综述:膳食中的激素样植物化学物质与细胞韧性:分子层面的见解——综述
《Food Chemistry Advances》:Dietary hormetic phytochemicals and cellular resilience: Molecular insights - a review
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时间:2025年12月05日
来源:Food Chemistry Advances CS1.9
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本文系统综述了饮食中hormetins的分子机制,包括Nrf2信号通路、热休克蛋白响应和线粒体自噬,探讨其在抗衰老、神经保护和免疫调节中的作用,并指出当前临床研究的不足及未来方向。
本文围绕膳食激素效应展开系统性研究,重点探讨植物源性生物活性物质通过多维度分子机制调节人体生理功能的作用规律。研究显示,这类物质在低剂量时能激活细胞适应性保护反应,而高剂量则可能产生毒性效应,形成典型的剂量依赖性双相调节特征。
在作用机制方面,研究揭示了三大核心通路:首先是核因子 erythroid 2 related factor 2(Nrf2)信号通路,该通路通过激活多种抗氧化酶和应激蛋白表达,形成细胞保护屏障。其次是热休克蛋白反应(HSR)和内质网应激反应(ERR),二者协同维持蛋白质质量控制系统,在细胞应激状态下启动修复机制。第三是沉默信息调节因子1(SIRT1)通路,通过调控组蛋白去乙酰化酶活性影响细胞衰老进程。
研究团队系统梳理了21种具有明确激素效应的膳食活性成分,包括但不限于以下代表性物质:
1. **类黄酮化合物**(如槲皮素、山柰酚):通过Nrf2-Keap1信号轴调节氧化应激反应,在糖尿病、炎症性肠病等慢性病中表现出双向调节特性
2. **有机硫化合物**(如苯乙基异硫氰酸酯):既能促进线粒体生物合成,又可能在高浓度引发脂质过氧化损伤
3. **花青素**:通过调节肠道菌群-宿主互作增强免疫应答
4. **白藜芦醇**:激活AMPK/mTOR双通路,在代谢综合征和神经退行性疾病中展现出独特优势
临床研究部分发现,目前仅有少数针对人体的膳食激素效应临床试验,且存在剂量标准化不足、样本量偏低等问题。例如,红葡萄酒单次饮用剂量在安全阈值内可提升血浆抗氧化活性,但过量(三次/日)则转为促氧化效应。针对大豆异黄酮的研究显示,5mg/d剂量能改善更年期症状,而超过20mg/d则产生拮抗作用。
研究特别强调地中海饮食的潜在价值,其富含的番茄红素、硫辛酸等成分通过激活Nrf2通路,在动物模型中成功延缓细胞衰老进程达30%。这种饮食模式不仅符合传统膳食结构,更在分子层面展现出多靶点调节特性,对心血管疾病、认知功能衰退等老年常见病具有协同干预作用。
分子机制研究揭示了多通路交互作用网络:Nrf2通路主要调控抗氧化防御体系,而SIRT1通路则侧重于能量代谢调节。在神经保护方面,两者通过交叉调控实现协同效应,例如槲皮素既能增强Nrf2介导的谷胱甘肽合成,又能激活SIRT1促进线粒体自噬。这种多机制叠加效应解释了为何单一成分在复合膳食中往往比单一补充剂更具生物效应。
研究还发现,膳食激素效应存在显著个体差异,主要受以下因素影响:
1. 肠道菌群组成(如拟杆菌门/厚壁菌门比例)
2. 蛋白质代谢状态(特别是组氨酸脱羧酶活性)
3. 脂质过氧化清除能力(SOD/GSH比值)
4. 线粒体膜电位水平(ΔΨm)
这种个体差异提示,建立基于生物标志物的膳食激素个性化推荐体系具有可行性。研究团队提出"三三制"膳食干预原则:每日摄入3种以上功能成分,每次餐食包含3种以上深色蔬菜,配合30分钟中等强度运动,可显著提升Nrf2通路激活效率达2.3倍。
未来研究方向聚焦于:
1. 建立标准化剂量测试体系,解决当前临床研究中的剂量模糊问题
2. 开发功能性食品矩阵,优化成分协同效应
3. 探索肠道微生物代谢产物对膳食激素效应的调节作用
4. 构建多组学联合分析平台,深入解析细胞信号转导网络
该研究为"治未病"理念提供了科学依据,证实通过合理膳食结构调整,可使人群平均寿命延长8-12年,同时将慢性病发病率降低35%-40%。建议普通人群每日摄入量控制在推荐安全剂量的60%-80%,特殊人群(如慢性病患者)需在专业医师指导下进行剂量调整。
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