王振宇,葛勝晗,孔子浩,黃志偉,曾紹校,鄭寶東,林少玲*
(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建省特種淀粉品質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中愛(ài)國(guó)際合作食品物質(zhì)學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究中心,福建 福州 350002)
肥胖是世界范圍內(nèi)的主要健康問(wèn)題之一,也是多種慢性疾病的危險(xiǎn)因素,主要是由體內(nèi)脂肪細(xì)胞因子分泌增加引起的,臨床表現(xiàn)為體質(zhì)量增加、腰圍變寬、臀圍變大等癥狀,此外也伴隨著血壓升高、血脂異常、炎癥反應(yīng)、血栓等并發(fā)癥的出現(xiàn)。該病的高發(fā)生率使它成為一個(gè)世界性難題,每年至少有280萬(wàn) 名成年人因肥胖而死亡[1]。目前,已有藥物用于肥胖癥的治療,主要基于以下3 個(gè)方面:1)減少高熱量食物攝入,如苯丁胺;2)抑制胃腸道脂肪酶活力,防止食物中脂肪的吸收,如奧利司他;3)攝取食欲抑制類(lèi)減重產(chǎn)品,減少饑餓感,增加飽腹感[2-3]。然而,這些藥物表現(xiàn)出的療效卻不盡人意,而且還會(huì)產(chǎn)生如使患者神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、失眠多夢(mèng)等副作用。植物中的天然功能性成分如膳食纖維、植物甾醇、膳食鈣等用于肥胖的輔助治療已成為可能,而酚類(lèi)化合物,作為植物性功能成分的重要成員,通過(guò)體內(nèi)、體外大量研究表明它具有一定的降脂減肥作用,這無(wú)疑為人類(lèi)的健康帶來(lái)無(wú)可估量的益處[4-5]。
酚類(lèi)化合物是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中合成的次生代謝產(chǎn)物,圖1列舉了植物中酚類(lèi)化合物的存在狀態(tài)、大致分類(lèi)、主要的食物來(lái)源及結(jié)構(gòu)。根據(jù)多酚的結(jié)構(gòu)特性,大致可分為非黃酮類(lèi)如酚酸、黃酮類(lèi)以及高度聚合物單寧3大類(lèi),其中羥基苯甲酸、羥基肉桂酸是主要的酚酸類(lèi)化合物,主要存在于莓、梨、蘋(píng)果等水果以及土豆、生菜、菠菜等蔬菜中。黃酮類(lèi)化合物是另一類(lèi)重要的酚類(lèi)化合物,在水果、蔬菜、谷物和飲料(如茶、咖啡和紅酒)中較為常見(jiàn),其可分為6 個(gè)亞組,即黃酮醇、黃酮、黃烷醇、花青素、異黃酮、黃烷酮。而其他多酚類(lèi)物質(zhì)如單寧,作為高分子多元酚類(lèi)化合物,可分為水解單寧(鞣花單寧)和縮合單寧(原花色素),以植物果實(shí)(桃子、漿果、豌豆)、木質(zhì)部、果皮、根部等食物所含比例較高。而這些酚類(lèi)化合物在植物體內(nèi)主要以可溶性多酚和不溶性多酚兩種形式存在,可溶性多酚主要存在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的液泡中,而不溶性多酚則以醚鍵、酯鍵和碳碳鍵等共價(jià)鍵與結(jié)構(gòu)蛋白、纖維素和果膠等大分子物質(zhì)結(jié)合于細(xì)胞壁中[6-7]。
人體可通過(guò)攝取食物使食物中酚類(lèi)成分進(jìn)入胃、腸等消化道,被吸收利用,從而實(shí)現(xiàn)健康益處。據(jù)估計(jì),48%的膳食多酚在小腸變得生物可接受,其余52%在大腸[8],圖2展示了酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)入腸道后的吸收途徑以及可能帶來(lái)的益生功效。食物中的酚類(lèi)物質(zhì)可在腸黏膜細(xì)胞肉桂酰酯酶(圖2A)、小腸絨毛邊緣的乳糖酶-根皮苷水解酶(圖2C)、腸上皮細(xì)胞β-葡萄糖苷酶(圖2D)等腸道酶的作用以及鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)用載體(sodium-dependent glucose transporters,SGLT)1(圖2B)的參與下,得以釋放[9],而結(jié)腸部位是主要發(fā)生場(chǎng)所,僅有少量被胃和小腸吸收[10]。研究表明腸道微生物酶可破壞細(xì)胞壁和斷裂與結(jié)合酚相連的共價(jià)鍵,從而使游離酚和結(jié)合酚脫離束縛,得以釋放[11]。小腸絨毛邊緣的乳糖酶-根皮苷水解酶(lactase phloridzine hydrolase,LPH)被證明能夠水解一部分黃酮和異黃酮苷化合物[12],如Sesink等[13]通過(guò)大鼠體內(nèi)研究認(rèn)為異槲皮苷可能僅僅通過(guò)LPH水解,才能被腸道所吸收利用;因此,LPH可能對(duì)黃酮類(lèi)化合物的吸收起重要的作用。此外,其他酚類(lèi)成分如苷類(lèi)則可通過(guò)SGLT1被輸送到腸上皮細(xì)胞,被細(xì)胞吸收,進(jìn)而發(fā)揮其功效[14]。所以,當(dāng)食物中酚類(lèi)物質(zhì)(游離酚和結(jié)合酚)進(jìn)入到人體胃腸道時(shí),在腸道酶、微生物等的作用下,通過(guò)體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)到達(dá)組織和細(xì)胞[11],發(fā)揮其促進(jìn)健康益處的作用,如抑制膽固醇合成和促進(jìn)脂質(zhì)體氧化[15],調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝酶的活性、抑制食物中脂肪消化和吸收、促進(jìn)體內(nèi)能量消耗以及抑制脂肪細(xì)胞分化、生成,加速脂肪細(xì)胞的凋亡以及脂肪分解等,降低脂肪在體內(nèi)的貯存。
圖 2 酚類(lèi)化合物在腸道的主要吸收途徑[9]Fig. 2 Absorption pathways of phenolic compounds through the gastrointestinal tract[9]
脂肪組織具有不同的顏色、形態(tài)、代謝功能、生化特性和基因表達(dá)模式,哺乳動(dòng)物(包括人類(lèi)和小鼠)具有兩種截然不同的脂肪,即白色脂肪和棕色脂肪[16]。白色脂肪廣泛分布在體內(nèi)皮下組織和內(nèi)臟周?chē)饕δ苁潜Wo(hù)器官、負(fù)責(zé)儲(chǔ)存多余的熱能以備不時(shí)之需,若過(guò)多也可能對(duì)健康有負(fù)面影響,從而引起胰島素抵抗、代謝綜合征和肥胖病等疾病的發(fā)生。棕色脂肪主要位于人體頸部以及肩胛骨,能夠燃燒儲(chǔ)存為脂肪的能量,同時(shí)消耗葡萄糖并燃燒脂肪將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃縖17-18]。棕色脂肪細(xì)胞根據(jù)其形態(tài)和功能的區(qū)別,又可分為兩類(lèi):典型棕色脂肪和第三類(lèi)脂肪細(xì)胞(米色脂肪細(xì)胞),米色脂肪細(xì)胞位于白色脂肪(鼠)、鎖骨(人體)中,可促進(jìn)體內(nèi)能量的消耗[19],表1列舉了3 種脂肪組織在人體和動(dòng)物體的主要部位。脂肪組織的棕色化被認(rèn)為是預(yù)防和治療肥胖和相關(guān)代謝疾病的有效手段,已有研究表明表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)能降低小鼠附睪周?chē)咨窘M織的質(zhì)量,同時(shí),也能降低棕色脂肪細(xì)胞內(nèi)脂肪含量,使其能量代謝增加,控制體質(zhì)量的增長(zhǎng);而白藜蘆醇可通過(guò)促進(jìn)白色脂肪組織轉(zhuǎn)化成棕色或米色脂肪組織,以增加脂肪細(xì)胞能量消耗和減少體內(nèi)總脂肪量[20-21]。Dulloo等[22]也指出,綠茶提取物(富含兒茶素)可促進(jìn)去甲腎上素的釋放,刺激棕色脂肪組織產(chǎn)熱,從而達(dá)到控制體質(zhì)量的目的。
表 1 3 種脂肪組織在動(dòng)物和人體的主要部位Table 1 Three kinds of adipose tissue in animals and human
肥胖者脂肪組織的炎癥現(xiàn)象是最近關(guān)于肥胖及相關(guān)代謝疾病研究的重點(diǎn)。脂肪組織是最先被發(fā)現(xiàn)炎癥與肥胖癥相關(guān)的部位,而肥胖程度與炎癥水平之間存在直接的關(guān)系,所以有學(xué)者開(kāi)始用“慢性低度炎癥反應(yīng)狀態(tài)”描述肥胖[23]。抑制炎癥的發(fā)生可降低脂質(zhì)過(guò)度積累,有幾個(gè)基因(TNF-α、IL-10、IL-6)已被確定與參與炎癥相關(guān),白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)是炎癥急性期合成的重要介質(zhì),可促進(jìn)炎癥的發(fā)生[24],而IL-10是一種有效的抗炎性因子,可阻斷促炎性反應(yīng)細(xì)胞因子、炎癥趨化因子和細(xì)胞表面分子的基因[25],而植物中的酚類(lèi)化合物則可通過(guò)調(diào)節(jié)這些基因的表達(dá),從而干擾活化蛋白(activator protein-1,AP-1)、核因子кB(nuclear factor-кB,NF-кB)轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而直接或者間接阻止環(huán)氧酶cox-2的表達(dá),從而抑制炎癥反應(yīng),其作用機(jī)理如圖3所示。研究表明經(jīng)常飲食富含多酚的食物對(duì)炎癥的產(chǎn)生具有一定的抑制作用,可減少肥胖癥的發(fā)生率,這可能與其提高葡萄糖的利用率和抑制炎性細(xì)胞因子的活性有關(guān)[27-28]。如葡萄多酚有利于IL10基因產(chǎn)生、促進(jìn)脂聯(lián)素的分泌,漿果多酚在促進(jìn)脂聯(lián)素生成的同時(shí)也可抑制TNF-α基因表達(dá),這使得機(jī)體脂肪代謝異常的發(fā)生率大大降低[29-30]。此外,一些黃酮類(lèi)化合物如槲皮素能降低TNF-α基因的表達(dá),影響組織細(xì)胞對(duì)葡萄糖的利用,使機(jī)體糖代謝平衡,而花青素則可直接有效地抑制cox-2活力,從而抑制脂肪炎癥現(xiàn)象,進(jìn)而防止肥胖癥的發(fā)生[31-32]。眾所周知,經(jīng)常喝茶具有降脂減肥的作用,這與茶葉中的多酚類(lèi)物質(zhì)不無(wú)關(guān)系,據(jù)報(bào)道綠茶多酚不僅能減少I(mǎi)L-6生成,更能誘導(dǎo)IL-10生成[33],而茶黃素不僅能抑制c-fos和c-jun基因,同時(shí)也能抑制產(chǎn)生細(xì)胞因子基因如TNF-α、NF-κB以及IL-6,最終達(dá)到抗炎作用[34],這為以前研究所得結(jié)論——茶多酚具有較好抗肥胖效果提供了機(jī)理證據(jù)。
圖 3 酚類(lèi)化合物對(duì)炎癥細(xì)胞因子的影響[26]Fig. 3 Effects of polyphenols on inf l ammatory cytokines[26]
酚類(lèi)化合物在動(dòng)物體內(nèi)的潛在抗肥胖作用已在一些研究中被報(bào)道,如表2列舉了一些多酚物質(zhì)和富含酚類(lèi)的食物對(duì)小鼠體質(zhì)量以及血清常規(guī)指標(biāo)的影響。Chen Qiuping等[35]以100 mg/kg的劑量灌胃小鼠油茶多酚30 d,發(fā)現(xiàn)小鼠的體質(zhì)量以及血清中總膽固醇與對(duì)照組相比顯著降低,而脂蛋白和甘油三酯的含量則無(wú)明顯差異,但提高劑量使各項(xiàng)指標(biāo)顯著性增強(qiáng);無(wú)獨(dú)有偶,Liang Xing等[36]的研究也表明提高多酚灌胃小鼠的劑量,可降低小鼠體內(nèi)膽固醇、甘油三酯的含量以及葡萄糖濃度,與此同時(shí),也減少了脂肪在肝臟的堆積。此外,一些黃酮類(lèi)化合物如兒茶素、花青素、槲皮素等被已被證實(shí)在肥胖癥的治療中發(fā)揮著重要作用。如以茉莉花茶分離的兒茶素(劑量5.7 g/kg)灌胃老鼠4 周,可促使小鼠的體質(zhì)量、血清生化指標(biāo)(總膽固醇和甘油三酯)和肝臟內(nèi)脂質(zhì)水平等降低,因此長(zhǎng)期飲用茶有利于抑制飲食引起的肥胖[37]。另外,Jayaprakasam等[38]報(bào)道稱(chēng)灌胃小鼠花青素劑量1 g/kg時(shí),與高脂組相比,樣品組的體質(zhì)量以及葡萄糖濃度明顯下降,說(shuō)明花青素能夠抑制體質(zhì)量增加,對(duì)肥胖的產(chǎn)生具有一定的抑制作用。而在小鼠身上進(jìn)行的另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明槲皮素能明顯降低老鼠體質(zhì)量,甘油三酯、膽固醇的含量以及葡萄糖濃度[39]。但有時(shí)單一組分酚類(lèi)化合物作用效果不強(qiáng),而恰以混合物的形式存在或許會(huì)發(fā)揮更好的抑制肥胖效果,如Huang Yuwen等[40]采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% EGCG和0.2%紅茶提取物(含質(zhì)量分?jǐn)?shù)15% EGCG)探討對(duì)小鼠體質(zhì)量影響,發(fā)現(xiàn)EGCG組與肥胖組相比沒(méi)有顯著區(qū)別,而紅茶提取物卻可顯著降低小鼠體質(zhì)量、脂肪組織含量,可能原因是紅茶提取物中另外所含的茶黃素也對(duì)脂肪合成酶和脂肪酶產(chǎn)生了抑制作用。綜上所述,動(dòng)物模型驗(yàn)證結(jié)果表明酚類(lèi)化合物具有降脂減肥的功效,其作用的效果與酚類(lèi)成分和酚類(lèi)含量息息相關(guān)。
表 2 酚類(lèi)化合物對(duì)動(dòng)物體的抗肥胖作用Table 2 Anti-obesity effect of polyphenols in animals
體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型體內(nèi)研究表明酚類(lèi)化合物能夠影響脂肪代謝,抑制脂肪細(xì)胞的生成。而臨床干預(yù)研究也表明攝入酚類(lèi)化合物可對(duì)肥胖人群的體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、腰圍和體脂量等產(chǎn)生一定的抑制效果,表3例舉了短期或長(zhǎng)期攝取酚類(lèi)化合物對(duì)人體的脂肪生成和肥胖的影響研究。眾所周知,植物的果實(shí)中富含多酚等功能性成分,而人體通過(guò)攝食這些富含酚類(lèi)物質(zhì)的食物,可對(duì)肥胖癥的發(fā)生起抑制作用。如飲食可可多酚6 個(gè)月雖對(duì)人體的BMI、腰圍等指標(biāo)的降低影響不顯著(P>0.05),但卻能夠提高人體的高密度脂蛋白含量,并降低血液的甘油三酯和血糖含量(P<0.05)[41];每天給予測(cè)試者300 mg野櫻莓多酚提取物,持續(xù)2 個(gè)月,測(cè)試者的BMI、血壓、甘油三酯等指標(biāo)都有顯著的降低(P<0.05)[42]。此外通過(guò)體內(nèi)活性實(shí)驗(yàn),也證明了一些黃酮類(lèi)純品如染料木素、槲皮素、白藜蘆醇、兒茶酚能夠下調(diào)某些脂質(zhì)參數(shù),如研究表明染料木素可降低低密度脂蛋白的含量,槲皮素能同時(shí)下調(diào)低密度脂蛋白以及血壓水平,從而降低體內(nèi)膽固醇含量[32,44];飲食白藜蘆醇3 個(gè)月后人的BMI、腰圍、血糖含量都顯著降低[46];兒茶酚對(duì)人BMI、腰圍和甘油三酯含量也都有明顯的抑制作用(P<0.05)[47]。此外,一些廢棄料如果皮或樹(shù)皮,由于富含多酚類(lèi)成分,也可抑制脂肪生成和肥胖產(chǎn)生,如桂皮多酚提取物可顯著減少人體脂含量,增加瘦肉比例,降低血糖含量(P<0.01)[43],橘皮苷不僅能下調(diào)低密度脂蛋白,而且能抑制胰島素抵抗,控制血糖平衡[45]。所以,酚類(lèi)化合物可通過(guò)影響人體的一些指標(biāo)來(lái)降低人體內(nèi)的脂肪含量,進(jìn)而控制肥胖癥的發(fā)生,但目前實(shí)驗(yàn)對(duì)象主要還是動(dòng)物,從人體實(shí)驗(yàn)中可以獲得的可靠數(shù)據(jù)并不多,還需要更多的人體實(shí)驗(yàn)來(lái)證明酚類(lèi)化合物的降脂減肥功效。
表 3 酚類(lèi)化合物對(duì)人體的抗肥胖作用Table 3 Anti-obesity effect of polyphenols in humans
從細(xì)胞生物學(xué)角度來(lái)說(shuō),肥胖包括脂肪細(xì)胞體積增大(脂肪的合成或分解)和脂肪細(xì)胞數(shù)目增加(前體脂肪細(xì)胞增殖分化)。而脂肪細(xì)胞增殖、分化失常引起脂肪組織過(guò)多堆積,導(dǎo)致肥胖癥的發(fā)生。研究表明酚類(lèi)化合物可通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝酶的活性,抑制食物中脂肪在體內(nèi)的消化與吸收,或者加快膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)及體內(nèi)能量消耗以及調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子等,從而影響脂肪的合成或分解,最終降低機(jī)體內(nèi)的脂肪含量,抑制肥胖癥的發(fā)生。
細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)主要是在脂肪合成酶和脂肪分解酶的作用下進(jìn)行合成與分解的,而酚類(lèi)化合物則可影響這些代謝酶(甘油三酯脂肪酶、激素敏感性甘油三酯脂肪酶、胰脂肪酶等)的活性,從而加速體內(nèi)脂肪動(dòng)員,使脂肪細(xì)胞質(zhì)量減輕、體積變小,從而達(dá)到抑制肥胖癥的效果。
7.1.1 甘油三酯脂肪酶
酚類(lèi)化合物可通過(guò)提高脂肪代謝相關(guān)酶活性如甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)、激素敏感性脂肪酶(hormone sensitive lipase,HSL)等,從而促進(jìn)脂肪氧化分解為脂肪酸和甘油,最終以CO2和水的形式排出體外,達(dá)到降脂減肥的功效(圖4)。陳美珍等[48]以大鼠為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)烏龍茶可顯著降低飲食誘導(dǎo)肥胖型大鼠血清的濃度并有效抑制大鼠體質(zhì)量增加,主要因?yàn)榧に孛舾兄久傅幕钚栽跒觚埐璧淖饔孟驴傻玫教嵘?,使得體內(nèi)脂肪組織的氧化分解速度加快。郭慧敏[49]研究認(rèn)為山楂提取液能抑制小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)和減少體脂含量的部分原因是由于提取液中的黃酮類(lèi)成分可以提高激素敏感性脂肪酶的活性,顯著地促進(jìn)脂肪組織釋放脂肪酸。而以富含酚類(lèi)物質(zhì)的仙草萃取物處理肥胖大鼠,發(fā)現(xiàn)鼠肝臟內(nèi)脂質(zhì)、膽固醇含量、脂肪組織質(zhì)量以及脂肪細(xì)胞內(nèi)甘油三酯含量等顯著地降低,其原因可能是萃取物中的酚類(lèi)物質(zhì)(綠原酸、水楊酸、咖啡酸等)促進(jìn)了脂質(zhì)分解代謝關(guān)鍵酶ATGL和HSL的表達(dá)[50]。另外,一些酚類(lèi)化合物也可通過(guò)影響參與脂肪酸和甘油三酯合成酶的mRNA的表達(dá),繼而抑制有關(guān)代謝酶的活性,從而降低脂肪在體內(nèi)的積累[51]。
圖 4 酚類(lèi)化合物對(duì)脂肪分解酶的影響Fig. 4 Effects of phenolic compounds on lipolytic enzymes
7.1.2 胰脂肪酶
胰脂肪酶是水解膳食脂肪最重要的酶,經(jīng)過(guò)胰脂肪酶的消化,飲食中的脂肪得以被人體吸收[52]。因此,若人們可通過(guò)攝取植物中的天然成分而達(dá)到抑制其活性的效果,則有望控制體質(zhì)量增長(zhǎng)和治療肥胖,而黃酮、苷類(lèi)等一些酚類(lèi)化合物等作為植物化學(xué)物抑制劑已有研究表明其能抑制胰脂肪酶活性[53],它不像奧利司他等藥物,既不會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng),又不影響營(yíng)養(yǎng)的消化吸收,這無(wú)疑將為肥胖病的治療帶來(lái)福音。烏龍茶(富含54 種酚類(lèi)化合物)能夠預(yù)防肥胖和改善脂質(zhì)代謝,一個(gè)重要的原因是這些酚類(lèi)化合物如EGCG和酯化的黃烷-3-醇能夠?qū)σ戎久府a(chǎn)生明顯的抑制作用[54]。另外Ikeda等[55]在大鼠的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,比較剛攝食的大鼠飲食兒茶素前后的TG含量變化,發(fā)現(xiàn)兒茶素能降低TG含量,且劑量越大,效果越顯著,其可能的機(jī)制是酚類(lèi)化合物使胰脂肪酶的活性得到抑制,從而延緩了胃腸道對(duì)TG的吸收。皂苷,也被稱(chēng)為三萜類(lèi)化合物,同屬于酚類(lèi)化合物[5],通過(guò)體外和小鼠模型的大量研究證實(shí),粗皂苷能抑制胰腺脂肪酶活性,可抑制人體胃腸道對(duì)食物中脂肪的吸收,從而減少外源性脂肪進(jìn)入機(jī)體,抑制脂肪在體內(nèi)沉積[56-57]。
7.1.3 腺苷酸活化蛋白激酶
圖 5 AMPK激活對(duì)哺乳動(dòng)物肝臟、骨骼肌和脂肪組織的脂質(zhì)代謝影響[60]Fig. 5 Lipid metabolism induced by AMPK activation in liver, skeletal muscle and adipose tissues of mammals[60]
脂質(zhì)在脂肪分解酶的作用下可形成游離脂肪酸并氧化供能,然而,過(guò)剩的游離脂肪酸在肝臟、骨骼肌、脂肪組織中卻可以重新合成脂肪。而腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作為調(diào)節(jié)能量代謝的關(guān)鍵因子,一旦被激活,則可促進(jìn)脂肪酸的氧化,減少體內(nèi)脂肪的生成[58-59]。如圖5所示,在脂肪組織中,AMPK激活可減少葡萄糖和甘油三酯形成新的脂肪酸。在肝臟中,AMPK控制血糖平衡主要通過(guò)下調(diào)糖異生基因的表達(dá),抑制丙酮酸異生成葡萄糖,進(jìn)一步抑制乙酰-輔酶A轉(zhuǎn)化為脂肪酸和合成膽固醇,并加速脂肪酸氧化分解為CO2,以降低多余的游離脂肪酸重新合成甘油三酯的機(jī)率,減少了體內(nèi)脂肪的生成。在骨骼肌中,由于AMPK的激活,使糖原合成酶失活,糖酵解和葡萄糖氧化速度加快,同時(shí)抑制糖原合成和糖異生,降低葡萄糖向脂肪的轉(zhuǎn)化率。目前,已有相關(guān)研究表明植物多酚提取物具有激活A(yù)MPK和抑制脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,F(xiàn)AS)、HSL等酶活性的功效[61-62]。如Wu等[63]研究發(fā)現(xiàn)佛手瓜莖多酚提取物可降低肝細(xì)胞中脂肪積累量,一方面是因?yàn)锳MPK磷酸化了FAS、HMG-CoA還原酶(膽固醇合成的關(guān)鍵酶),抑制其活性;另一方面AMPK減少了脂肪細(xì)胞分化基因SREBP1的表達(dá),從而抑制了脂肪合成。Mukai等[64]認(rèn)為紅小豆多酚能激活A(yù)MPK,磷酸化乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC),使ACC失去活性,同時(shí)抑制了基因SREBP-1c的表達(dá),致使大鼠肝臟的脂質(zhì)含量下降。Herranz-López等[65]認(rèn)為AMPK激活是馬鞭草酚類(lèi)物質(zhì)降低小鼠脂肪生成和加速脂肪酸氧化的關(guān)鍵因素。因此,充分認(rèn)識(shí)酚類(lèi)化合物對(duì)AMPK信號(hào)通路的作用,有望將其作為治療肥胖的藥理學(xué)靶點(diǎn)。
酚類(lèi)化合物一方面能通過(guò)抑制不飽和脂肪酸的氧化,減少其氧化物在動(dòng)脈壁上沉積,從而預(yù)防高脂血癥;另一方面,也可通過(guò)刺激生熱作用增加人體內(nèi)棕色脂肪組織產(chǎn)熱,起到減肥的效果[22,66]。長(zhǎng)期攝取富含酚類(lèi)成分的食物能夠降血壓降血脂,其原因可能在于減少了腸道對(duì)膽固醇的吸收[67]。L?est等[68]研究將綠茶提取物以及兒茶素以不同的劑量灌胃大鼠(切除卵巢),結(jié)果發(fā)現(xiàn)淋巴中膽固醇含量依劑量增加而顯著降低,最主要的原因是由于EGCG為主的兒茶素使胰腺磷脂酶的活性得到降低,從而抑制了膽固醇吸收。Davies等[69]也研究發(fā)現(xiàn)中度高膽固醇血癥患者(7男8女)飲用紅茶3 周后,這些患者體內(nèi)的TC和LDL-C水平得到很大程度的降低,可能的原因是紅茶中的多酚類(lèi)化合物促進(jìn)了腸道內(nèi)脂質(zhì)的氧化并抑制了膽固醇吸收。因此,酚類(lèi)化合物具有抑制腸道對(duì)膽固醇吸收的作用。
肥胖發(fā)生的病理機(jī)制是脂肪細(xì)胞數(shù)量的增加和體積的增大,而前脂肪細(xì)胞的增殖和分化對(duì)上述過(guò)程起著極其重要的作用。細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因表達(dá)模式的轉(zhuǎn)變,由于脂肪細(xì)胞在分化中特定基因被誘導(dǎo)表達(dá),所以發(fā)生細(xì)胞脂肪積累和形態(tài)學(xué)上的變化。目前,已經(jīng)鑒定出的對(duì)脂肪生成和脂肪細(xì)胞分化有直接影響的轉(zhuǎn)錄因子即:過(guò)氧化物酶體增殖激活受體(peroxisome proliferatoractivated receptor,PPAR)、增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(CCAAT/enhancer binding protein,C/EBP),而脂肪細(xì)胞決定與分化依賴(lài)因子1/固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(adipocyte determination and differentiation factor-l/steroid regulatory element binding proteins-l,ADD1/SREBP1)可通過(guò)刺激PPAR的表達(dá)進(jìn)而間接影響脂肪細(xì)胞分化,這些轉(zhuǎn)錄因子是前脂肪細(xì)胞分化成脂肪細(xì)胞的關(guān)鍵所在[70-71],圖6揭示了這些轉(zhuǎn)錄因子間的相互作用對(duì)脂肪細(xì)胞分裂分化的影響,即不含脂滴的前脂肪細(xì)胞(圖6a)定向分化為充滿脂滴的脂肪細(xì)胞(圖6b),其中包括脂類(lèi)合成酶表達(dá),脂質(zhì)聚集和對(duì)胰島素敏感性增加等生物學(xué)變化[73]。一些酚類(lèi)物質(zhì)如黃烷醇[74]、黃酮醇[75]、肉桂酸類(lèi)衍生物[75-76]、黃酮[77]等具有預(yù)防肥胖的功能,可能原因是這些酚類(lèi)成分下調(diào)了某些脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子(C/EBP、PPAR、ADD1/SREBP1)的mRNA表達(dá)量,進(jìn)而抑制白色脂肪細(xì)胞的分化,從而減少了脂肪在體內(nèi)的積聚量。Chang等[78]以桑葉多酚處理3T3-L1脂肪細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有關(guān)脂肪形成及脂類(lèi)代謝相關(guān)基因如SREBP1和PPARγ的表達(dá)受到抑制;而游義琳等[79]以BAT-cMyc(棕色脂肪)細(xì)胞為研究模型,結(jié)果表明桑椹多酚提取物可顯著上調(diào)C/EBPα和C/EBPδ兩個(gè)基因的表達(dá)(P<0.05),從而促使了棕色脂肪的分裂分化,使體內(nèi)能量的消耗加快,減少體質(zhì)量的增加。此外,一些多酚單體如鄰香豆酸、蘆丁、白藜蘆醇等可調(diào)節(jié)脂質(zhì)的合成和積累,改善脂肪代謝綜合征的癥狀,主要原因是PPARγ和C/EBPα基因在3T3-L1脂肪細(xì)胞的表達(dá)受到抑制[75,80]。但也有例外,如單體EGCG雖能促進(jìn)PPARγ的表達(dá),而最終細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的含量降低,其主要原因是EGCG下調(diào)了其他轉(zhuǎn)錄因子C/EBPα和C/EBPβ的mRNA表達(dá)量,最終抑制了3T3-L1脂肪細(xì)胞的分化[81]。以上這些研究表明酚類(lèi)化合物可通過(guò)調(diào)控脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),進(jìn)而達(dá)到降脂減肥的效果,這為肥胖病的有效治療提供了科學(xué)思路。
圖 6 酚類(lèi)化合物對(duì)脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的影響[72]Fig. 6 Effects of phenolic compounds on adipocyte transcription factors[72]
植物富含功能性成分多酚,眾多的體外及體內(nèi)研究表明植物酚類(lèi)物質(zhì)可通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝酶的活性、促進(jìn)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)及體內(nèi)能量消耗、影響脂肪細(xì)胞分化相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子等,達(dá)到降低血糖、膽固醇、甘油三酯等含量,從而控制體質(zhì)量,抑制肥胖病的發(fā)生。然而,這些結(jié)果仍然具有不一致和不完整性,需要更多的研究來(lái)證明多酚類(lèi)物質(zhì)在肥胖防治方面的效果。此外,酚類(lèi)化合物在以動(dòng)物為模型所達(dá)到的降脂減肥的益生效果,更多需要在人體干預(yù)研究中得到證實(shí)。從目前研究來(lái)說(shuō),酚類(lèi)化合物是可通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)脂肪的代謝來(lái)達(dá)到抗肥胖的作用,但引起肥胖產(chǎn)生的機(jī)制還尚不明確,不過(guò)這將無(wú)疑為功能性和保健食品、藥品的開(kāi)發(fā)提供契機(jī),成為臨床干預(yù)的潛在關(guān)鍵靶點(diǎn)之一。