综述:天然产物与运动的协同潜力:揭示肝病的分子机制与创新治疗策略
《Frontiers in Nutrition》:Synergistic potential of natural products and exercise: unveiling molecular mechanisms and innovative therapeutic approaches for liver diseases
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时间:2025年10月10日
来源:Frontiers in Nutrition 5.1
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本综述系统探讨了天然产物(如白藜芦醇、水飞蓟素等)与运动干预(有氧/抗阻训练)协同防治非酒精性脂肪性肝病(NAFLD/MASLD)的分子机制。通过激活AMPK/SIRT1/PPAR通路、抑制NF-κB炎症信号,联合干预可显著改善脂代谢(降低TG、TC)、减轻氧化应激(提升SOD/GSH)、抑制肝细胞凋亡(调节Bax/Bcl-2),为肝病治疗提供非药物协同策略。
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及其新定义代谢相关脂肪性肝病(MASLD)已成为全球主要慢性肝病,与代谢综合征、肥胖和糖尿病密切相关。尽管药物治疗取得进展,生活方式干预如饮食改善和增加运动仍是管理基石。天然产物因其多组分生物活性(如调节脂代谢、氧化应激和炎症)展现出肝保护潜力,而运动干预(包括抗阻和有氧训练)可改善胰岛素敏感性、减少肝内脂肪并增强代谢功能。近年研究表明,天然产物与运动联合可能通过靶向多重生物学机制产生协同效应,为肝病治疗提供创新策略。
绿茶中主要活性成分EGCG(C22H18O11)通过激活SIRT1和AMPK通路,增强线粒体生物合成、改善胰岛素敏感性(经LKB1激活),并抑制脂生成关键因子SREBP-1c/ChREBP。动物实验中,绿茶提取物(GTE)与自愿运动联合使高脂饮食小鼠血浆ALT降低92%、肝TG减少56%,并上调脂肪酸氧化基因(PPARα、CPT1、NRF1)。人体试验证实,每日500-1100mg儿茶素补充可改善胰岛素抵抗(HOMA-IR)、肝功能指标(ALT/AST)及炎症标志物(hs-CRP)。
枸杞多糖(LBP)和原花青素通过调节PPAR-α通路促进脂肪酸β-氧化,同时抑制NF-κB炎症信号降低TNF-α表达。联合有氧运动可增强抗氧化防御(提升SOD、GSH-Px活性,降低MDA),改善NAFLD小鼠模型的代谢和炎症指标。
蜂王浆中10-HDA(C10H18O3)和主要皇家果冻蛋白(MRJPs)具有抗炎、抗氧化及激素调节活性。针对绝经后NAFLD患者的临床试验显示,每日500mg蜂王浆补充结合抗阻-有氧训练可显著提升抗氧化酶PON1活性、改善脂代谢(升高HDL-C,降低ox-LDL),并抑制NF-κB信号通路。
肉桂醛(C9H8O)通过激活AMPK、抑制SREBP-1c调控脂代谢。联合有氧运动可恢复瘦素敏感性,下调肝X受体α(LXRα)促进胆固醇代谢。动物研究证实,该组合能有效减少高果糖饮食诱导的肝脂积累。
菊苣根中菊粉(C6H12O6单元聚合物)和多酚类化合物通过AMPK激活抑制脂生成,并经由肠道菌群调节短链脂肪酸产生,降低TLR4/NF-κB炎症反应。大鼠实验中,菊苣提取物与跑步运动联合显著降低肝酶(ALT/AST/ALP)并改善肝组织学表现。
白藜芦醇(C14H12O3)通过AMPK/SIRT1/PPAR-α信号轴增强线粒体脂肪酸氧化,降低氧化应激(提升SOD/GSH,降低MDA)和炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)。尽管动物研究显示其可改善凋亡平衡(Bcl-2↑/Bax↓),但临床试验结果存在差异,可能与剂量(500-3000mg/日)和疗程(8-24周)差异有关。与运动联合可协同激活PI3K/Akt生存信号通路,抑制肝纤维化相关因子(TGF-β、activin A)。
茶籽皂苷(TSS)作为两亲性三萜苷类,通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号促进脂肪酸分解代谢,同时增强抗氧化防御(GSH、SOD、TAC升高,MDA、ROS降低)。NAFLD小鼠模型中,TSS与有氧运动联合显著改善血清脂谱(HDL-C↑,TC/TG/LDL-C↓)并减轻肝脂肪变性。
大蒜中蒜素、S-烯丙基半胱氨酸(SAC)等有机硫化合物通过抑制HMGCR活性、调节PPARα/γ表达改善脂代谢,并抑制NF-κB炎症通路。临床研究显示,每日400mg大蒜补充12周可降低NAFLD患者TG、LDL-C,提升HDL-C。联合游泳训练能优化凋亡调控(Bcl-2↑/Bax↓),增强抗氧化酶(CAT、GPx)活性。
葡萄多酚(含白藜芦醇、花青素等)与耐力训练联合可协同激活AMPK,促进肝糖原储存和骨骼肌GLUT4表达,显著改善肥胖大鼠胰岛素敏感性和整体代谢性能。
水飞蓟素通过抑制醛糖还原酶改善糖代谢,下调SREBP-1c/FAS减少脂生成,并阻断NF-κB核转位抗炎。联合有氧运动(跑步或游泳)可协同降低leptin、TNF-α、IL-1β等炎症因子,上调PPAR-α表达促进脂肪酸氧化。添加维生素C可进一步强化抗氧化效果。
运动与天然产物的协同效应核心于AMPK/SIRT1/PPAR/NF-κB信号网络整合:
- •AMPK作为能量感应器,激活后促进ACC磷酸化(↓malonyl-CoA)解除CPT1抑制,加速线粒体脂肪酸输入;抑制SREBP-1c/FASN脂生成。
- •SIRT1依赖NAD+去乙酰化PGC-1α增强线粒体功能,并抑制NF-κB p65亚基炎症信号。
- •PPARα促进肝β-氧化,PPARγ调控脂肪储存与胰岛素敏感度。
- •NF-κB抑制通过多重机制实现:天然产物直接阻断IKKα/β激酶,运动间接通过AMPK激活降低氧化应激。
该网络协同重编程肝代谢与炎症状态,产生叠加或超叠加 hepatoprotection。
联合干预显著调节凋亡平衡:白藜芦醇+运动使Bcl-2表达上调、Bax下调;大蒜+游泳训练优化Bax/Bcl-2比率;水飞蓟素+运动降低caspase-9和Mfn2表达。自噬相关蛋白AMPKα1和DRAM在沉默蛋白与运动联合组显著升高,促进受损细胞器清除和肝再生。
- •剂量:GTE 500-1100mg/日、蜂王浆500-1000mg/次、大蒜400mg/日、白藜芦醇500-3000mg/日,疗程12-24周。
- •时机:运动前30-60分钟补充以匹配生物利用度峰值。
- •运动模式:中强度有氧(70-80% VO2max)或HIIT,每周3-5次,持续8周以上。
当前局限包括样本量小、疗程短、缺乏长期安全性数据(尤其高剂量GTE/水飞蓟素),以及动物到临床的转化挑战。未来需开展多中心RCT、探索个性化方案(基于遗传/代谢特征)、深入研究肠道-肝脏轴机制,并开发标准化提取物以确保疗效一致性。
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