标准化的葫芦巴籽提取物通过GABAA受体、褪黑素受体和腺苷受体,缓解了卵巢切除(OVX)啮齿动物的更年期睡眠障碍

《Food & Function》:Standardized fenugreek seed extract alleviates menopausal sleep disturbances via GABAA, melatonin, and adenosine receptors in ovariectomized (OVX) rodents

【字体: 时间:2025年11月14日 来源:Food & Function 5.4

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  睡眠障碍是更年期女性的常见问题,本研究通过卵巢切除小鼠模型,探讨 Fenugreek种子提取物(FSE)对睡眠的改善作用及机制。实验表明,FSE 高剂量组(300 mg/kg)能显著延长睡眠持续时间,其作用机制涉及激活 GABAA 受体(通过 picrotoxin 敏感位点)和 MTNR1A 褪黑素受体,同时恢复 GABA 和多巴胺水平,降低皮质醇,并上调雌激素受体(ERα/β)和 GPR30 表达。HPLC 分析显示 FSE 富含 trigonelline(1.72%)、protodioscin(6.17%)和 4-hydroxy-L-isoleucine(2.55%),单独或联合使用均能改善睡眠。该研究为功能性食品开发提供了新思路。

  在现代社会,随着生活方式的不断变化,睡眠障碍正成为越来越普遍的健康问题。这些睡眠问题不仅影响个体的生理健康,还可能对心理状态和整体生活质量造成严重影响。特别是对于进入更年期的女性而言,睡眠障碍是其面临的典型挑战之一。更年期通常发生在45至55岁之间,伴随着体内雌激素和孕酮水平的下降,引发一系列症状,如潮热、情绪波动、疲劳和睡眠障碍。研究表明,多达50%的更年期女性会出现睡眠问题,这些问题不仅与激素水平的变化有关,还可能与夜间出汗、昼夜节律紊乱等生理变化密切相关。睡眠质量的下降进一步导致日间疲劳和情绪不稳定,对更年期女性的身心健康构成双重威胁。因此,寻找安全、有效的自然干预手段来改善更年期睡眠障碍,成为当前研究的重要方向。

近年来,许多研究聚焦于植物提取物作为天然的、非药物性的干预方式,用于缓解睡眠问题。其中,孜然芹(*Trigonella foenum-graecum* L.)因其广泛的传统用途和多种生物活性成分而受到关注。孜然芹种子在食品和草药中被广泛应用,不仅作为调味品提升食物的风味,还因其抗氧化、抗炎、促进消化、调节血糖以及平衡激素水平等特性而被认为具有广泛的健康益处。然而,尽管孜然芹在传统医学中被广泛应用,其在改善更年期睡眠障碍方面的具体作用机制和效果,尚未得到充分研究。因此,本研究旨在探讨标准化孜然芹种子提取物(FSE)及其关键生物活性成分在更年期模型中的潜在作用,特别是其在缓解睡眠障碍方面的效果。

本研究使用了卵巢切除(OVX)的小鼠模型,以模拟更年期相关的激素变化。研究发现,FSE显著改善了OVX小鼠的睡眠障碍,其作用主要体现在延长睡眠时长和提高睡眠质量方面。在五甲烯四氮唑(pentobarbital)诱导的睡眠行为测试中,FSE的高剂量组(300 mg/kg)显著增加了睡眠时长,效果接近正对照组(使用苯二氮?类药物)。此外,FSE的低剂量(200 mg/kg)虽然在延长睡眠时长方面效果不显著,但对睡眠潜伏期(即入睡所需时间)的延长具有一定的促进作用。这些结果表明,FSE具有改善更年期睡眠障碍的潜力,特别是在较高剂量下表现更为明显。

为了进一步探讨FSE的作用机制,研究通过拮抗剂实验揭示了其可能的分子靶点。结果显示,FSE能够激活GABA受体(GABAA)和褪黑素受体1A(MTNR1A)。在GABAA受体的拮抗剂实验中,使用picrotoxin、flumazenil和bicuculline进行阻断后,FSE的促眠效果被显著削弱,这表明GABAA受体在FSE的促眠作用中扮演了重要角色。而褪黑素受体1A的激活则通过luzindole的拮抗实验得到证实,表明FSE可能通过增强褪黑素信号来调节睡眠周期。此外,FSE还被发现能够上调腺苷受体A2A(ADORA2A)的表达,这可能有助于缓解咖啡因引起的失眠。这些结果共同表明,FSE的作用涉及多种神经递质系统,包括GABAergic、melatonergic和adenosinergic系统,以及与雌激素相关的受体表达。

进一步的实验分析显示,FSE能够恢复由卵巢切除引起的神经化学和激素失衡。具体而言,FSE提高了脑内GABA和多巴胺的水平,同时降低了皮质醇的浓度。这些变化与睡眠障碍的改善密切相关,表明FSE可能通过调节神经递质和激素水平来促进睡眠。值得注意的是,FSE并未改变循环中的雌激素水平,而是通过上调雌激素受体α(ERα)、β(ERβ)和GPR30的表达来增强雌激素反应性。这一机制可能为FSE提供了一种不同于传统激素替代疗法(HRT)的替代方案,因为HRT通常伴随着较高的系统性风险。

在电生理分析方面,FSE显著增强了非快速眼动睡眠(NREM)期间的δ波活动。δ波与深度睡眠和恢复性睡眠相关,其活动的增强可能意味着FSE能够改善睡眠结构,提升睡眠质量。此外,FSE对NREM睡眠的改善效果明显,而对REM睡眠(快速眼动睡眠)的影响则不显著。REM睡眠通常与情绪调节和记忆巩固有关,因此FSE可能在调节更年期睡眠障碍中,主要针对NREM睡眠的改善。

在对FSE中主要生物活性成分的分析中,研究发现其含有较高的trigonelline(1.72%)、protodioscin(6.17%)和4-hydroxy-L-isoleucine(2.55%)。这些成分在单独使用或联合使用时均显示出促进睡眠的作用,且在高剂量下效果更为显著。其中,trigonelline在促进睡眠方面表现出最强的活性,其单独使用时能够显著延长睡眠时长,效果与FSE相当。protodioscin和4-hydroxy-L-isoleucine也表现出一定的促眠作用,但效果强度不及trigonelline。这些结果表明,FSE中的多种成分可能共同作用,以达到改善睡眠的效果。而trigonelline由于其能够穿透血脑屏障,可能在其中扮演了核心角色,与其他成分形成协同效应。

从临床应用的角度来看,FSE的使用剂量在动物实验中被设定为200 mg/kg和300 mg/kg。研究发现,这两种剂量在改善睡眠方面均表现出一定的效果,且未观察到明显的毒性反应。基于动物模型,研究人员进一步计算了人类等效剂量(HED),发现200 mg/kg和300 mg/kg分别对应于人体约16.2 mg/kg和24.3 mg/kg的剂量,这相当于一个60 kg成年人每天摄入约973 mg和1459 mg的FSE。这些剂量水平在日常饮食中是可行的,表明FSE有可能作为功能性食品或膳食补充剂应用于改善更年期睡眠障碍。

然而,尽管FSE显示出良好的促眠效果,其作用机制仍需进一步明确。例如,FSE是否通过调节GABAA受体的多个结合位点发挥作用?其与褪黑素受体1A的相互作用是否具有特异性?此外,FSE对腺苷受体2A的上调是否仅限于短期效果,还是具有长期调控能力?这些问题需要进一步的研究来解答。同时,FSE中的其他成分,如多酚、黄酮类化合物、生物碱和皂苷等,可能也对睡眠有贡献,但目前尚未进行系统研究。

此外,研究还发现,FSE在卵巢切除小鼠中对睡眠结构的改善效果具有一定的剂量依赖性。低剂量的FSE虽然对睡眠时长的改善效果有限,但其对睡眠潜伏期的影响值得关注。而高剂量FSE则能够显著提升睡眠质量,尤其是在NREM睡眠阶段。这种剂量效应可能提示FSE的使用需要考虑个体差异,以确保最佳的促眠效果。同时,研究也指出,FSE在改善睡眠方面的作用可能与体内多种系统的调节有关,包括神经递质、激素水平和睡眠周期的调控。

在功能性食品和营养补充剂的开发中,FSE的标准化和质量控制显得尤为重要。本研究中使用的FSE经过HPLC分析,确保其含有一定浓度的生物活性成分,从而保证其促眠效果的可重复性和一致性。然而,研究还指出,不同批次的FSE可能在成分比例上存在差异,因此,未来的标准化研究需要进一步优化这些成分的配比,以最大化FSE的促眠效果并确保其安全性和有效性。

本研究还揭示了FSE在更年期模型中的潜在应用价值。由于更年期女性面临睡眠障碍的高风险,FSE作为一种天然提取物,可能为她们提供一种安全、有效的替代方案。与传统药物相比,FSE不仅具有较低的副作用风险,还可能通过多种机制协同作用,提高睡眠质量。此外,FSE的促眠效果并未依赖于系统性雌激素的恢复,而是通过调节相关受体的表达和信号传导来发挥作用,这可能使其在某些情况下比HRT更具优势。

尽管研究结果具有一定的临床意义,但本研究仍存在一些局限性。例如,实验仅在短期的OVX模型中进行,未能全面评估FSE在长期使用中的效果和安全性。此外,研究未涉及昼夜节律相关的参数,这可能限制了对FSE如何调节睡眠周期的全面理解。因此,未来的研究需要考虑更长时间的实验设计,以评估FSE的长期效果,并进一步探索其对昼夜节律的潜在影响。

综上所述,本研究揭示了FSE在缓解更年期睡眠障碍方面的潜力。通过多种实验手段,研究确认了FSE对GABAergic、melatonergic和adenosinergic系统的调节作用,以及其对雌激素受体表达的增强效果。这些发现不仅为FSE在功能性食品和营养补充剂领域的应用提供了理论依据,也为更年期女性提供了一种安全、自然的干预方式。然而,为了更全面地评估FSE的临床应用前景,还需要进一步的研究来探索其长期安全性、剂量优化、作用机制的深入分析以及与其他成分的协同效应。
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