综述:植物源生物活性成分对铁代谢的影响机制及转化意义

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:Cogent Food & Agriculture 2.3

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  这篇综述系统阐述了植物活性成分(如姜黄素、儿茶素等)通过调控铁调素(hepcidin)、铁转运蛋白(FPN)、二价金属转运体(DMT1)等关键靶点,在铁代谢稳态中的分子机制与潜在治疗价值,为铁相关疾病(缺铁性贫血、血色病)提供了天然干预策略。

  

铁作为氧运输和线粒体能量生产的核心元素,其代谢平衡依赖于肠道吸收、细胞储存和循环再利用的精密调控。植物源性生物活性成分凭借其独特的化学特性,正成为干预铁代谢紊乱的新兴研究方向。

铁代谢调控网络的关键角色

铁调素(hepcidin)作为肝脏分泌的"铁代谢总开关",通过降解铁转运蛋白(FPN)抑制铁释放;二价金属转运体(DMT1)和转铁蛋白受体(TfR)则分别介导肠道铁吸收和细胞铁摄取。这些靶点构成铁稳态的三大支柱,其失调将导致缺铁性贫血或遗传性血色病等疾病。

植物活性成分的多靶点作用

姜黄素通过下调hepcidin表达促进铁动员,同时上调FPN增强铁外排;表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)则通过螯合Fe2+抑制DMT1介导的铁吸收。值得注意的是,槲皮素在低浓度时促进铁吸收,而高浓度时通过激活铁蛋白(ferritin)合成促进铁储存,呈现典型的"剂量-效应"双相调节。

抗氧化与螯合的双重机制

白藜芦醇和橄榄苦苷(oleuropein)通过清除活性氧(ROS)保护铁硫簇蛋白,而单宁酸则直接与Fe3+形成稳定复合物。特别有趣的是,萝卜硫素(sulforaphane)通过Nrf2通路同时上调铁蛋白和谷胱甘肽合成酶,实现"抗氧化-铁存储"协同调控。

转化医学的潜在应用

针对β-地中海贫血患者的临床试验显示,阿魏酸联合去铁胺可显著降低肝脏铁浓度(p<0.01)。计算机模拟预测芹菜素(apigenin)与FPN的His507残基存在氢键相互作用,这为设计新型铁调节剂提供了结构基础。

未来研究需重点关注植物成分在铁代谢中的"时空特异性"效应,以及不同成分组合的协同作用机制。通过系统解析"成分-靶点-通路"网络,有望开发出精准调控铁稳态的植物衍生疗法。

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