主要观点总结
姜黄素是姜黄根茎中的一种亲脂性多酚,被用作食品中的香料和染料,具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、调控血糖、神经保护等多种药理作用。尽管其药理活性多样,但因其水溶性差、肠道吸收率低及化学不稳定性,生物利用度低,限制了其治疗效果和临床应用。研究证实,口服姜黄素可在肠道中与微生物群发生双向相互作用,由肠道菌群代谢转化为多种活性代谢物,提高生物利用度。姜黄素还可作为益生元改善肠道菌群,对糖尿病和代谢综合征患者有益。姜黄素不仅影响肠道微生物群的成分,还能增强肠道屏障,抑制促炎介质的激活和表达,减轻肠道炎症和氧化应激。姜黄素与肠道微生物群相互作用,在临床治疗中具有多种健康益处,包括降低炎症水平、缓解炎症性肠病、减少结肠炎和结肠癌等风险。个体对姜黄素的反应各不相同,肠道微生物群检测可评估姜黄素吸收代谢的潜在差异,更有效利用姜黄素促进健康。姜黄素产品多样,应用于咖喱、茶、化妆品等,但其生物利用度受个体差异和给药形式影响。
关键观点总结
关键观点1: 姜黄素是姜黄根茎中的一种亲脂性多酚,具有多种药理作用。
姜黄素被发现具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、调控血糖、神经保护等多种药理作用,但因其水溶性差、肠道吸收率低及化学不稳定性,生物利用度低,限制了其治疗效果和临床应用。
关键观点2: 姜黄素与肠道微生物群发生双向相互作用,提高生物利用度。
口服姜黄素可在肠道中与微生物群发生双向相互作用,由肠道菌群代谢转化为多种活性代谢物,提高生物利用度。姜黄素还可作为益生元改善肠道菌群,对糖尿病和代谢综合征患者有益。
关键观点3: 姜黄素不仅影响肠道微生物群的成分,还能增强肠道屏障,减轻肠道炎症。
姜黄素通过增强肠道屏障,抑制促炎介质的激活和表达,减轻肠道炎症和氧化应激。姜黄素与肠道微生物群相互作用,在临床治疗中具有多种健康益处,包括降低炎症水平、缓解炎症性肠病、减少结肠炎和结肠癌等风险。
关键观点4: 姜黄素产品多样,但其生物利用度受个体差异和给药形式影响。
姜黄素产品多样,应用于咖喱、茶、化妆品等,但其生物利用度受个体差异和给药形式影响。个体对姜黄素的反应各不相同,肠道微生物群检测可评估姜黄素吸收代谢的潜在差异,更有效利用姜黄素促进健康。
正文
水溶性低
和
化学不稳定性
,导致
生物利用度非常低
。
作为第一步,摄入的姜黄素先通过胃,在那里
几乎没有被吸收
。由于其对
低pH值的抵抗力
,姜黄素在没有任何化学修饰的情况下到达大肠并经历广泛的
I期和II期代谢
。
Servida S,et al.
Int J Mol Sci
.2024
首先,它被I期酶代谢:不同的还原酶在其底物中引入反应基团和极性基团,产生活性代谢物,即
二氢姜黄素、四氢姜黄素(DHC)和六氢姜黄素(THC)
。姜黄素的这种还原性代谢反应广泛发生在
肠细胞
和
肝细胞
中。
在I期形成的代谢物被转运到
肠道
和
肝脏胞质溶胶
,在那里它们被转化(II 期)成偶联衍生物(即
偶联姜黄素
、偶联DHC、偶联THC和偶联八氢姜黄素)。
葡萄糖醛酸化
是偶联的主要途径,
姜黄素葡糖苷酸
是器官和细胞体液中存在的
主要代谢物
(约占血浆姜黄素的99%),其分子的
活性低于
其底物且
分子量更高
。
Servida S,et al.
Int J Mol Sci
.2024
通常口服给药后,在
1至2小时
内观察到
姜黄素峰值血液浓度
,并在大约
12小时后
变得
检测不到
。
值得注意的是,姜黄素
主要作用于肠道
,其代谢转化
不仅发生
在肠上皮细胞和肝细胞中,还由
肠道微生物群产生的酶
进行,通过这些酶产生多种活性代谢物。
肠道衍生代谢物的
生物活性
与天然姜黄素不同
,它们具有
特异性
且
往往更有效
。因此,
肠道微生物组成
会影响姜黄素代谢物的
生物利用度
。
已鉴定出多种能代谢姜黄素的肠道细菌:人类粪便微生物分析显示,
大肠杆菌
通过NADPH依赖性姜黄素/二氢姜黄素还原酶表现出
最高的姜黄素代谢活性
。这种酶能够将姜黄素转化为
二氢姜黄素
,再转化为
四氢姜黄素
。
其他微生物,如
长双歧杆菌
(
Bifidobacteria longum
)、
假小链双歧杆菌
(
Bifidobacteria pseudocatenulaum
)、
粪肠球菌
(
Enterococcus faecalis
)、
嗜酸乳杆菌
(
Lactobacillus acidophilus
)和
干酪乳杆菌
(
Lactobacillus casei
)是能够
代谢姜黄素
的相关细菌菌株。
与花青素等其他
膳食多酚
类似,姜黄素的
生物活性
不仅与
吸收率
相关,还与
肠道菌群消化
产生的
活性代谢物
有关。姜黄素的
生物学特性
取决于这些微生物代谢物的活性。
肠道微生物群的姜黄素代谢途径包括
还原、甲基化、脱甲氧基化
、
羟基化和乙酰化
,
主要产物
为四氢姜黄素、二氢阿魏酸和1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丙醇。
此外,姜黄素还可以被
毕赤酵母
代谢成
四种主要代谢产物
,包括1,7-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)庚烷-3,5-二醇、5-羟基-1,7-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)庚烷-3-酮、5-羟基-1,7-双(4-羟基苯基)庚烷-3-酮和5-羟基-7-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-(4-羟基苯基)庚烷-3-酮。
因此,姜黄素的有益作用
不仅取决于姜黄素的饮食摄入量
,还
取决于个人代谢姜黄素
的能力,即最终取决于每个人
肠道微生物群的组成
。
研究显示,
给药形式
会影响姜黄素的
生物利用度
。使用
脂质体、聚合物纳米颗粒、环糊精包封、脂质复合物
或合成
聚合物-姜黄素复合物
等给药形式可
提高姜黄素的活性和生物利用度
,
增强
其对癌症和肝病等疾病的
治疗效果
。
姜黄素与
胶体纳米颗粒
分散的新制剂能通过刺
激GLP-1
(胰高血糖素样肽1)和胰岛素分泌
改善高血糖
,表明其可用于
糖尿病
治疗,且可能对
炎症和骨关节炎
有效。
此外,纳米气泡姜黄素提取物补充剂对小鼠健康和
运动表现
有益,
帮助克服身体疲劳
。
最近的一些论文还显示了
食物基质
在
姜黄素吸收
中的重要性,强调与补充剂相比,当它作为
新鲜或粉状姜黄
食用时,
生物利用度更高
,这可能是由于与其他姜黄化合物的
协同活性或姜黄基质效应
。
共给药
是
提高姜黄素生物利用度
的重要方法。研究显示,与
黑胡椒碱
(piperine)联合使用可
显著抑制
姜黄素首过代谢,增加血液浓度。2克姜黄素与5毫克黑胡椒碱联用可使生物利用度
提高三倍以上
,主要通过抑制葡萄糖醛酸转移酶活性,减少肝脏和肠道代谢。
此外,与其他具协同作用的
抗氧化剂、抗炎剂
联合应用能
放大姜黄素药理效应
,改善临床疗效。
值得注意的是,
姜黄素
和
肠道微生物群
之间的相互作用是
双向的
。如上所述,姜黄素在口服给药后优先在
胃肠道中积累
,一方面,肠道微生物群通过多种酶促途径(如还原、去甲基化、羟基化等)将姜黄素代谢转化为具有
独特生物活性的代谢物
。
与此同时,姜黄素能够
调节肠道菌群的丰富度
、
多样性和组成
,而这些受影响的菌群又反过来
影响姜黄素的吸收、代谢和治疗效果
。
越来越多的研究证明
肠道菌群失调
与
各种疾病
的发生之间存在密切关系,
姜黄素
已被证明可以
调整失衡菌群中有益细菌的比例
,
促进
有益菌株的生长。
连续15天给小鼠施用
100mg/kg姜黄素
后发现其
对肠道菌群有调节作用
,姜黄素组显示
普雷沃氏菌属
的丰度
显著降低
,
拟杆菌科
和理研菌科(
Rikenellaceae
)的
丰度显著增加
。其他动物模型研究也表明,口服姜黄素
增加了有益细菌
(如双歧杆菌、乳酸菌和产生丁酸盐的细菌)的丰度,同时
减少了普雷沃氏菌属
、
拟杆菌科
等细菌的数量。
高脂肪饮食
的人易出现
肝脏代谢改变
,伴随着
肠道微生物群组成改变
和
肠道通透性增加
。在饮食中添加姜黄素可
增强肝脏代谢
,
增加有益菌
,并
减少
与高脂肪饮食引起的菌群失调有关的
有害细菌菌株
。
使用姜黄素治疗
成功减少
了36种
与肝脂肪变性呈正相关
的潜在有害细菌菌株。姜黄素对柯林斯氏菌属 、链球菌属、萨特氏菌属、
Thalassospira
、
Gordonibacter
和放线菌属具有
富集作用
,这些是人体肠道的
核心菌属或益生菌
。同时对密螺旋体、
Alloprevotella
、瘤胃球菌属、另枝菌属、
Elusimicrobium
、
Anaerofilum
和
Papillibacter
具有抑制作用
。
在阿尔茨海默病小鼠中,姜黄素
改善空间学习记忆能力
,减少海马体淀粉样斑块,并
显著改变
拟杆菌科、普雷沃氏菌科和乳杆菌科等与阿尔茨海默病相关的
关键菌株丰度
。
另一研究中,姜黄素(100mg/kg/天,12周)能部分
逆转卵巢切除
导致的
肠道菌群多样性变化
。给
结肠癌
小鼠高剂量姜黄素(162mg/kg/天)可
减少肿瘤负荷
,
增加乳杆菌
并
减少
Coriobacterales
。姜黄素还能
减少瘤胃球菌
,其增加与结直肠癌发生相关。
在一项人体随机安慰剂对照试验中,调查了
姜黄和姜黄素
膳食补充剂与安慰剂相比对30名健康受试者(每组10名)的影响。
姜黄片剂
含有1000毫克姜黄和1.25毫克胡椒碱提取物;姜黄素片剂含有1000毫克姜黄素和1.25毫克胡椒碱提取物;受试者被指示随餐口服3片,每天两次(每天总共6000毫克)。在基线和治疗
8周后
进行
微生物群分析
。
所有受试者都表现出
微生物群组成
的随时间的显著变化和对治疗的
个体化反应
。肠道菌群因人而异,个体对治疗的反应并不均匀。然而,比较治疗前后每组存在的细菌种类数量,安慰剂组显示