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原花青素在防控分泌性腹瀉中的研究進展(下)
時間:2022年05月19日作者:本站
本文已于《中國畜牧雜志》2021年第57卷第04期刊載

徐靜 1,王幸 1,雷蕾 1,帥柯 1,2,楊漢博 1,2*

(1. 思來生物;2. 四川農業大學動物醫學院)
 

 

原花青素又稱原花色素、縮合質,是以黃烷-3-醇和黃烷-3,4-二醇(兒茶素或表兒茶素)為構成單元, 以C-C鍵結合方式聚合而成的一類黃酮化合物,普遍存在于花生衣、葡萄籽、松樹皮、高粱皮、龍血巴豆等植物中,已被證實具抗氧化、抗炎等功能 [1-3]。近年來, 原花青素的抗分泌性腹瀉功能被逐漸發現和確認。分泌性腹瀉是某些病原菌(如產腸毒素大腸桿菌、霍亂弧菌等)、病毒(如輪狀病毒)、炎癥過程、藥物、遺傳等因素引起腸液分泌增多為主要特征、伴有吸收障礙的腹瀉 [4]。



 

01   原花青素的結構 

原花青素的基本構成單元為黃烷 -3- 醇和黃烷 -3,4- 二醇(以兒茶素或表兒茶素為主), 是典型的 C6-C3-C6 結構的黃酮化合物
。兒茶素或表兒茶素通常以 C4-C8 或 C4-C6 鍵聚合。根據聚合度不同,原花青素可分為低聚原花青素(聚合度 2~5)、聚合原花青素(聚合度 >5,但仍易溶于水)和高聚原花青素(聚合度很高,且難溶于水)[1,3]。

不同植物來源的原花青素含量、聚合度差異較大。Yamakoshi 等 [5] 研究表明,葡萄籽中原花青素含量為 2%~8%(以葡萄籽干重計),其中低聚原花青素可達 25%。劉睿等 [6] 研究發現,高粱皮中原花青素含量為 1%~4%,但基本上為高聚原花青素。原花青素的性質主要取決于其聚合度的不同。


原花青素含大量酚羥基,聚合度增大,收斂性能(與蛋白質結合生成不溶于水的鞣酸蛋白)增強。不同聚合度的原花青素被腸道吸收的難易程度不同,聚合度越大,越難被吸收 [7]。Dens 等 [2]研究表明,原花青素聚合度為2~3 易被吸收、4~6 少量被吸收、7 以上則基本不被吸收。


02   原花青素的主要生物活性 

? 抗氧化活性 :原花青素是國際公認的抗氧化性極強的天然抗氧化劑,抗氧化活性是維生素 E 的 50 倍,是維生素C的20倍,尤其是體內抗氧化活性,是其他抗氧化劑難以媲美的 [8]。原花青素的作用機制是其在體內釋放 H+,競爭性地與自由基結合并反應,一方面? 可保護脂質不被氧化,阻斷自由基鏈式反應;另一方面? 經反應后產生的半醌自由基再通過親核加成反應生成具有兒茶酸及焦酚結構的聚合物,仍然具有很強的抗氧化活性 [9-10]。原花青素的抗氧化活性與濃度、聚合度、羥基位置、連接方式、空間構型、溶劑等等均有關系。其活性呈劑量 - 效應關系,當超出一定濃度范圍,其濃度升高,活性反而降低 [8]。



活性一般隨著聚合度增加而增加;C3 位置的甲氧基化和糖基化會降低活性;C4-C8 連接方式的活性大于 C4-C6 連接方式;以表兒茶素為單元的聚合后的活性大于以兒茶素為單元的聚合;在水相中活性增強,在油相中活性降低 [11]。

尹夢宇 [12] 選用 ABTS、DPPH自由基清除法和鄰苯三酚自氧化法對原花青素進行了體外抗氧化性能測定,確證了原花青素具有顯著的體外抗氧化效果;選定人體內穩定且最具有代表性的 8- 羥基脫氧鳥苷 DNA 作為檢測對象,并與維生素C+ 維生素E片劑對比,原花青素的抗氧化效果優于維生素C+ 維生素 E組。


 

 ? 其他生物活性研究: 除了抗氧化外,國內外學者對原花青素的活性展開了大量研究,主要包括降血脂、抗炎、抗動脈粥樣硬化、抗癌、調節血糖、神經系統性疾病、抗腹瀉等方面 [13-17]。其中,原花青素在抗腹瀉上應用成果最為突出。2012 年,美國食品和藥品監督管理局(FDA)批準Fulyzaq(商品名為 Crofelemer)用于治療 AIDS 患者的腹瀉癥狀;Crofelemer 提取自大戟科龍血巴豆的紅色乳膠,是一種平均分子量約為2200 ku的多種原花青素單體的隨機聚合的產物 [18]

Crofelemer 是FDA批準的第二例植物藥,也是第一例口服植物藥,說明其安全性、有效性等方面均得到認可,對于中醫藥進入歐美市場和作為處方藥進入西醫體系均具有史無前例的意義。唐青松等 [19] 研究表明,飼糧中添加500mg/kg 和 1000mg/kg 的縮合單寧能夠提高斷奶仔豬生長性能和緩解腹瀉,腹瀉率分別降低 7.72% 和 60.97%。 




03  原花青素抗分泌性腹瀉的機制 

原花青素抗分泌性腹瀉的機制研究主要集中在作為ADP- 核糖基化抑制劑或氯離子通道抑制劑,阻斷分泌性腹瀉發生途徑中某些環節。

 ?ADP-核糖基化抑制作用: 原花青素可抑制霍亂毒素或熱敏腸毒素 A 亞基的 ADP- 核糖基化轉移酶活性,阻斷 NAD 轉化成 ADP-R,抑制后續引發的腹瀉效應,即原花青素抑制了 ADP- 核糖基化作用。也就是說,A亞基相當于產腸毒素細菌引發分泌性腹瀉的“啟動器”,而原花青素可以在它剛啟動之初就“失靈”。

野田公俊等 [29] 采用胍丁胺分析法表明,聚合度 2~6 的原花青素可不同強度地抑制霍亂毒素催化 ADP- 核糖基化胍丁胺的生成,其表征方法是測定 [ 腺嘌呤 - 14C] ADP- 核糖基化胍丁胺的放射活性,而兒茶素單體卻沒有該抑制作用,且蘋果、大黃、葡萄籽等不同來源的原花青素均具有該作用;兔回腸結扎法試驗進一步表明,50 μg 原花青素可完全抑制由 1 μg 霍亂毒素引起結扎腸道(10 cm)的體液積累。


 

 ? 抑制氯離子通道作用: 原花青素抗分泌作用機制涉及靶向和抑制 2 種不同的腸氯化物通道,即作為 cAMP刺激的氯離子通道的 CFTR 通道和 CaCC 的抑制劑 [30]。氯離子通道可認為是引發水、電解質外流的最后關卡,而原花青素 “鎮守最后一道門”。Tradtrantip 等 [31] 研究證實,Crofelemer 抑制了 CFTR 通道,最大抑制率接近 60%,IC50 為 7 μmol/L,并在 CFTR 的細胞外位點產生的電壓依賴性阻滯作用使通道閉合狀態穩定,且在4h后最大抑制率仍保持 30% 以上(逆轉小于50%);進一步研究發現 Crofelemer 通過與電壓無關的抑制機。
 
制強烈抑制CaCCTMEM16A,最大抑制率 > 90%,IC50為 6.5 μM;Crofelemer 對 2 個結構無關的腸道 Cl- 通道的雙重抑制作用可解釋其腸道抗分泌活性。Poorvi [32] 認為,Crofelemer 用于緩解 HIV 感染者接受抗逆轉錄病毒療法(ART)的非感染性腹瀉癥狀,確認其機制正是通過阻斷胃腸腔中的氯離子通道來抑制氯離子的分泌,且具有耐受性好和安全性好的優勢。

Crutchley 等 [33]、 Jessica 等 [34] 試驗表明,Crofelemer 可有效減少旅行者腹瀉、霍亂等感染性腹瀉患者的水樣便量,并顯著縮短病程時間,口服耐受性好。也就是說,Crofelemer 可以同時應用于非感染性和感染導致的分泌性腹瀉。

需要說明的是,Crofelemer(SP-303)是聚合度為 3~30、平均分子量 2 200 ku 的原花青素。而 Fisher 等 [35] 采用來源相同、未分離純化、主要成分占 SP-303 質量 67%、平均分子量為 3 000 ku 的 SB-303 與 SP-303 對比的結果顯示,SB-303 也具有抗分泌腹瀉的活性,雖然效果略弱于 SP-303,但提取工藝和成本大幅減少,這為對純度要求不太高的領域(如飼料)具有很高的開發價值。



 

04  原花青素抗分泌性腹瀉的展望 

動物不發病或少發病是提高養殖生產效率的重要途徑之一,而斷奶仔豬感染性腹瀉防控工作一直是生豬養殖的痛點和難點。原花青素是通過抑制腸毒素或其他物質導致的分泌亢進的某個環節或多個環節來實現抗分泌性腹瀉的。需要注意的是,單獨使用原花青素可在一定程度上控制分泌性腹瀉,但保證腸黏膜正常結構完整與功能也是抗分泌性腹瀉的基礎條件。

因此,原花青素與腸黏膜保護物質的組合使用將會是未來抗分泌性腹瀉的重要手段。


 












 

 
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