综述:植物源精油在缓解氧化应激方面的健康益处:一项全面综述

【字体: 时间:2025年09月30日 来源:Cogent Food & Agriculture 2.3

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  本综述系统探讨了植物精油(EOs)通过调控Nrf2/HO-1、PI3K/AKT/GSK-3β、BDNF/TrkB等通路,靶向ROS、MDA、SOD、CAT、GSH等氧化应激标志物,在阿尔茨海默病、癌症、糖尿病等多种疾病中的抗氧化机制与应用前景,为天然抗氧化剂的开发提供重要理论依据。

  

摘要

氧化应激是活性氧(ROS)生成与机体抗氧化防御系统失衡导致的病理状态,与多种慢性疾病密切相关。植物源精油作为浓缩芳香化合物,通过清除自由基、调控抗氧化酶活性、抑制脂质过氧化等机制发挥抗氧化作用,在神经保护、抗肿瘤、代谢调节及皮肤健康等领域展现出广阔应用前景。

引言

自由基和活性氧(如O2•?、•OH、H2O2)通过攻击脂质、蛋白质和DNA引发细胞损伤。机体通过超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)等酶促系统及谷胱甘肽(GSH)、维生素E等非酶促物质维持氧化平衡。精油通过多靶点调控这一平衡系统,成为缓解氧化应激的天然策略。

材料与方法

本研究基于2013–2025年间PubMed、Google Scholar数据库中“essential oil”、“antioxidant”、“oxidative stress”等关键词检索的110篇文献,系统分析精油抗氧化机制及医学应用潜力。

药用潜力及机制

神经退行性与中枢神经系统疾病

阿尔茨海默病(AD)
1–42沉积通过激活小胶质细胞和线粒体功能障碍加剧ROS生成。香芹籽精油(含桉叶素、α-蒎烯)通过激活Nrf2/PSD95/nNOS通路改善认知功能;迷迭香精油通过抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)活性减少氧化损伤;鼠尾草精油通过提升GSH/GSSG比值和SOD、CAT活性保护PC12细胞免受H2O2损伤。
癫痫与抑郁障碍
含神经醇、桉叶素等成分的精油(如紫苏、茴香)通过调节GABA能系统和BDNF-Akt/ERK2通路抑制神经元超兴奋性。五味子精油通过Nrf2/HO-1通路逆转抑郁模型中的氧化指标异常,并调控PI3K/AKT/GSK-3β信号级联。

肿瘤性疾病

松针精油(PMEO)通过下调STAT3磷酸化诱导前列腺癌DU145细胞凋亡;乳香精油纳米粒通过ROS介导的线粒体途径选择性抑制肺癌细胞;多花青兰精油通过提升GSH含量保护K562细胞免受氧化损伤。

心血管与代谢疾病

心血管疾病
紫苏 Basil 精油通过降低血清瘦素、MDA及SREBP-1c、FAS等脂代谢关键蛋白表达,改善高胆固醇模型血管功能;柠檬精油通过上调Nrf2/HO-1通路并抑制NF-κB/COX-2炎症信号改善循环功能。
糖尿病
薰衣草精油通过恢复GPx、CAT活性及GSH水平缓解alloxan诱导的生殖系统损伤;黑籽精油通过调节GST、GR活性改善钾溴酸盐模型氧化状态;丁香精油通过抑制iNOS表达和脂质过氧化物保护STZ模型肝肾组织。
甲状腺功能亢进
萨特瓦拉精油(SKEO)通过降低MDA、提升GPx活性缓解L-甲状腺素诱导的氧化应激。

炎症与感染性疾病

牛至精油通过NADPH oxidase/ROS轴抑制TNF-α、IL-6生成;荆芥花精油通过阻断NF-κB核转位降低RAW264.7细胞中COX-2、iNOS表达;香茅醛通过MAPK/NF-κB通路抑制TPA模型耳肿胀及免疫细胞浸润。玫瑰精油在CLP脓毒症模型中通过调节MPO、GSH水平发挥肝保护作用。

皮肤疾病

脱发
紫外线B照射的毛乳头细胞中,洋甘菊、迷迭香精油通过激活Nrf2/GST/HO-1通路清除ROS,并提升血管内皮生长因子(VEGF)表达促进毛发生长。
皮肤护理
肉桂醛、α-松油醇通过抑制酪氨酸酶活性及ERK/JNK信号减少黑色素生成;维提维草精油通过降低MDA、恢复SOD/GPx活性发挥抗光老化作用。

讨论与展望

成分与活性关联
唇形科(如迷迭香、牛至)和伞形科(如芫荽)植物是抗氧化精油的主要来源。酚类化合物(百里香酚、丁香酚)、单萜(α-蒎烯、柠檬烯)及倍半萜(β-石竹烯)通过协同作用增强自由基清除能力。肉桂醛、迷迭香酸等成分通过调控炎症-氧化交叉通路实现多靶点保护。
临床转化挑战
精油活性受提取方式、剂量及性别差异影响(如艾蒿精油对雄性斑马鱼肠炎保护作用更显著)。纳米载体技术(如丁香酚纳米粒)可提升生物利用度及靶向性。需关注跨血脑屏障能力(如桉叶素通过增加caveolin-1改善屏障通透性)及与材料复合应用(如肉桂精油-大豆蛋白支架用于骨再生)。
安全性标准化
滥用可能导致过敏、皮肤刺激及生殖毒性。需建立基于活性成分(如 thymol、eugenol 含量)的质量标准及协同配方评估体系。

结论

植物精油通过多通路调控氧化应激,在神经、代谢、肿瘤及皮肤疾病中具有明确保护作用。未来需聚焦活性成分鉴定、协同机制解析及临床标准化研究,同时加强安全性评估以推动天然抗氧化剂的精准应用。
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