植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制

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多酚类化合物对肝脏损伤的保护作用

多酚类化合物对肝脏损伤的保护作用

多酚类化合物对肝脏损伤的保护作用肝脏是人体最重要的器官之一,它负责代谢、排毒和储存重要物质,如蛋白质、糖类和脂肪等。

然而,现代生活中的不健康饮食和生活方式,以及环境污染等因素,都可能导致肝脏损伤,引发各种肝病,如脂肪肝、肝纤维化和肝癌等。

近年来,研究发现多酚类化合物对肝脏具有显著的保护作用,有助于减缓肝脏损伤的进程。

多酚类化合物是一类存在于许多植物中的化学物质,如茶叶、葡萄、苹果、葡萄柚等水果。

这些物质具有丰富的抗氧化特性,可以中和人体内的自由基,减轻氧化应激对肝脏造成的损伤。

研究发现,多酚类化合物能够抑制脂肪氧化,防止脂肪在肝脏内过度积累,从而减少脂肪肝的发生。

除了抗氧化作用,多酚类化合物还具有抗炎和抗纤维化的作用。

研究表明,多酚类化合物可以抑制炎症因子的产生,减轻炎症反应,从而降低肝脏炎症损伤,预防肝纤维化和肝硬化的发展。

此外,多酚类化合物还能够抑制肝脏内的纤维化细胞活化和胶原沉积,进一步减轻纤维化程度,保护肝功能。

除了直接的保护作用,多酚类化合物还通过调节许多信号通路来发挥其作用。

例如,多酚类化合物可以激活体内的抗炎和抗氧化途径,如NF-κB和Nrf2信号通路,增强肝脏自我修复能力。

此外,多酚类化合物还可以调节脂肪酸代谢和胰岛素信号通路,改善脂质代谢异常,从而预防和治疗脂肪肝。

目前,多酚类化合物已被广泛应用于肝脏保护的研究和临床实践中。

例如,一些研究证实,茶多酚可以降低肝脏内脂肪的积累,并减轻脂肪肝的程度。

此外,花青素和黄酮类化合物也被证明可以减少氧化应激和纤维化反应,对肝脏有益。

此外,一些植物提取物,如葡萄籽提取物和白藜芦醇等,也被广泛应用于保护肝脏。

总体而言,多酚类化合物对肝脏具有显著的保护作用,可以减轻肝脏损伤、促进肝功能恢复。

然而,目前的研究大多还停留在动物实验和体外细胞实验阶段,对于人体的临床应用还需要进一步研究和验证。

此外,多酚类化合物的种类繁多,其保护作用的具体机制和剂量仍需进一步研究。

植物抗氧化系统的功能和调节

植物抗氧化系统的功能和调节

植物抗氧化系统的功能和调节随着生活质量的提高,人类面临的各种环境压力也日益增加,包括空气污染、化学污染、电磁辐射等等。

这些环境因素都能促进自由基和氧化应激的产生,从而对生物体造成损害。

植物作为生物体的一种,其生长发育和产量产质的稳定性也受氧化应激的影响。

因此,植物发展出了一套完整的抗氧化系统来对抗氧化应激。

植物的抗氧化系统主要由非酶和酶两部分组成。

其非酶部分包括类胡萝卜素、维生素 E、维生素 C、黄酮类物质等,这些物质经过电子捐赠或氢原子捐赠等机制,能有效清除自由基。

在酶部分,主要有超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶等几种酶参与,这些酶能够转化为较为稳定和无害的化合物,并保护细胞免受氧化应激的损害。

在植物抗氧化系统中,各种成分不同的物质相互协同、作用紧密,形成了一个错综复杂的网络系统,对植物细胞的正常发育和生长发挥着至关重要的作用。

同时,植物抗氧化系统的功能还与环境、生长阶段和植物品种等因素密切相关。

植物在生长过程中,因为适应环境而逐步进化产生了自身的抗氧化反应。

比如,在植物的种子中,存在大量的多酚类物质,特别是褐黄素,这些物质含有大量的单元酚配体,以及能够和金属离子结合的配合物,对于保护种子避免氧化应激产生,发挥了重要作用。

在植物生长的各个阶段,植物也会不断调节自身的抗氧化系统,以适应不同的氧化应激条件,从而保证细胞正常运作。

此外,植物抗氧化系统的功能还与植物品种的发展紧密相关。

根据莱曼法则,植物体积的增长速度快于表面积增长速度,因此植物体内产氧量和需氧量的比值会随着植物的体积增大而逐渐下降。

因此,植物的抗氧化系统在生长过程中也要不断运作,发挥着保护细胞的重要作用。

总之,植物的抗氧化系统是一个复杂的系统,它包括各种不同的抗氧化相关物质和酶,且操作机制与植物的生长发育状态、环境和品种等因素有紧密联系。

随着研究的深入,对植物抗氧化系统机制的理解不断加深,这对于植物生产和环境保护均具有十分重要的意义。

氧化应激对人类健康的影响及其调控机制研究

氧化应激对人类健康的影响及其调控机制研究

氧化应激对人类健康的影响及其调控机制研究氧化应激是指体内环境中氧自由基生成的量大于清除的能力,导致氧自由基在细胞内堆积,破坏细胞结构和功能,从而引起一系列代谢紊乱和疾病。

研究表明,氧化应激与许多重大疾病的发生和发展密切相关,如癌症、心血管疾病、神经系统疾病等。

因此,对氧化应激的调控机制进行深入研究,有利于探索和发现治疗相关疾病的新方法。

第一节:氧化应激引起的疾病氧化应激会导致DNA、蛋白质等分子的氧化修饰,从而影响其结构和功能,导致某些重要的生物过程发生障碍,这些过程包括DNA复制和修复、基因表达调控、细胞生长和凋亡等。

此外,氧化应激还会导致含有ω-3多不饱和脂肪酸的细胞膜的氧化损伤,使细胞膜组分的流动性和膜酶的活性下降,从而导致一系列生理和病理变化。

氧化应激与癌症密切相关。

氧化应激对DNA的氧化水平升高会导致基因突变和癌症细胞的诱导和增殖,这是因为细胞失去了自我修复的能力。

研究表明,氧化应激对癌症的贡献包括:1)刺激癌细胞扩张;2)降低癌细胞对化疗的敏感性;3)抑制免疫系统清除癌细胞的能力。

其次,氧化应激与心血管疾病密切相关。

在心血管系统中,氧化应激会导致心肌细胞损伤和心肌细胞凋亡,引起心肌缺血、心肌梗死等疾病。

此外,氧化应激还能诱发动脉粥样硬化,也是冠心病、高血压和中风等心血管疾病的重要风险因素。

第二节:氧化应激调控机制为了维持人体内部微环境的稳定,机体会产生一系列抗氧化剂来清除自由基,从而防止氧化应激的产生和累积。

抗氧化剂可以是酵素或非酵素的,具有清除自由基和恢复细胞功能的能力。

其中,酶类抗氧化物包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(catalase)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase)等,它们能够将活性氧物质还原成稳定的分子氧或是其它保护性的化合物,从而保护细胞免于氧化应激的损伤。

此外,Nrf2和Keap1信号通路也是调控氧化应激反应的重要机制之一。

在正常情况下,Keap1与Nrf2相互作用,抑制Nrf2的核转移,使其进入转录抑制状态。

《植物多酚简介》课件

《植物多酚简介》课件

02
植物多酚还可以用于日化产品 中,如化妆品和洗涤剂等,具 有抗氧化和抗炎作用。
03
随着研究的深入,植物多酚在 环保、能源和材料科学等领域 也展现出潜在的应用价值。
04
目前,植物多酚的开发与应用 已成为全球范围内研究的热点 领域之一,具有广阔的市场前 景和发展潜力。
06
植物多酚的研究进展与展望
植物多酚的研究现状与趋势
感谢您的观看
THANKS
01
抗氧化
植物多酚具有强大的抗氧化能力 ,能够清除自由基,减少氧化应 激反应,有助于预防慢性疾病。
02
03
抗菌
植物多酚对多种细菌、病毒等具 有抑制作用,可预防感染性疾病 的发生。
04
02
植物多酚的提取与分离
植物多酚的提取方法
溶剂提取法
利用有机溶剂如甲醇、乙醇等从植物中提取 多酚。
热水提取法
利用超声波的振动和空化作用,加速植物细 胞壁的破碎,促进多酚的释放。
利用多酚在不同溶剂中 的溶解度不同,将多酚 从一种溶剂转移到另一
种溶剂中。
膜分离法
利用膜的孔径大小和透 过性,将多酚与其他成
分分离。
植物多酚的分离纯化实例
茶多酚的分离纯化
从茶叶中提取茶多酚,可以采用溶剂提取法和热水提取法,然后通过沉淀法、 吸附法或萃取法进行分离纯化。
果皮多酚的分离纯化
从水果皮中提取果皮多酚,可以采用溶剂提取法和热水提取法,然后通过吸附 法或膜分离法进行分离纯化。
分泌与积累
植物多酚可以分泌到植物 体外,也可以在植物体内 积累,发挥其生物防御、 抗氧化等作用。
植物多酚的合成与代谢调控
基因表达调控
植物多酚的合成与代谢受 到基因表达的调控,如转 录因子、miRNA等对相关 酶基因的表达调控。

护肤品中植物成分的抗炎作用研究

护肤品中植物成分的抗炎作用研究

护肤品中植物成分的抗炎作用研究在当今的护肤领域,植物成分因其天然、温和且具有多种功效而备受关注。

其中,植物成分的抗炎作用更是成为了研究的热点之一。

炎症是皮肤面临各种刺激和损伤时的常见反应,如果不能得到及时有效的控制,可能会引发一系列皮肤问题,如红肿、瘙痒、痘痘、敏感等。

因此,深入研究护肤品中植物成分的抗炎作用,对于开发更安全、有效的护肤产品具有重要意义。

一、炎症与皮肤健康炎症是机体对于外界刺激的一种防御反应,它是免疫系统为了保护身体而启动的一系列生理过程。

在皮肤中,炎症通常表现为红肿、发热、疼痛和功能障碍。

常见的诱发皮肤炎症的因素包括紫外线辐射、环境污染、过敏原、微生物感染以及过度的护肤行为等。

短期的炎症反应有助于清除有害刺激和促进组织修复,但如果炎症持续存在或过度激活,就会对皮肤造成损害。

慢性炎症可能导致胶原蛋白和弹性纤维的降解,加速皮肤衰老;破坏皮肤屏障功能,使皮肤变得敏感脆弱;还可能引发痤疮、湿疹、银屑病等皮肤疾病。

二、常见的具有抗炎作用的植物成分1、洋甘菊提取物洋甘菊富含黄酮类化合物,如芹菜素和木犀草素,具有显著的抗炎活性。

它能够抑制炎症介质的释放,减轻皮肤的红肿和瘙痒。

同时,洋甘菊还具有舒缓和镇定肌肤的作用,常用于敏感肌肤的护理产品中。

2、绿茶提取物绿茶中的主要活性成分是茶多酚,尤其是表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)。

EGCG 具有强大的抗氧化和抗炎作用,能够抑制炎症细胞因子的产生,减少自由基对皮肤的损伤。

此外,绿茶提取物还可以调节皮脂分泌,改善痘痘肌肤。

3、芦荟提取物芦荟含有多种生物活性成分,如多糖、芦荟大黄素和芦荟苷等。

这些成分能够减轻炎症反应,促进伤口愈合,同时具有保湿和滋润肌肤的效果。

芦荟提取物常用于治疗晒伤、烫伤和皮肤炎症等问题。

4、金盏花提取物金盏花富含类黄酮、三萜皂苷和多糖等成分,具有抗炎、抗菌和抗氧化的作用。

它能够缓解皮肤炎症,促进皮肤细胞的再生,对于痤疮、湿疹等皮肤问题有一定的改善作用。

柑橘多酚原理范文

柑橘多酚原理范文

柑橘多酚原理范文柑橘多酚是从柑橘果实中提取的一种天然植物化学物质。

它是一种具有丰富抗氧化活性的多酚类化合物,可以在柑橘果实的皮、籽和内果皮中找到。

柑橘多酚在保健方面具有多种药理活性,包括抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌、抗动脉硬化等作用。

柑橘多酚的抗氧化作用是通过清除自由基来实现的。

自由基是一种无电荷的具有不成对电子的化学物质。

它们在生物体内形成的原因有很多,包括氧化代谢、辐射暴露、环境污染等。

自由基会与细胞内的脂质、DNA、蛋白质等结合,导致细胞损伤和炎症反应。

而柑橘多酚可以通过捕捉和中和自由基来减少细胞氧化应激,保护细胞免受损伤。

它能够与自由基发生反应,将不成对电子转移给自由基,从而稳定了自由基,阻止了它们对细胞的损伤。

柑橘多酚还有抗癌作用。

癌症是一种由于细胞异常增殖和恶性转化导致的疾病。

柑橘多酚能够通过抑制肿瘤细胞的增殖和促进细胞凋亡来抑制肿瘤的发生和发展。

它会通过多种途径干扰肿瘤细胞的生长和生存,如抑制血管新生、调节细胞周期、调控凋亡途径等。

柑橘多酚还可以通过抑制癌细胞的转移和侵袭,阻断癌症的转移,降低癌症的恶化程度。

除了抗氧化和抗癌作用,柑橘多酚还具有抗炎、抗菌和抗动脉硬化的作用。

炎症是人体对损伤或感染的一种自我保护反应,但长期的慢性炎症可能导致组织损伤和疾病的发生。

柑橘多酚可以通过调节炎症信号通路、抑制炎性细胞因子的产生、减轻组织损伤等方式来抑制炎症反应。

抗菌作用是指柑橘多酚能够抑制细菌、病毒和真菌的生长和复制,从而减少感染的风险。

抗动脉硬化作用是指柑橘多酚可以降低胆固醇、减少血清中低密度脂蛋白(LDL)的氧化,从而减少动脉粥样硬化的进展。

除了以上作用,柑橘多酚还具有调节血糖、保护肝脏和降低血压的作用。

它可以通过抑制肝脏中炎性因子的产生、调节糖代谢相关基因的表达等方式来保护肝脏。

研究表明,柑橘多酚还可以通过抑制糖的吸收和改善胰岛素敏感性来降低血糖。

此外,柑橘多酚还可以通过抑制血管收缩素转换酶(ACE)的活性,降低血管紧张剂血管紧张素II的生成,从而降低血压。

干果的多酚类化合物与抗炎作用

干果的多酚类化合物与抗炎作用

干果的多酚类化合物与抗炎作用干果是一种广泛食用的食品,它们富含多种营养物质,其中包括多酚类化合物。

多酚类化合物是一类具有强大生物活性的化合物,具有抗氧化和抗炎作用。

本文将探讨干果中的多酚类化合物以及它们在抗炎作用中的作用机制。

一、干果中的多酚类化合物干果中富含多种多酚类化合物,如类黄酮、原花色苷和酚酸等。

这些化合物赋予了干果抗氧化和抗炎的特性。

1. 类黄酮类黄酮是一类常见的多酚类化合物,广泛存在于许多植物中。

干果中的类黄酮主要包括槲皮素、芦丁和山奈酚等。

研究表明,类黄酮具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤和抗血栓等作用。

它们能够通过抑制炎症相关信号通路和减少炎症介质的释放来发挥抗炎作用。

2. 原花色苷原花色苷是一类广泛存在于植物中的多酚类化合物,干果中常含有丰富的原花色苷,如花青素和花化色苷等。

研究发现,原花色苷能够减少炎症反应和氧化应激,具有抗炎和抗氧化作用。

它们通过调节炎症相关因子的表达和减少氧自由基的生成来实现抗炎作用。

3. 酚酸酚酸是一类常见的多酚类化合物,干果中常含有丰富的咖啡酸和没食子酸等酚酸。

酚酸具有很强的抗氧化和抗炎作用。

研究发现,酚酸能够抑制炎症信号通路的激活和减少炎症细胞的活化,从而发挥抗炎作用。

二、多酚类化合物的抗炎作用机制多酚类化合物在抗炎作用中发挥重要的作用,其机制主要包括以下几个方面:1. 抑制炎症信号通路多酚类化合物能够抑制炎症信号通路的激活,如NF-κB信号通路、MAPK信号通路等。

这些信号通路在炎症反应中起着重要作用,多酚类化合物的抑制可以有效减少炎症因子的生成和炎症状态的发展。

2. 减少炎症介质的释放多酚类化合物能够抑制炎症细胞中炎症介质的释放,如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)等。

这些炎症介质的过度释放会导致炎症反应的持续发展,多酚类化合物能够通过抑制它们的生成来实现抗炎作用。

3. 抗氧化作用多酚类化合物具有很强的抗氧化作用,能够清除自由基和活性氧物质,减少氧化应激的损害。

植物抗氧化防御的机理和应用

植物抗氧化防御的机理和应用

植物抗氧化防御的机理和应用随着人类活动的不断加剧,大气污染、环境恶劣等问题越来越凸显。

而这些问题也在不同程度上对生物体造成了危害,其中就包括了氧化应激的影响。

而生物体本身有着一套庞大而复杂的抗氧化防御系统,来维持其正常生命活动。

其中植物作为生命体系中的基础,其抗氧化防御系统更是远比人类和其他生物体更为完备。

本文将介绍植物抗氧化防御的机理和应用。

一、植物抗氧化防御机理植物抗氧化防御系统主要包括两个部分:非酶性抗氧化物质和酶性抗氧化物质。

1. 非酶性抗氧化物质非酶性抗氧化物质主要包括三种:类黄酮、多酚和维生素C。

其中,类黄酮和多酚是植物茎、叶和果实等部位中常见的化合物,其结构中含有苯环和苯环上的羟基、羟基型乙烯基、芳香环等带有活性的结构单元。

这些结构单元都具有很强的氧化还原能力,可以有效中和活性氧自由基等有害物质。

而维生素C则是植物抗氧化防御系统中不可或缺的重要物质。

它能够通过与氧自由基结合,消除有害物质对植物造成的伤害。

当维生素C的含量不足时,植物体内的其他抗氧化物质也会遭受破坏。

2. 酶性抗氧化物质酶性抗氧化物质主要包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶。

这些酶都具有不同的生理作用,并在植物体内形成了一个相互协作、相互作用的复宇系统。

其中,超氧化物歧化酶是植物内针对超氧自由基的主要抗氧化酶,可以将超氧自由基转变成氧分子和过氧化氢,从而防止氧化应激。

而过氧化物酶则针对过氧化氢的清除,抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶则主要起到氧化还原剂的作用。

二、植物抗氧化防御的应用既然植物具有如此完备的抗氧化防御系统,那么我们也可以从中汲取灵感,应用于人类健康和生产生活。

1. 植物抗氧化物质对人体健康的影响由于人类的生活中会接触到各种不同的污染和环境压力,因此氧化应激对人体的影响也越来越凸显。

而类黄酮、多酚和维生素C等植物抗氧化物质,则可以帮助对抗氧化应激。

尤其是在饮食方面,我们可以选择富含抗氧化物质的食物,如石榴、苹果、杏子等水果,这些食物均含有丰富的抗氧化物质,可以有效帮助人体减少氧化应激对人体的危害。

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动物营养学报2019,31(4):1554⁃1563ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.04.012植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制贺宇佳1㊀刘㊀明2㊀伍树松2∗(1.湖南农业大学动物医学院,长沙410128;2.湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128)摘㊀要:炎症及氧化应激是造成动物机体组织和器官损伤的主要原因之一,肠道炎症可造成肠黏膜损伤,进而影响其屏障功能,减弱动物对外界刺激的防御能力㊂植物多酚具有抗氧化㊁抗炎㊁调节肠道菌群等多种潜在功效,且具有低毒㊁无耐药性等特点,因此,在新型饲料添加剂的开发中具有广阔的应用前景㊂但目前大部分植物多酚在动物体内的代谢及调控机制尚不明确,这极大阻碍了其合理有效利用㊂本文基于近期研究就植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制进行综述,为其在新型饲料添加剂中的应用提供理论依据㊂关键词:多酚;氧化应激;炎症;调控机制中图分类号:S816㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)04⁃1554⁃10收稿日期:2018-12-17基金项目:国家自然科学基金应急管理项目(31741115);动物营养学国家重点实验室开放课题(2004DA125184F1724);湖南省百人计划(2017)作者简介:贺宇佳(1998 ),女,湖南长沙人,本科生,从事分子营养与抗病机制研究㊂E⁃mail:hyj39306@163.com∗通信作者:伍树松,副教授,硕士生导师,E⁃mail:wush688@126.com㊀㊀炎症是机体应对感染㊁组织损伤等有害刺激的防御性反应㊂通常情况下,可控的炎症反应有利于机体清除入侵异物,保护自身免受侵害,但是严重的炎症反应会引起机体组织或器官变性㊁坏死㊁纤维化和功能障碍,转变为慢性炎症时还会影响机体的代谢,造成神经㊁免疫等系统功能紊乱㊂在畜禽生产中,炎症往往造成饲料转化率低㊁生长停滞㊁母猪繁殖性能下降等一系列问题㊂因此,如何合理控制炎症水平对促进畜禽生长㊁改善机体免疫力㊁提高养殖效益具有相当重要的意义㊂㊀㊀炎症刺激可分为内源性和外源性2种,外源性刺激主要包括微生物病原体相关的分子模式(PAMPs)㊁病毒性致病因子㊁过敏原㊁异物和有毒成分等;内源性刺激主要来自受损的组织㊁内源性晶体㊁细胞外基质(ECM)分解产物和应激㊁紊乱㊁死亡状态下的细胞[1]㊂炎症过程中,诱导物通过刺激局部组织和器官中的感受器,如树突细胞(DCs)抗原呈递,进而诱导T淋巴细胞㊁巨噬细胞等免疫细胞产生并释放炎性介质[2]㊂这些炎性介质不仅激发局部炎症反应,而且可通过趋化因子的释放促使炎性细胞向炎症部位聚集,进而诱导系统性炎症[3]㊂炎性介质的产生受细胞信号通路的调控,而信号通路可通过受体被炎症诱导物或者不同炎性介质之间的交互作用激活[4]㊂因此,调节细胞信号通路可有效控制炎性介质的产生,进而调控机体炎症反应㊂㊀㊀植物多酚是一类具有多种生物学活性的化合物,广泛存在于植物的根㊁茎㊁叶㊁花和果实中,在表皮含量尤为丰富㊂多酚的化学结构由数个酚环组成,在不同的植物中其结构也高度多样化,如黄酮类物质在其基本结构上因结合的基团及折叠方式不同便可形成多种不同的多酚(图1)㊂这些酚环结构的数量和特性决定了多酚独特的物理㊁化学和生物特性[5-6]㊂一般而言,多酚不是机体必需营养素,虽然有研究指出多酚能替代部分维生素E等必需营养素[7]㊂然而,饮食或动物饲粮中的多酚对机体有多重有益作用,流行病学研究表明饮食中添加多酚可以预防心血管疾病㊁癌症㊁糖尿病㊁骨质疏松症和神经退行性疾病等慢性或代谢性疾病的发生[8-9],动物试验表明饲粮中添加多酚4期贺宇佳等:植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制可有效缓解幼龄动物氧化应激并促进动物生长性能[10]㊂本研究团队近期的研究发现,植物多酚可通过与细胞炎症信号分子结合,并激活抗氧化信号通路,使机体维持稳态,缓解外界刺激造成的紊乱,从而达到减少炎症及氧化损伤的目的[11-12]㊂此外,多酚还可通过调节肠道菌群,减少脂多糖(LPS)的产生,从而降低炎症水平[13]㊂本文对多酚缓解炎症及氧化应激的调控机制做进一步阐述,为多酚的合理有效利用提供参考㊂1㊀炎症及其主要信号通路1.1㊀炎性介质与细胞因子㊀㊀血管活性胺㊁血管活性肽㊁补体成分片段㊁脂质介质㊁细胞因子和蛋白水解酶等炎性介质在调节炎症反应中发挥重要作用㊂血管活性胺和多肽对血管系统有复杂的影响,因为它们可根据具体情况调节血管通透性㊁血管舒张和收缩[1]㊂一氧化氮(NO)是一种强大的血管舒张剂和细胞毒性物质,在一氧化氮合酶(NOS)催化下由L-精氨酸形成[14]㊂一氧化氮合酶主要有3种亚型,包括神经元型一氧化氮合酶(nNOS)㊁内皮型一氧化氮合酶(eNOS)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)㊂nNOS主要在神经元组织中表达[15],eNOS主要存在于内皮细胞中,是脉管系统中主要的一氧化氮合酶[16-17]㊂nNOS和eNOS都在静息细胞中固有表达,由细胞内钙浓度控制以维持一氧化氮的稳态[18]㊂在大多数静息细胞中,iNOS不表达或者表达水平极低,当细胞受到细菌脂多糖等炎症诱导物刺激时,iNOS可以过表达,从而诱导大量一氧化氮产生并引起炎症[19]㊂㊀㊀前列腺素是一类典型的炎性介质,它是在环氧合酶(COX⁃1和COX⁃2)催化下由花生四烯酸衍生而来[20]㊂COX⁃1是前列腺素合成过程中的关键酶,在大多数细胞中固有表达并作为稳态调节因子,而COX⁃2由炎症刺激㊁激素和生长因子诱导,在炎症和癌症等疾病中过度表达[21]㊂前列腺素E2(PGE2)是典型的COX⁃1和COX⁃2合成产物,被认为是促进炎症早期局部血管扩张和诱导中性粒细胞㊁巨噬细胞和肥大细胞聚集的介质[22]㊂㊀㊀细胞因子是一类在炎症反应中发挥介导免疫细胞活化㊁增殖㊁渗透的重要信号蛋白,主要包括白细胞介素㊁干扰素㊁肿瘤坏死因子等㊂细胞因子可以作用于细胞本身(自分泌效应)㊁附近细胞(旁分泌效应)或远处细胞(内分泌效应)[23]㊂一般而言,白细胞介素-1(IL⁃1)㊁白细胞介素-6(IL⁃6)㊁肿瘤坏死因子-α(TNF⁃α)等大部分细胞因子在炎症中发挥促炎作用[24],少部分细胞因子,如白细胞介素-4(IL⁃4)㊁白细胞介素-10(IL⁃10)等被认为具有缓解炎症的作用[25]㊂但是,细胞因子在不同情况下可发挥不同功能,如在细胞因子信号转导抑制蛋白3(SOCS3)缺乏的情况下IL⁃6能抑制巨噬细胞炎症反应[26],而IL⁃4在敲除重组酶激活基因-2(RAG⁃2)的小鼠中能诱导结肠炎的发生[27]㊂此外,细胞因子在炎症循环中可彼此影响,如在关节炎等慢性炎症中TNF⁃α可诱导IL⁃1㊁IL⁃6㊁白细胞介素-17(IL⁃17)等细胞因子的产生[28],在自身免疫性脑脊髓炎中IL⁃1可诱导IL⁃17的产生并增加致病性辅助性T细胞数量[29]㊂因此,了解细胞因子之间的相互作用对于识别哪些介质驱动了特异性炎症发病机制非常重要㊂1.2㊀主要炎症信号通路㊀㊀促炎介质的产生受炎症信号通路的调控,在炎症反应中,细菌脂多糖㊁紫外线㊁应激㊁酒精㊁食物中抗原物质㊁环境污染物㊁葡萄糖和脂类代谢异常等因素通过激活Toll样受体(TLRs)㊁肿瘤坏死因子受体(TNFRs)㊁胰岛素受体(IR)㊁表皮生长因子受体(EGFR)等细胞表面受体,进而活化炎症信号通路[30-31]㊂虽然炎症受多重信号通路的调控,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核因子-κB(NF⁃κB)通路被认为是主要的炎症信号通路[32-33]㊂哺乳动物MAPK家族由c⁃Jun氨基末端激酶(JNK)㊁细胞外信号调节激酶(ERK)和p38激酶组成[34]㊂JNK也被称为应激活化蛋白激酶(SAPK),主要对细胞应激(如毒性㊁缺氧或氧化应激)作出反应,并通过TLRs和TNFRs而被激活[35];ERK和p38激酶在JNK处于活化的状态下可同时被激活[36],但ERK在更多情况下是通过EGFR和IR被激活[37]㊂NF⁃κB在正常情况下在细胞质中与IκBs结合并保持静息状态,炎症刺激可通过激活TLRs㊁TNFRs㊁IR㊁EGFR等膜受体进而促进IκB蛋白的磷酸化和水解,从而使NF⁃κB进入核内参与转录[38]㊂而IκB蛋白的磷酸化受其激酶(IKK)和泛素介导的转化生长因子β活化激酶1(TAK1)的调控[39]㊂这些炎症信号通路的活化能促进iNOS㊁COX⁃2等多种促炎介质的产生,并促进炎性细胞因子的产生与释放,进而激发炎5551㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷症[40-41]㊂图2简单阐述了炎症发生过程中的主要促炎信号通路㊂㊀㊀Kaempferol:山柰酚;Quercetin:槲皮素;Myricetin:杨梅酮;Isorhamnetin:异鼠李素;Catechin:儿茶素;Catechingallate:儿茶素没食子酸酯;Gallocatechin:没食子儿茶素;Gallocatechingallate:没食子儿茶素没食子酸酯;Epicatechin:表儿茶素;Epi⁃catechingallate:表儿茶素没食子酸酯;Epigallocatechin:表没食子儿茶素;Epigallocatechingallate:表没食子儿茶素没食子酸酯;Apigenin:芹黄素;Luteolin:木犀草素;Naringenin:柚皮素;Hesperetin:橙皮素;Cyanidin:矢车菊素;Delphinidin:飞燕草色素;Pelargonidin:天竺葵色素;Malvidin:锦葵色素;Peonidin:芍药色素;Petunidin:牵牛花色素;Taxifolin:花旗松素;Daidzein:大豆黄酮;Formononetin:芒柄花黄素;Glycitein:黄豆黄素;Genistein:染料木素;Biochanin:鹰嘴豆素㊂图1㊀黄酮类物质的基本结构Fig.1㊀Basicstructureofflavonoids1.3㊀炎症和氧化应激之间的相互作用㊀㊀活性氧(ROS)累积所引起的氧化应激在慢性炎症㊁衰老㊁癌症等多种病理过程中发挥着促进炎症作用[42],而还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶家族被认为是ROS的主要来源,另外线粒体电子传递酶㊁黄嘌呤氧化酶㊁环氧合酶㊁脂氧合酶㊁未偶联的一氧化氮合酶等其他因素也可以增加ROS的产生[43-44]㊂细菌脂多糖㊁酒精等炎症诱导物可以激活先天免疫系统的膜识别受体(如TLRs),进而通过髓样分化因子初次应答基因88(MYD88)激活NADPH氧化酶,产生超氧化物阴离子(O-2)[45-46]㊂超氧化物阴离子迅速被超氧化物歧化酶(SOD)转化为过氧化氢(H2O2)[43],而H2O2能激活红系衍生的核因子2相关因子2(Nrf2)等氧化应激反应通路[47],促进血红素氧合酶-1(HO⁃1)[48]㊁NADPH脱氢酶165514期贺宇佳等:植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制(NQO1)[49]㊁谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)[50]㊁锰型超氧化物歧化酶(MnSOD)[51]等抗氧化酶的表达,进而缓解氧化应激㊂H2O2可以激活NF⁃κB[52]㊁MAPK[53]㊁过氧化物氧化还原酶-2[54]等炎症信号通路,从而促进促炎细胞因子的释放并进一步激发炎症[55]㊂氧化应激与炎症信号通路在炎症发生过程中的交互作用如图3所示㊂㊀㊀AP⁃1:激活蛋白-1activatorprotein⁃1;COX⁃2:环氧合酶-2cyclooxygenase⁃2;EGFR:表皮生长因子受体epidermalgrowthfactorreceptor;ERK:胞外信号调节激酶extracellularsignal⁃regulatedkinase;IKKs:IκB激酶IκBkinases;iNOS:诱导型一氧化氮合酶induciblenitricoxidesynthase;IR:胰岛素受体insulinreceptor;JNK:c⁃Jun氨基端激酶c⁃JunN⁃terminalkinase;MAPK:丝裂原活化蛋白激酶mitogen⁃activatedproteinkinase;NF⁃κB:核因子-κBnuclearfactor⁃κB;NO:一氧化氮nitricox⁃ide;PGE2:前列腺素E2prostaglandinE2;TAK1:转化生长因子β活化激酶1transforminggrowthfactorβactivatedkinase⁃1;TLRs:Toll样受体Toll⁃likereceptors;TNFRs:肿瘤坏死因子受体tumornecrosisfactorreceptors;Cytokines:细胞因子;IκBa:核因子-κB抑制因子anuclearfactorBinhibitor㊂图2㊀炎症过程中的主要促炎信号通路Fig.2㊀Majorproinflammatorypathwaysininflammation2㊀植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制2.1㊀抗氧化机制㊀㊀多酚因其强抗氧化和自由基清除能力而为人所熟知,有研究指出多酚的生理功能主要归功于其抗氧化活性[56]㊂所谓多酚的抗氧化能力,可以定义为清除等活性氧自由基簇以及低密度脂蛋白(LDL)等生物分子氧化生成的自由基的能力[57]㊂多酚抗氧化能力主要潜在机制被认为是基于活性氧的直接淬火和活性氧生成的抑制㊂首先,多酚的酚环结构能直接为脂质过氧化生成的自由基提供氢原子进行中和[58];其次,多酚能抑制黄嘌呤氧化酶和蛋白激酶C等氧化酶的作用,从而减少超氧阴离子的产生[59-60];第三,酚类物质可以螯合金属离子(如Fe2+/Fe3+和Cu2+),从而阻止O-2和H2O2变成具有更高侵袭性的羟自由基(㊃OH)[61];第四,多酚可上调转录因子Nrf2㊁线粒体MnSOD等介导的抗氧化反应通路,从而促进抗氧化酶的表达[62-63],例如,姜黄素可上调Nrf2介导的NQO1表达[64],白藜芦醇可通过活化腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路促进MnSOD的表达[62]㊂本研究团队前期研究结果表明,在高脂饲粮诱导的小鼠模型中,蓝靛果多酚可有效促进肝脏Nrf2㊁HO⁃1和MnSOD等抗氧化蛋白的表达,从而降低脂质过氧化水平[65]㊂多酚的这些抗氧化能力使其在预防或减少与氧化应激相关的疾病中被广泛应用[66]㊂7551㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷2.2㊀抗炎机制㊀㊀大量流行病学和试验数据表明,多酚类物质可有效缓解关节炎症[67]㊁自身免疫性脑脊髓炎[68]㊁炎症性肠病[69]㊁动脉粥样硬化[70]㊁皮肤炎症[71]㊁代谢综合征[72]等炎症相关的疾病㊂虽然多酚缓解炎症的能力得益于其抗氧化和自由基猝灭能力[73],但越来越多的证据表明多酚可通过直接参与调节细胞信号通路缓解炎症[74]㊂研究表明,多酚可下调MAPK[75]㊁NF⁃κB[76]㊁干扰素调节因子(IRF)[77]等多种炎症信号通路,进而抑制促炎介质的表达㊂近期研究表明,槲皮素㊁白藜芦醇和茶多酚等多酚类物质可以直接和ERK等蛋白激酶[78]以及miR⁃33a㊁miR⁃122等微小RNA(miR⁃NAs)[79]发生特异性结合,从而抑制它们的活化与表达㊂本研究团队前期的研究结果也表明,表儿茶素和矢车菊素-3-葡萄糖苷可直接与巨噬细胞中TAK1蛋白激酶直接绑定,从而潜在地抑制MAPK和NF⁃κB炎症信号通路的活化并减少炎性细胞因子的生成,达到缓解炎症的目的[12]㊂此外,研究发现在体外模拟消化试验中,绿茶多酚能与醇溶蛋白结合从而降低其诱导的肠上皮细胞通透性,并减少IL⁃6和白细胞介素-8(IL⁃8)的释放,因此对乳糜泻等肠道疾病具有较好的防治作用[80]㊂这也从另一方面解释了多酚在较低浓度下仍可发挥生物学效应[81]㊂㊀㊀GPx:谷胱甘肽过氧化物酶glutathioneperoxidase;HO⁃1:血红素氧合酶-1hemeoxygenase⁃1;LPS:脂多糖lipopolysac⁃charide;MAPK:丝裂原活化蛋白激酶mitogen⁃activatedproteinkinase;MYD88:髓样分化因子初次应答基因88myeloiddif⁃ferentiationprimaryresponsegene88;NF⁃κB:核因子-κBnuclearfactorκB;NQO1:NADPH脱氢酶1NADPHquinineoxi⁃doreductase1;NADPHOxidase:还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶reducednicotinamideadeninedinucleotidephos⁃phate;Nrf2:红系衍生的核因子2相关因子2nuclearfactor(erythroid⁃derived2)⁃like2;SOD:超氧化物歧化酶superoxidedis⁃mutase;TLRs:Toll样受体Toll⁃likereceptors㊂图3㊀氧化应激与炎症信号通路在炎症发生过程中的交互作用Fig.3㊀Crosstalkbetweenoxidativestressandinflammatorypathways㊀㊀多酚混合物的抗炎功能往往不能只归因于某一种作用机制,而是不同途径和机制之间的协调㊂代谢组学研究表明,在脂多糖诱导的小鼠胚胎成纤维细胞模型中,可可提取物的功效主要基于可可碱㊁黄烷-3-醇单体和原花青素的抗氧化特性,而柠檬过江籐(Lippiacitriodora)提取物则主要基于毛蕊花苷能抑制NF⁃κB通路从而降低单核细胞趋化蛋白-1(MCP⁃1)的表达[82]㊂本研究团队前期研究也发现,脂多糖和多酚均能诱导巨噬细胞中抗氧化蛋白的表达,且多酚的诱导较脂多糖早,但脂多糖同时诱导了氧化应激和炎症相关蛋白的表达,而多酚则没有产生相应的诱导作用,可见多酚对氧化和炎症信号通路调节中存在某种平衡[12]㊂此外,研究指出从植物中提取的酚类物质混合物比单一成分具有更强的抗炎作用[83],这说明酚类物质彼此之间可能存在潜在的协同作用㊂85514期贺宇佳等:植物多酚对氧化应激与炎症信号通路的调控机制3㊀小㊀结㊀㊀随着我国对饲用抗生素的进一步管控,寻找抗生素的有效替代途径是目前畜牧业所急需解决的问题之一㊂植物多酚具有抗氧化㊁抗炎㊁调节肠道菌群㊁促生长等潜在功效,且不会产生耐药性及药物残留,因此在新型饲料添加剂的开发中具有广阔的应用前景,但植物多酚在调控机制等方面的不明确使其难以得到合理有效利用㊂未来有关植物多酚在饲料中的应用及机制研究需重点关注以下几个方面:1)植物多酚在动物体内的代谢途径及其次级代谢产物的作用;2)植物多酚及其次级代谢产物在氧化应激及炎症信号通路中的作用靶点;3)不同植物多酚之间的协同作用;4)植物多酚与肠道菌群之间的相互作用㊂明确以上问题将使植物多酚在动物饲料中得到合理有效利用,从而减少乃至取代抗生素在饲料中的使用㊂参考文献:[1]㊀MEDZHITOVR.Originandphysiologicalrolesofin⁃flammation[J].Nature,2008,454(7203):428-435.[2]㊀ASAGIRIM,HIRAIT,KUNIGAMIT,etal.Cathep⁃sinK⁃dependenttoll⁃likereceptor9signalingrevealedinexperimentalarthritis[J].Science,2008,319(5863):624-627.[3]㊀NEURATHMF.Cytokinesininflammatoryboweldisease[J].NatureReviewsImmunology,2014,14(5):329-342.[4]㊀HOTAMISLIGILGS.Inflammationandmetabolicdisorders[J].Nature,2006,444(7121):860-867.[5]㊀DELRIOD,RODRIGUEZ⁃MATEOSA,SPENCERJPE,etal.Dietary(poly)phenolicsinhumanhealth:structures,bioavailability,andevidenceofprotectiveeffectsagainstchronicdiseases[J].Antioxidants&RedoxSignalling,2013,18(14):1818-1892.[6]㊀TSAOR.Chemistryandbiochemistryofdietarypoly⁃phenols[J].Nutrients,2010,2(12):1231-1246.[7]㊀IQBALZ,KAMRANZ,SULTANJI,etal.Replace⁃menteffectofvitaminEwithgrapepolyphenolsonantioxidantstatus,immune,andorganshistopathologi⁃calresponsesinbroilersfrom1⁃to35⁃dage[J].TheJournalofAppliedPoultryResearch,2015,24(2):127-134.[8]㊀ARTSIC,HOLLMANPC.Polyphenolsanddiseaseriskinepidemiologicstudies[J].TheAmericanJour⁃nalofClinicalNutrition,2005,81(1):317S-325S.[9]㊀GRAFBA,MILBURYPE,BLUMBERGJB.Flavo⁃nols,flavones,flavanones,andhumanhealth:epidemi⁃ologicalevidence[J].JournalofMedicinalFood,2005,8(3):281-90.[10]㊀ZHAOJX,LIQ,ZHANGRX,etal.Effectofdietarygrapepomaceongrowthperformance,meatqualityandantioxidantactivityinramlambs[J].AnimalFeedScienceandTechnology,2018,236:76-85.[11]㊀WUS,YANOS,HISANAGAA,etal.PolyphenolsfromLoniceracaeruleaL.berryattenuateexperimen⁃talnonalcoholicsteatohepatitisbyinhibitingproinflam⁃matorycytokinesproductionsandlipidperoxidation[J].MolecularNutritionandFoodResearch,2017,61(4),doi:10.1002/mnfr.201600858.[12]㊀WUSS,YANOS,CHENJH,etal.PolyphenolsfromLoniceracaeruleaL.BerryinhibitLPS⁃inducedinflammationthroughdualmodulationofinflammato⁃ryandantioxidantmediators[J].JournalofAgricultur⁃alandFoodChemistry,2017,65(25):5133-5141.[13]㊀WUSS,HURZ,NAKANOH,etal.ModulationofgutmicrobiotabyLoniceracaeruleaL.Berrypolyphe⁃nolsinamousemodeloffattyliverinducedbyhighfatdiet[J].Molecules,2018,23(12):3213.[14]㊀KORHONENR,LAHTIA,KANKAANRANTAH,etal.Nitricoxideproductionandsignalingininflam⁃mation[J].CurrentDrugTargets:InflammationandAllergy,2005,4(4):471-479.[15]㊀ZHOUL,ZHUDY.Neuronalnitricoxidesynthase:structure,subcellularlocalization,regulation,andclini⁃calimplications[J].NitricOxide,2009,20(4):223-230.[16]㊀SHAULPW.Regulationofendothelialnitricoxidesynthase:location,location,location[J].AnnualRe⁃viewofPhysiology,2002,64:749-774.[17]㊀FÖRSTERMANNU,MÜNZELT.Endothelialnitricoxidesynthaseinvasculardisease:frommarveltomenace[J].Circulation,2006,113(3):1708-1714.[18]㊀ALDERTONWK,COOPERCE,KNOWLESRG.Nitricoxidesynthases:structure,functionandinhibi⁃tion[J].BiochemicalJournal,2001,357(3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sabilitytodefendagainstexternalstimuli.Plantpolyphenolsarecharacterizedbylowtoxicityandnodrugresistance,andpossessmultiplepotentialbiologicaleffectssuchasantioxidant,anti⁃inflammationandintestinalfloraregulation.Therefore,polyphenolshaveawideapplicationprospectinthedevelopmentofnovelfeedadditives.However,polyphenolshavenotbeenusedrationallysincethemetabolicandregulatorymechanismsofmostplantpolyphenolsarestillnotclear.Basedonrecentstudies,thispaperhassummarizedtheregulationofoxidativestressandinflammatorysignalingpathwaysbyplantpolyphenolstoprovideatheo⁃reticalbasisfortheirapplicationinnovelfeedadditives.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2019,31(4):1554⁃1563]Keywords:polyphenols;oxidativestress;inflammation;regulatorymechanism3651。

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