姜黄素对肠道健康调节的研究进展
2021-11-30赵爱青杨德兵
赵爱青,杨德兵
(山西大同大学医学院,山西大同 037009)
姜黄(Curcuma)为姜黄属植物,药用其根茎,其根茎磨成粉末是咖喱的主要香料之一,联合国世界卫生组织/食品药品管理局批准姜黄为天然食品添加剂。姜黄不仅风味独特,是东南亚和南亚料理的必备佐料,姜黄素(Curcumin)更被认为有多种保健功效,中医认为姜黄能行气、散风活血、通经止痛。它与熟石灰混合后局部应用为治疗扭伤、肿胀的家用良方。本文就近几年有关姜黄素对肠道健康调节的研究进展作一综述。
1 化学成分
姜黄根茎含挥发油4.0%~6.0%。油中的主要成分为α-姜黄酮58%,芳姜黄酮、姜烯25%,水芹烯、香桧烯1%,桉油素1%,龙脑0.5%,以及少量樟脑;黄色物质为酸性的姜黄素1.8%~5.4%,脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素等。其中姜黄素为最重要的组分。姜黄素溶于乙醇、碱、醋酸、丙酮和氯仿等有机溶剂,不溶于水,其分子式为C21H20O6,其主链为不饱和脂族及芳香族基团。
2 姜黄素对肠道健康的调节及机制
2.1 姜黄素对微生物菌群的影响
人类的肠道菌群种类丰富,多达5 000 多种。他们和人类共生,并影响着人体的健康和各方面的机能。生物菌群在人体内起着至关重要的作用。它们的功能包括免疫防御、维护对外部环境的屏障(如表皮或真皮结构和肠黏膜)、参与脂质代谢、提取营养物质、生成维生素、产生短链脂肪酸、管理和制造神经递质等[1-2]。
动物实验显示,姜黄素会影响肠道微生物菌群的分布。给大鼠喂养高脂食物会改变其肠道菌群的组成,但往高脂食物中加入姜黄素,其肠道菌群的分布群趋向于喂养正常食物的大鼠的肠道菌群组成[3]。
除此之外,在患回肠炎的小鼠模型中,补充姜黄素减少了小鼠肠道中促炎性肠杆菌和肠球菌的数量,增多了抗炎性乳酸杆菌和双歧杆菌的数量[4]。
由此可见,姜黄素可以通过增加肠道中的有益菌群同时降低有害菌群来调节肠道健康。
2.2 姜黄素对肠道通透性的影响
肠道菌群的平衡一旦被破坏,将导致肠道通透性增加。高通透性的肠道使得分子迁移增加,从而引发促炎反应。
基于细胞的研究发现,姜黄素能减弱过氧化氢诱导的对人体肠道上皮细胞通透性的破坏作用,并且恢复紧密连接蛋白[5]。除此之外,姜黄素还能抑制IL-1α诱导的肠道表皮通透性增强[6]。
基于小鼠模型的研究发现,喂食西方饮食会导致血浆中脂多糖浓度上升。脂多糖(主要是类脂A)是细菌内毒素的主要毒性成分,它在人体内会诱导炎症反应,而姜黄素的摄入可以显著改善上述脂多糖浓度上升的状况,其机制在于姜黄素具有恢复肠道碱性磷酸酶活性和紧密连接蛋白的表达的功能[7]。肠道碱性磷酸酶能催化脂多糖去磷酸化,从而解除其毒性,使其失去促炎性。而紧密连接蛋白能起到很好的隔离作用,有效控制肠道细胞间物质的进出。这些都能保护肠道通透性,从而改善肠道的屏障功能。
2.3 姜黄素抗炎、抗菌、抗过敏
2.3.1 抗炎
来自澳大利亚的科学家Adrian L Lopresti 总结了16个对于姜黄素在消化道内抗炎、免疫调节和抗氧化作用的研究,这些研究涉及了和炎症、抗氧化作用和氧化应激作用相关的多种标志物,如T 细胞含量、过氧化物酶活性、还原型谷胱甘肽浓度、促炎细胞因子(IL-23p19,IFN-γ,TNF-α,IL-6,MCP-1)的表达等[8]。
由三硝基苯磺酸诱导的患肠道炎症的大鼠模型表明,0.1%的姜黄素摄入量(持续10 周)能抑制促炎细胞因子IL-1β mRNA 的表达,增加结肠黏膜中白细胞介素IL-10 mRNA 的表达。结果显示,姜黄素的摄入与抑制70%肠道肿瘤的形成有关[9]。研究表明,给大鼠口服姜黄素(200 mg/kg)20d,降低了肠道和心脏组织中丙二醛(脂类过氧化反应的重要产物,具有细胞毒性,是测量机体氧化程度的常用指标之一)的浓度,同时增加了肠道和肺组织中超氧化物歧化酶的活性[10]。
2.3.2 抗菌
Lopresti 博士还探讨了姜黄素对幽门螺旋杆菌、大肠杆菌的抗菌作用,不过需要更多的临床试验来证明它的功效。
幽门螺旋杆菌会侵入到胃的黏膜里,是95%十二指肠溃疡和75%胃溃疡的罪魁祸首。在一个随机、双盲、有安慰剂做对照的实验中,姜黄素辅助克拉霉素、阿莫西林和泮托拉唑的三联疗法,与消化不良症状的改善有较大关联。但没有增强对根除幽门螺杆菌感染的影响[11]。
大多数大肠杆菌是无害的,而且可能对健康的人体肠道很重要。然而,有些大肠杆菌却是致病的,会导致腹泻、胃痛和呕吐。在体外研究中,姜黄提取物抑制了大肠杆菌的生长[12]。而且,姜黄素还在大肠杆菌中显示有诱导细胞凋亡样反应的作用[13]。
2.3.3 抗过敏
对于姜黄素的抗过敏作用,小鼠模型显示,经常摄入姜黄素,可抑制小鼠致敏肥大细胞增多症和肠道过敏症[14]。虽然目前只有一个实验探讨了姜黄素的抗过敏作用,但是这一具有潜在效力的物质可能会影响人类对一些食物的过敏反应。
3 药代动力学
大鼠口服单剂量精制姜黄素,60%~65%经胃肠道吸收,5 d 内有40%的原药从粪便中排泄,3 d 达血浓度的峰值。尿中未检测到游离姜黄素,但检测到葡萄糖醛酸和硫酸脂,大约30%~80%的标记姜黄素从黏膜处消失,表明姜黄素经肝循环,吸收过程中发生了转化。
4 副作用
迄今为止,没有研究表明姜黄素对动物和人有毒性,连续3月每日服用姜黄素8 000 mg 未发现对人体有任何毒性[15]。
5 结语
尽管姜黄素对肠道健康的研究仍处于起步阶段,但小鼠模型和体外实验的结果显示姜黄素对肠道健康有积极的作用。姜黄素可能影响了肠道微生物群的组成,调节肠道通透性,减少炎症和胃肠道的氧化应激反应,并抑制了细菌,寄生虫和真菌感染。这些作用是紧密相连,相互影响的。姜黄素对胃肠道的积极影响有助于姜黄素生理效用和药用价值的开发。
但姜黄素肠道健康调节作用在人体临床实验中还未被证实,其具体剂量和用法有待进一步研究探讨。