综述:秋葵(Abelmoschus esculentus)对糖尿病(DM)和认知功能障碍(CD)的健康益处

【字体: 时间:2025年02月15日 来源:Food Production, Processing and Nutrition 4

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  这篇综述聚焦于秋葵对糖尿病(DM)和认知功能障碍(CD)的健康益处。详细阐述了 DM 和 CD 的发病机制、两者关联,深入探讨秋葵的成分、在体内外研究中的作用及分子机制,还讨论其作为营养补充剂面临的挑战,为后续研究提供参考。

  ### 糖尿病(DM)、认知功能障碍(CD)与秋葵研究综述

研究背景


糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是一种代谢综合征,以高血糖为特征,其患病率受多种因素影响,如遗传、环境等。DM 可引发多种并发症,认知功能障碍(Cognitive Dysfunction,CD)便是其中之一。CD 是一种中枢神经系统紊乱疾病,表现为记忆、注意力等认知功能下降,与痴呆和阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)密切相关。随着全球老龄化加剧,DM 和 CD 已成为严重的公共卫生问题,寻找有效的治疗方法迫在眉睫。

目前,虽然有一些抗糖尿病药物可用于管理 DM 介导的 CD,但这些药物大多存在副作用,长期使用的安全性备受质疑。相比之下,植物药因低毒性和副作用小,受到越来越多研究关注。秋葵(Abelmoschus esculentus)作为一种常见的植物,多项研究表明其对 DM 和 CD 具有潜在的治疗作用,因此成为研究热点。

研究方法


通过在 PubMed、Google Scholar 和 Scopus 等数据库中,使用 “okra”“Abelmoschus esculentus”“diabetes mellitus”“cognitive dysfunction” 等相关关键词进行检索,筛选出 2002 - 2023 年期间发表的、以英文撰写的研究秋葵对 DM 和 CD 健康益处的文章,最终纳入 143 篇进行综述分析。

糖尿病(DM)


DM 是一种复杂的非传染性疾病,全球超 1 亿人受其影响,是五大主要死因之一。它可导致微血管和大血管并发症,增加心血管疾病、肾衰竭、失明等疾病风险。DM 主要分为 1 型糖尿病(Type 1 Diabetes,T1D)、2 型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2D)和妊娠期糖尿病(Gestational Diabetes,GD)。

T1D 多由自身免疫攻击引发,患者胰岛素分泌绝对不足。其发病与遗传因素(如 HLA、Insulin - VNTR 等基因)、环境因素(如病毒感染、饮食等)有关。T2D 则以胰岛素抵抗为主要特征,遗传、代谢和环境因素相互作用促使其发生。GD 是孕期出现的高血糖,可增加孕妇产后患 T2D 的风险。

认知功能障碍(CD)


CD 是一种复杂的病理状态,涉及记忆、注意力、学习等多种认知功能的减退,与 AD 等多种疾病相关。全球老年 CD 患者数量显著上升,给社会和家庭带来沉重负担。然而,由于对其病因、医学评估和管理缺乏了解,CD 的患病率和负担居高不下。

CD 的病因复杂多样,包括 AD、血管性痴呆、代谢紊乱、药物滥用、DM 等。其中,DM 作为重要风险因素,可使 CD 发生风险增加,严重影响患者生活质量。

DM 与 CD 的关联


近几十年来,CD 已成为临床上常见的糖尿病慢性并发症。研究表明,DM 可使 CD 风险增加两倍,影响患者学习、记忆和空间认知能力。T1D 和 T2D 通过不同机制导致 CD。

在 T1D 中,胰岛素分泌和胰岛素受体(Insulin Receptor,IR)敏感性异常激活氧化应激和炎症级联反应,导致线粒体损伤,尤其是在神经元和树突过程中。同时,多种炎症介质参与 CD 发展,如核因子 κB(Nuclear Factor Kappa - Light - Chain - Enhancer of Activated β Cells,NF - κB)、肿瘤坏死因子 α(Tumor Necrosis Factor - α,TNF - α)等。

T2D 患者因高血压、肥胖等共病增加 CD 风险。T2D 可引发 β 淀粉样蛋白(Amyloid Beta,Aβ)积累、Tau 蛋白过度磷酸化,导致神经纤维缠结形成,进而引起 CD。此外,T2D 患者胰岛素抵抗可导致大脑血流异常、氧化应激增加,损害神经元功能。

秋葵


秋葵属于锦葵科,是一种经济价值较高的食用植物,在热带和亚热带地区广泛种植。它富含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质、多糖、黄酮类和酚酸等多种营养成分和生物活性化合物,具有抗高血糖、神经保护、抗氧化等多种药理作用。

秋葵的不同部位(如豆荚、种子、叶子)营养成分和生物活性化合物含量有所差异。例如,秋葵果实中含有 α - 胡萝卜素、番茄红素、多种黄酮类化合物;种子中富含儿茶素、表儿茶素、原花青素 B1 和 B2 等。这些化合物在调节血糖、改善认知功能方面发挥重要作用。

秋葵对肠道微生物群、DM 和 CD 的影响


肠道微生物群与多种疾病密切相关,包括 T2D 和神经退行性疾病。DM 相关的肠道菌群失调可导致上皮屏障破坏、短链脂肪酸减少,引发胰岛素抵抗和全身炎症。秋葵富含多糖、果胶和多酚类化合物,可作为膳食疗法调节肠道微生物群。

研究发现,秋葵水提取物可调节 STZ 诱导的糖尿病大鼠肠道菌群,增加有益菌如伯克霍尔德菌科、克里斯滕森菌科和毛螺菌科,减少厚壁菌门,增加变形菌门。此外,秋葵果胶多糖在体外消化模拟和粪便发酵实验中,可改变肠道细菌的数量和组成,促进有益菌生长,提示其对肠道微生物群的调节作用可能有助于控制 DM。

在脑 - 肠轴方面,肠道菌群失衡与多种疾病的炎症反应有关,AD 也可能受脑 - 肠 - 微生物群轴影响。秋葵多糖可调节肠道菌群,改善 AD 小鼠的认知功能,通过增加乳酸菌数量,逆转 AD 症状。同时,秋葵多糖还可调节肠道菌群平衡,抑制氧化应激和外周炎症,提高小鼠的记忆和学习能力。

秋葵治疗 DM 和 CD 的分子机制


  1. 秋葵与 DM 的分子机制:秋葵中的多糖可显著降低 T2D 患者的高血糖、减轻低度炎症和氧化应激,改善葡萄糖耐量。其作用机制主要通过激活磷脂酰肌醇 3 - 激酶(Phosphoinositide 3 - Kinase,PI3K)/ 蛋白激酶 B(Protein Kinase B,AKT)通路,改善胰岛素信号传导,调节细胞外信号调节激酶(Extracellular Signal - Regulated Kinase,ERK)/c - Jun N - 末端激酶(c - Jun N - Terminal Kinase,JNK)/ 丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen - Activated Protein Kinase,MAPK)通路。

多糖还可调节胰岛素启动子因子 1 和 B 细胞淋巴瘤 2(B - cell lymphoma 2,Bcl - 2)的表达,降低 BCL2 相关 X 蛋白(BCL2 Associated X,Bax)的 mRNA 表达,增加 Bcl - 2/Bax 比值,保护胰岛 β 细胞免受凋亡,促进胰岛素分泌。此外,秋葵多糖还可降低活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平,增加超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH - Px)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性,减轻线粒体功能障碍。

  1. 秋葵与 CD 的分子机制:秋葵提取物及其植物化学物质(如槲皮素、芦丁)可降低 N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体(N - methyl - D - aspartate,NMDA)表达,维持海马神经元功能,减轻地塞米松诱导的小鼠学习和记忆障碍。秋葵多糖通过调节 PI3K/AKT/ 糖原合酶激酶 3β(Glycogen Synthase Kinase 3 Beta,GSK3β)信号通路,减轻认知障碍。

在 AD 样模型小鼠中,秋葵多糖可调节大脑皮质和海马中脑源性神经营养因子(Brain - Derived Neurotrophic Factor,BDNF)水平,上调环磷腺苷效应元件结合蛋白(Cyclic - AMP Response Element Binding,CREB)/ERK 和 PI3K/AKT/GSK3β 通路,改善 CD 症状。此外,秋葵还可抑制炎症反应,减少 Aβ 沉积,降低 Tau 蛋白磷酸化水平,保护海马神经元,改善认知功能。

秋葵作为营养补充剂、食品补充剂和功能性食品面临的监管挑战


随着人们对健康的重视和慢性疾病患病率的增加,营养补充剂和功能性食品市场迅速发展。秋葵不仅可作为治疗物品,还可注册为食品补充剂。然而,食品补充剂与药物在定义、剂型、剂量和功效声明等方面存在差异,容易混淆。

食品补充剂旨在通过生理和营养作用维持健康,其成分的剂量通常低于药物治疗剂量。产品的分类需综合考虑其成分、剂量、声明和呈现形式等因素。目前,欧盟营养与健康声明登记册中尚未列出秋葵,但未来可能会有所改变。开发秋葵相关的营养补充剂和功能性食品面临诸多挑战,如获取国家立法支持、确保食品公司提供支持健康声明的新产品等。

未来展望


秋葵价格低廉、易于获取,其营养补充剂配方具有潜在益处。未来研究可进一步探究秋葵不同部位的加工和功能特性,充分利用其健康益处。深入研究秋葵提取物的神经保护机制,明确其细胞信号通路,以及研究脱落酸等成分在治疗 DM 和 CD 中的作用机制。

此外,还需进一步研究秋葵多糖在肠道内的代谢过程,以及其与不同肠道菌群的相互作用,为开发更有效的秋葵相关产品提供理论依据。同时,开展更多人体临床试验,验证秋葵在治疗 T1D、T2D 和 CD 方面的安全性和有效性。

结论


改善血糖控制与预防 CD 密切相关。众多体内外研究表明,秋葵在治疗和预防 DM 和 CD 方面具有潜在健康益处,可作为预防治疗的重要组成部分。秋葵中的槲皮素、儿茶素、原花青素 B1 和 B2 等生物活性成分发挥了关键作用。然而,目前研究仍存在一些差距,将秋葵作为治疗 T1D、T2D 和 CD 的治疗剂,还需进行初步人体临床试验,以进一步验证其效果和安全性。
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