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姜黄素与肠道微生物群之间的互作:姜黄素对健康影响的益处

谷禾菌群空间  · 公众号  · 药品 健康  · 2025-05-30 08:06

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

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水溶性低 化学不稳定性 ,导致 生物利用度非常低


姜黄素的吸收及代谢过程


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


口服后姜黄素的药代动力学

Servida S,et al. Int J Mol Sci .2024


✔ I期代谢发生在肠细胞和肝细胞中


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 肝细胞 中。


✔ 代谢物的活性低于其底物


在I期形成的代谢物被转运到 肠道 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


口服后姜黄素的代谢

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



肠道菌群提高姜黄素的生物利用度


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 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


✔ 大肠杆菌、长双歧杆菌等能够代谢姜黄素


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。


✔ 姜黄素的有益作用可能取决于肠道菌群组成


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



提高姜黄素效果的其他方式


✔ 给药形式会影响姜黄素的疗效


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


✔ 新鲜或粉状姜黄生物利用度更高


最近的一些论文还显示了 食物基质 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 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。




03

姜黄素影响肠道微生物

组成及多样性


值得注意的是, 姜黄素 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


利于肠道中有益菌株的生长


越来越多的研究证明 肠道菌群失调 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。


✔ 增加了产丁酸盐菌等有益菌的丰度



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。


✔ 姜黄素调节脂肪肝病中的菌群失衡


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 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 Papillibacter 具有抑制作用


✔ 姜黄素调节阿尔茨海默病等疾病的重要菌群


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 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。


✔ 姜黄素增加了细菌的多样性


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







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