肠道菌群在宿主生理中起着重要的作用,并影响着宿主的一些相关功能。在多个方面,它可以说,你“喂养你的微生物群,它也喂养你。”转基因多样性受饮食的影响,影响宿主的生理代谢和免疫功能。因此,转基因失衡或生态失调可能是或至少可能导致各种疾病的进展,如感染性疾病、胃肠道癌症、炎症性肠病,甚至肥胖和糖尿病。因此,转基因是营养干预改善健康的适当目标。因此,可以影响转基因的植物化学物质最近被研究作为佐剂治疗肥胖和炎症疾病。植物化学物质包括益生元和益生菌,以及多种化合物,如多酚和衍生物、类胡萝卜素和硫代硫酸盐。其中最大的一类是多酚类,多酚类可分为四大类:黄酮类(包括八个亚群)、酚酸类(如姜黄素)、二苯乙烯类(如白藜芦醇)和木脂素。因此,在这篇综述中,我们将提出、组织和讨论最新证据,表明不同植物化学物质对转基因的影响影响肥胖和/或炎症之间的关系,重点关注已被化学鉴定的约40种不同植物化学化合物的作用,这些化合物构成了一些天然储层,如潜在的预防药物,可作为治疗肥胖和炎症疾病的候选者。
肥胖是慢性炎症的慢性状态,其构成多种病理病症的众所周知的风险因素,包括代谢综合征和胰岛素抵抗[
在免疫反应方面,免疫系统通过在前哨细胞膜上表达的toll样受体(TLR)识别微生物的保守结构基序,称为PAMPs(病原体相关分子模式)[
饮食为生命和生长提供营养,一些成分在经常食用时会发挥有价值的作用。这些成分被称为“功能食品”或“营养食品”[
不同植物化学物质对转基因和/或具有抗炎作用的肥胖的影响。
| 植物化学物质 | 复合物 | 模型 | 对肠道菌群的影响 | 抗氧化、抗炎作用 | 对肥胖的影响 | 裁判 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 多酚类物质 | C57BL/6 J ApcMin小鼠 | 越桔组的细菌多样性高于其他组 | 云莓对小鼠炎症的减轻作用 | [ |
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| 二氢黄酮 | 黄芩素 | C57BL/6 J小鼠 | 抑制NF的激活- |
AMPK途径的激活和脂肪酸合成的抑制、糖异生和线粒体氧化的增加 | [ |
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| 儿茶素 | Epigallocatechin-3-gallate | C57BL/6 J小鼠 | 的 |
可能用于预防或治疗与肥胖相关的和氧化应激诱发的健康风险 | [ |
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| Epigallocatechin-3-gallate | C57BL/6 J小鼠 | 调节生态失调,维持微生物生态平衡 | 高脂饮食(HFD)对肥胖的显著保护作用 | [ |
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| Epigallocatechin-3-gallate | 大鼠 | EGCG对某些转基因植物的生长有影响 | 降低0.6% EGCG饲粮的腹部脂肪组织重量。调节体内的能量代谢 | [ |
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| 槲皮素 | C57BL/6 J小鼠 | 的增加 |
槲皮素恢复了脱疑介导的可收费受体4(TLR-4)NF- |
有益于与肥胖相关的肠肝轴激活,导致脂质代谢基因表达失调的阻断 | [ |
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| 槲皮素 | 大鼠 | 槲皮素补充变弱 |
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| 槲皮素 | Fischer 344大鼠 | 通过降低pH值、增加丁酸盐产量和改变GM来发挥益生元特性 | 洋葱提取物增加红细胞谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1)活性,相反,g-谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基基因表达上调 | [ |
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| 山奈酚 | 3 T3-L1脂肪细胞 | 山奈酚降低LPS促炎作用。证明其抗炎和抗氧化作用 | 同时,多酚增加了脂联素和PPAR的产生 |
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| 花青素 | C57BL/6 J小鼠 | 转基因缺陷小鼠粪便中花青素含量增加,酚酸代谢产物减少,空肠组织中花青素含量相应增加 | 完整GM小鼠体重增加减少,葡萄糖代谢改善 | [ |
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| 花青素 | C57BL/6 J小鼠 | 花青素可以有效降低表达水平 |
花青素减少体重也可以降低脂肪细胞,瘦素分泌,血清葡萄糖,甘油三酯,总胆固醇,LDL-胆固醇和肝甘油三酯的尺寸 | [ |
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| 酚酸 | 姜黄素 | 老鼠 | 生物活性代谢物直接效应到达脂肪组织而不是转基因组成的变化 | 营养剂 |
一种易于肥胖,免疫细胞募集,血管生成或转基因控制炎症的效果 | [ |
| 姜黄素 | LDLR−−老鼠 | 姜黄素改善肠道屏障功能并阻止代谢疾病的发展 | 显著减弱西方饮食诱导的血浆LPS水平升高 | 显著降低WD诱导的糖耐量异常和动脉粥样硬化 | [ |
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| 姜黄素 | 人类IEC线路Caco-2和HT-29 | 姜黄素通过降低肠道屏障功能障碍调节慢性炎症,尽管生物利用度很低 | 姜黄素可显著降低脂多糖诱导的主细胞因子IL-1的分泌 |
姜黄素可降低wd诱导的2型糖尿病和动脉粥样硬化的发生 | [ |
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| 对称二苯代乙烯 | 白藜芦醇 | 昆明小鼠 | HF微生物组明显不同于CT和HF-RES小鼠。治疗后, |
治疗可抑制HF小鼠体重和脂肪重量的增加。与HF小鼠相比,治疗可将血糖降低到控制水平,降低血胰岛素和血清总胆固醇。在HF小鼠中观察到的严重脂肪变性在治疗小鼠中得到了很好的预防。治疗可显著抑制PPAR的表达- |
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| 白藜芦醇 | Glp1r−/− 老鼠 | 治疗修改通用 | 降低小鼠的炎症状态 | RSV对HFD喂养的糖尿病野生型小鼠的血糖调节作用,部分通过调节肠内分泌轴 |
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| 白藜芦醇 | 大鼠 | 反式白藜芦醇单独或与槲皮素联合使用几乎不改变GM基因,但在肠道水平起作用,改变紧密连接蛋白和炎症相关基因的mRNA表达 | 改变紧密连接蛋白和炎症相关基因的mRNA表达 | 同时服用白藜芦醇和槲皮素可防止体重增加和降低血清胰岛素水平,有效降低血清胰岛素水平和胰岛素抵抗 | [ |
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| 白藜芦醇 | 脂细胞 | 一般来说,白藜芦醇对LPS诱导的作用具有拮抗作用,对疾病状态起改善作用 | LPS改变了细胞的糖基化过程。白藜芦醇可改善炎症刺激引起的脂肪组织功能障碍 | [ |
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| 白藜芦醇 | 人类 | 应详细研究受影响转基因的类固醇代谢 | 对一些代谢途径的微妙但强大的影响 | [ |
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| 皮切塔诺 | C57BL/6小鼠 | Pic通过增加改变了GM的组成 |
Pic以剂量依赖的方式显著降低小鼠体重。与HFD组比较,肝、脾、卵巢周及腹膜后脂肪重量显著降低。Pic显著降低了卵巢周围脂肪细胞的大小和肝脏的重量 | [ |
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| 皮切塔诺 | Zucker胖老鼠 | 它没有改变GM中最丰富的门的丰度,但有几个门的丰度有轻微的变化 |
有降低血浆脂多糖30%的趋势 | Pic既不减少贪食,也不减少脂肪堆积。有一种趋势是减少循环中的酯化脂肪酸、低密度脂蛋白胆固醇和乳酸。虽然Pic倾向于改善脂质处理,但并不能减轻高胰岛素血症和心肌肥厚 | [ |
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| Organosulfur化合物 | 大蒜精油 |
C57BL/6小鼠 | 显著降低肝脏中促炎细胞因子的释放,并通过抑制细胞色素P450 2E1的表达提高抗氧化能力 | GEO和DADS剂量依赖性地通过降低hfd诱导的体重增加、脂肪组织重量和血清生化参数发挥抗肥胖和抗高脂血症作用 | [ |
肠道细菌多样性主要受饮食的影响,这也可能影响其与宿主的功能关系[
在此基础上,植物化学物质,如能影响转基因的营养药品,正在被研究作为治疗肥胖和炎症疾病的辅助药物。在这篇综述中,我们将介绍、组织和讨论指出转基因植物的植物化学效应与肥胖和/或炎症之间关系的最新证据,重点关注植物化学物质作为潜在预防药物和治疗这些疾病的候选药物的作用。
植物化学物质可以被定义为“存在于水果、蔬菜、谷物和其他植物中的生物活性非营养性植物化合物,其摄入与降低主要慢性疾病的风险有关”[
多酚是植物的次生代谢物,代表着具有复杂化学结构的多种植物化学物质。它们通常存在于植物食品中,如可可、咖啡、干豆类(种子)、水果(如苹果和浆果)、坚果、橄榄、一些蔬菜(如莴苣和卷心菜),茶和酒。据估计,每日膳食酚的摄入量在1%以上 g、 这是饮食中维生素C摄入量的10倍[
大约有8000种多酚的结构已被鉴定[
四个主要多酚基团的代表性分子的化学结构。
茶叶中的酚类化合物[
因此,通过调节转基因,多酚具有产生健康益处的潜力。虽然关于多酚对转基因的影响已经有了大量的证据,但多酚与特定转基因功能之间的相互作用的影响仍然没有得到明确的描述;因此,还需要进行大量的研究。我们将重点关注已经报道的能够影响转基因的特定多酚,此外,还会影响肥胖和/或炎症。
据美国国家农业图书馆介绍,“营养干预”是“临床试验,饮食或膳食补充剂定制于一种或多种特定风险群体,如癌症患者,孕妇,羽绒被综合征儿童,养分缺陷的种群,等等。”[
为了从与转基因相关的多酚的科学文献中收集信息,我们在PubMed中考虑了以下搜索术语:“肠道菌群”或“肠道菌群”或“肠道菌群”或“肠道菌群”或“肠道菌群”或“肠道菌群”,并添加了特定化合物(如图所示)
八个最重要的类黄酮亚组的分类。
多酚的第一个也是最大的亚组由黄酮类化合物整合而成,从不同的植物来源中鉴定和分离出超过6000种化合物[
在啮齿动物和人类细胞中,转基因对特定黄酮类化合物(如芹菜素、木犀草素和白杨素)的肠道吸收和代谢的影响已经进行了大量研究[
与之前的亚组一样,黄烷酮也影响GM并与GM相互作用[
在这种情况下,命名法代表了文献检索中的一个问题,因为术语“黄酮酮”通常被“黄酮酮”取代这实际上代表了一个不同的亚组。因此,在数据库中单独搜索了该亚组中包含的化合物。考虑了三种化合物:橙皮苷、柚皮苷和黄芩素。事实上,前两种可能与黄烷酮亚组中名称类似的化合物混淆(见上文)但组成不同的化合物。至于所有的多酚,后者是由GM代谢的[
该亚组主要包括儿茶素,在水果的皮肤中比在水果纸浆中更丰富。在蔓越莓中发现的儿茶素可能有助于预防癌症[
黄酮类化合物的这一亚群是迄今为止在其与转基因的关系及其抗炎作用的视角下被研究的少数类化合物之一[
该亚组中的化合物还研究了与GM和炎症或肥胖有关,主要是槲皮素和Kaempferol,而另外三个,Rutin,Myricetin和Isohamnetin没有我们的知识在这方面的研究。槲皮素通过调节Gm失衡和衰减炎症来保护高脂饮食诱导的脂肪肝疾病[
具有抗炎和/或抗肥胖特性的影响肠道微生物群的植物化学物质。
这是文献搜索中存在命名问题的另一个亚组,因为术语“黄酮醇”通常被“黄酮醇”取代,这是一个不同的组(见上文)。由于这个原因,这组化合物被单独搜索。这一亚群包括染料木素、杉木素、恩格列素和落新妇苷。同样,所有这些都是由转基因代谢的,也显示出有效的抗炎特性[
该亚群已被部分研究与转基因和炎症或肥胖有关。它由植物雌激素组成,主要存在于大豆中。异黄酮由转基因代谢[
花青素是一类黄酮类化合物,广泛存在于水果和蔬菜中,具有许多药理特性,如降脂、抗氧化、抗过敏、抗炎、抗菌、抗癌和抗糖尿病作用[
多酚的第二个亚类由酚酸组成,例如姜黄素(二阿魏酰甲烷),它大量存在于植物的根茎中
多酚的第三亚基包括二苯乙烯类,如白藜芦醇(3,5,4
Piceatannol是白藜芦醇的羟基化类似物,在各种植物(主要是葡萄和白色茶)。它比白藜芦醇的研究较少,但也表现出广泛的生物活性[
除了多酚外,与健康相关的另一组植物化学物质是有机硫化合物。例如,大蒜(
大蒜中近80%的半胱氨酸亚砜是由蒜氨酸(烯丙基半胱氨酸亚砜)组成的。当生的或压碎的大蒜被切碎时,“蒜氨酸酶”会被释放出来,它能催化半胱氨酸亚砜生成磺酸。当这两种亚砜相互反应时,它们会产生一种不稳定的化合物:硫亚砜或大蒜素。的
天然产物作为治疗肥胖症的新药和药物先导物,已经引起了研究人员的注意[
大蒜的化学成分是酶(盐碱酶)和有机硫化合物(如蒜素及其衍生剂蒜素)。大蒜对不同疾病(如高血压、高脂血症、糖尿病、风湿病、普通感冒、动脉硬化和癌症)的影响已被广泛研究。大蒜被称为降血脂剂,因为它的作用是增加脂肪酶活性,从而增加三酰甘油的水解[
在天然产物能够有效地应用于临床之前,需要解决几个问题。关于生物活性分子或化合物的最佳来源,应考虑以下方面:(a)它们是否最好直接从饮食中的食物或药理学来源(纯化或通过合成类似物)获得;(b)它们是否应单独使用或与经批准的药物联合使用。因此,有必要开展具体的临床试验。商业营养制剂的缺点包括制剂(制备方法和化学成分)的高度可变性,以及剂量量化和不同的给药方式。致力于优化植物化学制剂配方和用量的研究已变得至关重要。鉴于植物化学物质的低生物利用度,开发更有用的合成衍生物已成为一个重大问题[
一旦营养素和营养药物被纳入体内,肠道环境对维持体内平衡至关重要;从这个意义上说,与转基因一样,肠粘膜表面在维持体内平衡中起着基础性作用。因此,其渗透性的正确功能至关重要[
目前的另一个挑战是说服持怀疑态度的卫生部门使用此类化合物作为药物,或至少与医药结合使用,这可以更好地服务于从业者和患者[
作者宣称,这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的,这些关系可以被解释为潜在的利益冲突。
Lucrecia Carrera-Quintanar和Rocío I. López Roa对这项工作作出了同样的贡献。
这项工作得到了瓜达拉哈拉大学2017年向丹尼尔·奥尔图尼诺·萨哈根(Daniel Ortuño-Sahagún)和芭芭拉·维兹马诺斯(Barbara Vizmanos)和卢卡里亚·卡雷拉·昆塔纳(Lucreia Carrera Quintanar)提供的支持,以及向洛佩斯·罗阿提供的康奈特·梅西科助学金CB-2015-256736。康奈特·梅西科助学金622462向玛丽娜·桑切斯-桑切斯提供了研究金支持。