]和宮頸癌[30]發(fā)揮積極作用,且保護(hù)機(jī)制高度一致,即借助線粒體相關(guān)凋亡通路的激活發(fā)揮作用,詳細(xì)作用機(jī)制包括線粒體膜電位的丟失、抗凋亡蛋白Bcl-2的下調(diào)及Caspase 3、Caspase 9等抗體的活化。PACs的主要生理功能及常見(jiàn)應(yīng)用見(jiàn)表1。

表1 PACs的主要生理功能及其應(yīng)用Table 1 Major physiological functions and application of PACs

2.4 防控心血管疾病及代謝綜合征

PACs作為一種膳食生物活性物質(zhì),在諸多常見(jiàn)慢性疾病的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著特定的生理功能。既有報(bào)道推薦攝入PACs等黃烷醇化合物,認(rèn)為其既降低了健康危險(xiǎn)因素,又具有防治心血管疾病和延緩衰老的保護(hù)作用,PACs的生物活性與人體營(yíng)養(yǎng)和健康之間的廣泛相關(guān)性值得進(jìn)一步探究[31]。Lee等[32]指出,PACs的A2型(PA2)代謝物具有較好的預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的潛力,其潛在作用機(jī)制可以概括為PACs的主要微生物代謝物5-(3′,4′-二羥基苯基-γ戊內(nèi)酯)(DHPV),較PACs或其單體具有更好的防治效果,多借助下調(diào)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的生物標(biāo)志物如血管細(xì)胞粘附分子等,減少TNF在血管細(xì)胞上的粘附而發(fā)揮保護(hù)作用。臨床數(shù)據(jù)顯示PACs對(duì)葡萄糖穩(wěn)態(tài)起調(diào)節(jié)作用,較高劑量的PACs攝入被報(bào)道與糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的降低相關(guān)[33]。一項(xiàng)針對(duì)高脂肪飲食誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的研究指出,服用16周500 mg/kg劑量的GSP大鼠,其坐骨神經(jīng)游離鈣離子濃度顯著降低,同時(shí)Ca(2+)-ATP酶活性有所提高,提示了GSP具有預(yù)防大鼠周?chē)窠?jīng)的早期功能和形態(tài)學(xué)異常的作用[34]。Wang等[35]歸納了PACs防治2型糖尿病及其并發(fā)癥如高脂血癥和調(diào)節(jié)腸道菌群的機(jī)制,包括葡萄糖吸收的促進(jìn)、脂質(zhì)分解的抑制及胰島素穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)等。一種較為公認(rèn)的預(yù)防糖尿病、肥胖等慢性疾病的策略是抑制目標(biāo)消化酶,低聚合度PACs是一種很好的消化酶抑制劑,具有預(yù)防肥胖及減重的可能[2]。研究發(fā)現(xiàn)[36],與喂食普通飼料相比,經(jīng)高脂肪膽固醇飲食喂食的家兔體重、胰島素抵抗、肝指數(shù)等指標(biāo)相對(duì)較高,用PACs的B2型(PB2)治療12周后,經(jīng)處死檢測(cè)其血清生物標(biāo)志物并評(píng)估其肝臟的組織學(xué)參數(shù)表明,PB2治療有效防止了因高脂肪膽固醇飲食引起的體重增加、高甘油三酯血癥、肝臟甘油三酯積累。高血壓病理生理學(xué)的一個(gè)重要生理指標(biāo)是心血管重構(gòu),經(jīng)GSP治療的DOCA鹽誘導(dǎo)的SD大鼠,血管調(diào)節(jié)因子內(nèi)皮素-1(endothelin-1,ET-1)釋放減少,證實(shí)了GSP通過(guò)抑制活性氧/絲裂原活化蛋白激酶通路,進(jìn)而對(duì)由心血管重塑引起的血壓升高產(chǎn)生保護(hù)作用[37]。另外一種潛在機(jī)制認(rèn)為,País葡萄來(lái)源的PACs具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)的作用,提示了其作為天然抑制劑的潛在機(jī)制[38]。此外,OPC也被報(bào)道改善了小鼠心血管重塑指數(shù)和氧化應(yīng)激狀態(tài),在孕鼠高血壓的防治中發(fā)揮較好的療效,為臨床應(yīng)用提供了治療方向[39]。

2.5 其他作用

Choi等[40]還報(bào)道了PACs借助抑制肥大細(xì)胞的活化機(jī)制介導(dǎo)了小鼠的過(guò)敏反應(yīng)。除此之外,PACs作為一種強(qiáng)效自由基清除劑,可通過(guò)抑制氧化應(yīng)激對(duì)常見(jiàn)化療藥物阿霉素造成的腎臟毒性發(fā)揮保護(hù)作用[41],同時(shí)也使得暴露于由結(jié)腸微生物群產(chǎn)生的甲酚的結(jié)腸上皮細(xì)胞,細(xì)胞活力得到改善,免受甲酚的損害[3]。PACs的主要生理功能及其應(yīng)用見(jiàn)表1。

3 原花青素與腸道微生物的相互作用

3.1 腸道微生物對(duì)原花青素的積極影響

PACs與腸道微生物相互作用的研究尚不多見(jiàn),一般認(rèn)為,PACs生物利用率的提高及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,離不開(kāi)消化道中腸道微生物作用下的代謝途徑的加快及抗氧化應(yīng)激能力的提高,一定程度上PACs的吸收與代謝依賴(lài)于人類(lèi)消化的微生物種群變化[42]。人腸道微生物具有將PA2、PB2、c-PAC分解代謝成苯甲酸、2-苯乙酸、3-苯丙酸等多酚化合物的能力,這些微生物代謝物對(duì)PACs生物活性的提高具有促進(jìn)作用,既對(duì)PACs的生物利用度的改善做出了貢獻(xiàn),又為其在人類(lèi)健康中的應(yīng)用提供了新視角[43-44]。

經(jīng)由腸道微生物代謝的PACs在免疫力下降、衰老、記憶障礙、胃炎、動(dòng)脈粥樣硬化等癥狀及疾病中都體現(xiàn)出保護(hù)潛力。PACs預(yù)防衰老作用機(jī)制的研究指出PB2在改善小鼠氧化損傷的同時(shí)伴隨著厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)比值、雙歧桿菌豐度的顯著變化,腸道菌群的重塑提示了機(jī)體代謝途徑的調(diào)節(jié)可能介導(dǎo)了抗衰老過(guò)程[18]。蓮蓬PACs(LSPC)已被報(bào)道具有增加記憶的作用,研究指出乳酸菌(Lactobacilluscasei-01,LC)分別與低、高劑量LSPC組合作用于模型小鼠20 d后,借助Y-迷宮測(cè)試評(píng)估小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力,得出高劑量實(shí)驗(yàn)組(H-LSPC與LC組合作用)的測(cè)試錯(cuò)誤率分別較對(duì)照組(H-LSPC組、LC組)減少了41.59%和68.75%,LSPC和LC的組合通過(guò)提高總抗氧化能力水平等增強(qiáng)了LSPC的生理活性,從而達(dá)到改善學(xué)習(xí)記憶障礙、促進(jìn)記憶增強(qiáng)的目的,腸功能也被報(bào)道借助上述雙向作用而得到調(diào)節(jié)[45]。近期相關(guān)研究也指出PACs在抗炎有了新應(yīng)用,由于調(diào)節(jié)胃上皮IL-8是減輕胃炎及預(yù)防其惡化的有效手段,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分離自板栗的PACs可以借助破壞NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)和其他機(jī)制來(lái)抑制IL-8的分泌,這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果為潛在抗胃炎類(lèi)營(yíng)養(yǎng)保健品的開(kāi)發(fā)提供了生物指導(dǎo)思路[46]。此外,益生菌如鼠李乳桿菌促進(jìn)了c-PAC的生物轉(zhuǎn)化和代謝,其代謝產(chǎn)物4-羥基苯乙酸、水肉桂酸等也顯示出增強(qiáng)肝癌HepG2細(xì)胞的體外抗癌活性,有助于PACs更好的發(fā)揮藥理活性[47]。

3.2 原花青素對(duì)腸道微生物的積極影響

PACs對(duì)腸道微生物的影響主要通過(guò)增加微生物多樣性、調(diào)節(jié)腸道穩(wěn)態(tài)、提高氧化應(yīng)激能力等來(lái)體現(xiàn),其作用機(jī)制尚不完全明確,總體表現(xiàn)為通過(guò)增強(qiáng)雙歧桿菌、乳酸菌、阿克曼菌(AKK)等益生菌,并抑制部分腸道有害菌群來(lái)改善腸道菌群、增強(qiáng)腸道屏障功能和維護(hù)結(jié)腸健康。已知PACs飲食干預(yù)與抗生素喂養(yǎng)干預(yù)具有差異性,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與僅用抗生素干預(yù)的飲食組相比,經(jīng)PACs和抗生素先后分別喂養(yǎng)巴馬小型豬各1個(gè)月,借助16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn),豬腸道微生物群豐富度指標(biāo)(Chao 1)上升,而螺旋菌屬和纖維桿菌門(mén)要明顯較抗生素組低,提示其作為替代抗生素的潛在可能性[48]。Han等[49]肯定了GSP作為潛在抗生素替代物的價(jià)值,并指出GSP通過(guò)作用于腸道微生物,提高了斷奶仔豬抵抗腸道氧化應(yīng)激而發(fā)揮改善黏膜屏障的作用。一項(xiàng)關(guān)于葡萄籽PACs復(fù)合提取物(GSPE)作用于雌性大鼠的研究,既觀察到腸道中厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)比例的下降,也發(fā)現(xiàn)與飽腹感相關(guān)的腸激素如血漿胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)的顯著增加,大鼠在飽腹感保持不變的前提下,能量消耗增加、食欲減少,提示了PACs對(duì)腸道菌群的作用也可能介導(dǎo)其生理作用,改善葡萄糖耐受性進(jìn)而起到預(yù)防糖尿病和肥胖的作用[50]。

同樣,PACs對(duì)腸道微生物作用的應(yīng)用主要體現(xiàn)在降低炎癥反應(yīng)、保護(hù)心臟代謝、改善肥胖及糖尿病等代謝代謝綜合征中。例如,基因工程改良蘋(píng)果中提取的PACs作用于健康小鼠后,實(shí)驗(yàn)組中觀察到炎癥標(biāo)志物PGE2、Il2rb、Ccr2、Cxcl10和Ccr10的顯著降低,同時(shí)總細(xì)菌數(shù)較對(duì)照組提升6%,表現(xiàn)了PACs通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物群來(lái)介導(dǎo)全身抗炎作用[51]。其次,Blumberg等[52]綜合蔓越莓相關(guān)研究進(jìn)展指出,c-PAC與其他蔓越莓成分和腸道微生物群之間的具有協(xié)同作用,這一作用不僅體現(xiàn)在c-PAC的抗炎功能方面,也表現(xiàn)在調(diào)節(jié)血脂、血壓、內(nèi)皮功能、血糖等,為蔓越莓對(duì)心臟代謝健康產(chǎn)生的良好效果供了更多的證據(jù)。在GSPE調(diào)節(jié)高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,16S rDNA分析結(jié)果表明,GSPE的補(bǔ)充調(diào)節(jié)了腸道微生物群組成,同時(shí)顯著降低TNF-α、IL-6等炎癥因子的血漿水平,進(jìn)而改善了胰島素敏感性,其作為潛在益生元?jiǎng)┠軌虬邢蚰c道微生物菌群,為代謝紊亂的預(yù)防和治療提供可能性[53]。以上類(lèi)似結(jié)論也在絕經(jīng)模型小鼠實(shí)驗(yàn)中被證實(shí),表明GSPE成為預(yù)防肥胖、改善絕經(jīng)后婦女生理失調(diào)的潛在功能性食品[54]。總而言之,PACs與腸道微生物具有積極的雙向調(diào)節(jié)作用,并在諸多常見(jiàn)慢性疾病的防控已有所體現(xiàn)。

3.3 原花青素對(duì)腸道有害菌的抑制作用

報(bào)道也指出,PACs對(duì)腸道微生物的調(diào)控作用也表現(xiàn)在對(duì)沙門(mén)氏菌、假單胞菌、奇異變形桿菌、致病性大腸桿菌等腸道有害菌、食源性致病菌等的生長(zhǎng)抑制。分離得到的澀柿PACs八聚體,經(jīng)作用于沙門(mén)氏菌并研究其毒力分泌系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),PACs不影響細(xì)胞的生長(zhǎng),但對(duì)抑制致病性毒力蛋白 SPI1的分泌產(chǎn)生抑制作用,表現(xiàn)出良好的抗菌潛力[55]。PACs對(duì)阪崎克羅諾桿菌的抑菌作用尚不明確,Joshi等[56]借助藍(lán)莓PACs與等體積的阪崎腸桿菌混合培養(yǎng)0.5、1.0和6.0 h,1 h后測(cè)得,實(shí)驗(yàn)組菌株減至不可檢測(cè)水平,同時(shí)結(jié)合對(duì)照組的掃描電鏡研結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)處理菌株的細(xì)胞膜形態(tài)方面存在差異,表明藍(lán)莓PACs對(duì)阪崎克羅諾桿菌感染存在預(yù)防和治療潛力。尿路感染通常與生物膜的形成直接相關(guān),一項(xiàng)綜合結(jié)晶紫生物膜染色、重氮素代謝測(cè)定、共聚焦成和質(zhì)譜分析等技術(shù)來(lái)檢測(cè)PACs破壞銅綠假單胞菌生物膜形成的能力的研究指出,c-PAC降低了銅綠假單胞菌的群集運(yùn)動(dòng),且在蛋白表達(dá)方面呈現(xiàn)顯著差異,具有抗銅綠假單胞菌的生物膜特性的可能性[57]?；诮^大部分尿路感染由致病性大腸桿菌(UPEC)和奇異變形桿菌引起且PACs可在其中發(fā)揮良好價(jià)值這一前提,一組衡量 c-PAC對(duì)UPEC和奇異變形桿菌體外抗粘附活性的實(shí)驗(yàn)得出,UPEC不僅運(yùn)動(dòng)性和脲酶活力降低,且伴隨著對(duì)HT1376細(xì)胞系和奇異變形桿菌粘附力的顯著下降(高達(dá)75%),顯示出較強(qiáng)的泌尿抗粘附活性[57]。

3.4 其他影響因素

體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,常見(jiàn)乳酸菌和荔枝果皮PACs的相互作用具有雙向調(diào)控作用,PACs可以有效調(diào)控ST-01和L.casei-01為代表的乳酸菌的生長(zhǎng),反之乳酸菌也對(duì)PACs的代謝起促進(jìn)作用,低聚糖、可溶性膳食纖維、ω-3脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在其中發(fā)揮積極作用[58-59]。PACs和益生菌制劑的聯(lián)合補(bǔ)充,既顯示出了對(duì)感染產(chǎn)毒大腸桿菌小鼠腸道損傷的改善作用,又具有抑制腸外UPEC外入侵腸上皮細(xì)胞的能力[60-61]。同時(shí),富含PACs的飼料被廣泛應(yīng)用于預(yù)防牧草氣脹病,研究發(fā)現(xiàn)ω-3多不飽和脂肪酸與低劑量的PACs存在協(xié)同作用,促進(jìn)了飼料基質(zhì)中腸道微生物介導(dǎo)的PACs生物轉(zhuǎn)化[62]。此外,諸如高糖高脂等飲食結(jié)構(gòu)和食物加工方式也會(huì)干預(yù)PACs在動(dòng)物或人體中的代謝效果,是二者相互作用的重要影響因素[63-64]。同時(shí)相關(guān)研究也指出,蘋(píng)果基質(zhì)中PACs細(xì)胞壁的相互作用則使人腸道微生物群對(duì)PACs的代謝降低,進(jìn)而導(dǎo)致微生物代謝物作用下的抗炎效果下降[65]。

4 結(jié)語(yǔ)

PACs是一種廣泛存在的天然多酚物質(zhì),經(jīng)臨床研究證實(shí)其副作用極低,較為安全[66],同時(shí)也憑借保健或藥理作用的多樣性,對(duì)多類(lèi)慢性疾病具有潛在防治的作用,并有望在食品添加劑、膳食補(bǔ)充劑、保健品、藥品的研發(fā)中發(fā)揮潛在價(jià)值。基于以上內(nèi)容,存在如下問(wèn)題需要明確:第一,樣品獲取有難度,分離提取技術(shù)的精進(jìn)依舊是阻礙PACs深入研究的重要因素,諸如植物中不可提取多酚的提取分析方法的開(kāi)發(fā)值得關(guān)注[5];第二,研究方法不全面,既有報(bào)道中實(shí)驗(yàn)結(jié)果多借助動(dòng)物體外實(shí)驗(yàn)得出,有待進(jìn)一步擴(kuò)大研究對(duì)象及數(shù)量,借助更深層次的臨床實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí);第三,研究及應(yīng)用領(lǐng)域有待拓展,例如PACs在神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的應(yīng)用尚少,只在預(yù)防衰老、認(rèn)知障礙、類(lèi)抑郁行為等的方面有少許報(bào)道,有待廣泛探究PACs對(duì)神經(jīng)退行性疾病甚至是各類(lèi)常見(jiàn)慢性疾病的影響。總之,二者相互作用的研究值得肯定,它不僅對(duì)研究對(duì)象本身具有雙向的積極意義,同時(shí)也必將帶動(dòng)PACs相關(guān)生理功能與具體病癥相關(guān)性的廣泛研究,為防控各類(lèi)不良癥狀和慢性疾病提供客觀可能性。