三色藜麦与白藜麦对吲哚美辛诱导胃肠损伤的保护作用比较评价：基于生化指标、组织病理学及分子对接的研究

《Food Science & Nutrition》：Comparative Evaluation of White Quinoa and Tri-Color Quinoa on Indomethacin-Induced Gastrointestinal Damage

　　

非甾体抗炎药（NSAIDs），如吲哚美辛，常引起胃损伤，通常表现为溃疡形成。本研究比较了白藜麦和三色藜麦（红、黑、白品种的组合）在减轻吲哚美辛诱导雄性大鼠胃损伤中的胃保护作用。将三十六只雄性大鼠分为不同饮食组，给予藜麦补充饲料21天，随后使用吲哚美辛诱导胃损伤。评估了包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）在内的生化标志物，并采用分子对接技术研究了藜麦衍生化合物如原花青素B2（procyanidin B2）和金鸡纳素IB（cinchonain IB）与靶蛋白Atp4a、环氧合酶-2（COX-2）和核因子-κB（NF-κB）的相互作用。三色藜麦比白藜麦表现出更高的功效，使黏膜坏死减少83%，减轻氧化应激，并显著增强抗炎标志物（p < 0.05）。此外，生物活性化合物通过氢键和疏水相互作用与靶蛋白显示出强结合亲和力（?7.1至?8.9 kcal/mol）。组织学检查证实了三色藜麦组的优越保护作用，显示近乎正常的黏膜（病变评分0.4对比2.4）和极轻微的黏膜下水肿。总之，三色藜麦比白藜麦对NSAID诱导的胃损伤提供更有效的保护，这很可能归因于其增强的植物化学物质谱系和更广泛的植物源化合物范围，这些化合物共同减少炎症并保持胃黏膜完整性。

研究背景与目的

非甾体抗炎药（NSAIDs）如吲哚美辛虽广泛用于镇痛、退热和抗炎，但其最显著的副作用是引发严重的胃肠道并发症。这种毒性主要源于药物抑制环氧化酶-1（COX-1）和环氧化酶-2（COX-2）两种亚型，从而阻断具有胃保护作用的前列腺素的生物合成。此外，NSAIDs还会激活损伤性炎症通路，升高促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）的水平，加剧氧化应激、胃黏膜损伤和深度溃疡形成。传统的胃保护疗法，如质子泵抑制剂（PPIs）和H₂受体拮抗剂，虽然常用，但长期使用与营养吸收不良、感染易感性增加、慢性肾病、骨质疏松相关骨折及肠道菌群失调等风险相关。因此，迫切需要寻找更安全、天然的膳食替代品，以有效保护黏膜且安全性更佳。藜麦作为一种气候适应性强的假谷物，因其卓越且多样的植物化学物质谱系而成为有前景的抗溃疡候选物。其中，原花青素B2（procyanidin B2）和金鸡纳素IB（cinchonain IB）等特定生物活性化合物被认为具有靶向细胞保护特性。值得注意的是，有色品种（如红藜麦和黑藜麦）的总酚含量和自由基清除能力通常显著高于传统白藜麦。然而，此前尚无研究直接比较白藜麦（WQ）和三色藜麦（TCQ，由红、黑、白品种混合而成）对NSAID诱导胃损伤的保护效果。因此，本研究旨在评估并比较WQ和TCQ在吲哚美辛诱导大鼠胃损伤模型中的保护作用，并结合分子对接技术探讨藜麦关键成分与靶蛋白Atp4a（胃质子泵）、COX-2和核因子-κB（NF-κB）的相互作用。

主要技术方法

研究人员从埃及开罗的Organic Nation Market采购有机全谷物白藜麦和三色藜麦种子（产地：秘鲁；品牌：Organic Nation；批号：OQN-2024-05），将其磨粉后按40%比例替代小麦粉制作面包，再与标准基础饲料按1:3（25%面包:75%标准饲料）混合制成实验日粮。选用36只雄性Sprague Dawley大鼠，随机分为6组（每组6只），进行为期21天的饮食干预，随后对指定组别单次口服30 mg/kg吲哚美辛诱导胃损伤。研究采用比色法检测氧化应激标志物丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢酶（CAT）；采用酶联免疫吸附测定（ELISA）定量COX-2和NF-κB的表达；通过苏木精-伊红（H&E）染色进行组织病理学评估；利用AutoDock Vina软件对原花青素B2、金鸡纳素IB和山奈酚-3-O-芸香糖苷（kaempferol-3-O-rutinoside）与Atp4a、COX-2和NF-κB的人源晶体结构进行分子对接模拟。

研究结果

体重与摄食量参数：与阴性对照组（C^-）相比，阳性对照组（C⁺）最终体重、增重和日均摄食量均显著降低（p < 0.05）。白藜麦处理组（WQ⁺）和三色藜麦处理组（TCQ⁺）的增重和摄食量虽仍低于C^-组，但显著优于C⁺组（p < 0.05），表明藜麦补充可部分缓解吲哚美辛导致的生长抑制。

胃参数与氧化应激标志物：与C^-组相比，C⁺组胃重显著下降，胃液pH值急剧降低，MDA水平显著升高，GSH水平显著下降（p < 0.05）。WQ⁺和TCQ⁺组均能显著逆转这些变化（p < 0.05 vs. C⁺），其中TCQ⁺组效果更为突出，其MDA水平（0.14 nmol/g）与C^-组（0.15 nmol/g）无显著差异，GSH水平（1.30 mg/g）恢复程度最高。

炎症标志物与酶活性：C⁺组COX活性、NF-κB水平和胃蛋白酶活性均较C^-组显著升高（p < 0.05）。WQ⁺和TCQ⁺组均能显著降低这些指标（p < 0.05 vs. C⁺），TCQ⁺组降幅最大，其NF-κB水平（2.11 μg/mL）与C^-组（1.62 μg/mL）最为接近。

组织病理学评估：C^-组胃黏膜结构正常。C⁺组呈现严重黏膜损伤，包括广泛坏死、炎性浸润和黏膜下水肿。WQ⁺组损伤明显减轻。TCQ⁺组保护作用最强，黏膜近乎正常。半定量评分显示，C⁺组坏死、水肿和炎症评分分别为2.4、2.8和2.6，WQ⁺组降至1.2、1.4和1.1，而TCQ⁺组进一步降至0.4、0.6和0.5（p < 0.05 vs. C⁺）。

分子对接：原花青素B2与Atp4a结合能最强（-8.9 kcal/mol）。金鸡纳素IB与NF-κB结合能为-8.2 kcal/mol，与COX-2结合能为-7.8 kcal/mol，均优于各自共结晶配体的结合能。山奈酚-3-O-芸香糖苷与三个靶点也表现出良好结合力（-7.2至-8.1 kcal/mol）。二维和三维相互作用图谱揭示了这些化合物与靶蛋白活性位点关键氨基酸残基之间的氢键和疏水相互作用网络。

讨论与结论

研究表明，三色藜麦（TCQ）对吲哚美辛诱导的大鼠胃损伤具有显著优于白藜麦（WQ）的保护作用，表现为黏膜坏死减少83%、氧化应激减轻、抗炎标志物增强以及组织病理学评分的显著改善。这种差异化功效可能归因于TCQ中更丰富的植物化学物质，特别是来自红、黑品种的花青素和甜菜红碱，它们能更有效地中和活性氧、提升GSH水平并调节COX-2活性。分子对接结果提供了机制层面的理论支持：金鸡纳素IB与NF-κB的高亲和力结合（-8.2 kcal/mol）解释了其抗炎活性，而原花青素B2与Atp4a的强结合（-8.9 kcal/mol）则提示藜麦可能作为天然胃质子泵抑制剂发挥作用。尽管烘烤过程可能导致部分化合物降解，但已有文献表明，烘焙可破坏细胞壁释放结合态酚类物质，且关键化合物如原花青素B2和金鸡纳素IB具有较好的热稳定性，从而保留了整体抗氧化能力。研究人员在结论中指出：本研究表明白藜麦和三色藜麦提取物均对吲哚美辛诱导的大鼠胃溃疡具有显著的胃保护潜力，其中三色藜麦效果更优。分子对接分析为关键化合物与COX-2、NF-κB及Atp4a的相互作用提供了有力的理论支持。尽管驱动这些效应的确切分子通路和特定生物活性化合物仍需通过未来的经验性植物化学分析和体内研究加以验证，但研究结果表明，藜麦可作为安全、天然的膳食干预手段，用于减轻NSAID相关的胃肠道并发症。未来研究应致力于确定最佳临床剂量和治疗周期，以为NSAID使用者制定预防策略并促进长期胃肠道健康。