姜黄和姜黄素的抗氧化作用：临床前及临床证据综述

《Food Bioscience》：Antioxidant Effects of Curcuma longa and Curcumin: A Review of Preclinical and Clinical Evidence

　　摘要：这篇叙述性综述评估了姜黄（Curcuma longa，即姜黄）和姜黄素（curcumin，Cur）在临床前和临床文献（2010—2025年）中的抗氧化特性。通过检索PubMed、Web of Science和Google Scholar，使用“C. longa”“Cur”“氧化应激”“抗氧化防御”和“炎症”等关键词，限定于实验性研究、临床研究、系统综述和荟萃分析，进行了全面的文献检索。体外研究结果表明，姜黄和姜黄素能清除活性氧（ROS），调节核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，并在神经退行性疾病、心血管疾病和代谢性疾病的模型中支持线粒体功能。动物实验显示其能减少脂质过氧化，上调超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶，并对肝脏、肾脏和代谢毒性具有保护作用——尽管这些仅是机制性指标，而非疾病改善的证据。临床证据有限且不一致。一些随机对照试验报告了在肝功能酶学指标、血流动力学、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病、关节炎和心血管风险方面的功能改善。然而，同类试验显示对抗氧化标志物无影响或影响不显著，揭示了临床前前景与临床转化之间的差距。主要局限性包括样本量小、制剂和剂量异质性、研究周期短，以及姜黄素口服生物利用度差，这限制了全身暴露并使剂量-反应关系解释复杂化。增强生物利用度的策略——如纳米颗粒、脂质体和胡椒碱联合给药——显示出初步前景，但仍需验证。需要足够效能、设计严谨且使用标准化制剂的试验来确定最佳剂量、长期安全性以及姜黄和姜黄素在人类疾病中的治疗作用。

引言

氧化应激（OS）是一种由活性氧（ROS）过度产生和/或抗氧化防御机制受损导致的氧化还原失衡状态。虽然ROS在生理条件下是必需的信号分子，但其过度产生参与了许多慢性疾病的发病机制。氧化应激水平的升高可改变脂质、DNA和蛋白质，导致细胞炎症和程序性细胞死亡（Wang Wenjun和Kang 2020）。由促氧化和抗氧化分子组成的细胞氧化还原系统在许多重要细胞过程中至关重要。这些系统的任何干扰都可能导致抗氧化物质与促氧化物质之间的分子失衡，从而引起氧化应激。长期氧化应激可能表现为许多难治性疾病的临床表现，包括癌症、神经退行性感染、心血管疾病以及糖尿病等代谢性疾病（Aramouni等，2023）。在日常饮食中，抗氧化剂通过清除自由基来防止氧化性细胞损伤（Akter等，2019）。

据报道，多种植物来源化合物具有显著的抗氧化活性，而姜黄是其中研究最广泛的例子之一。姜黄是源自印度西南部的姜科（Zingiberaceae）草本植物，其根茎可制成亮黄色香料，具有多种药用价值（Omosa, Midiwo和Kuete 2017）。如今它被认为是世界上最受欢迎的药用草本、香料和功能性补充剂之一（Hsu, Ho和Pan 2023）。姜黄由69.4%碳水化合物、6.3%蛋白质、5.1%脂肪、3.5%矿物质和13.1%水分组成（Memarzia A.等，2022）。其化学成分包括酚类化合物（二芳基庚烷类（姜黄素类）、二芳基戊烷类、苯丙烯类）、萜类（单萜、倍半萜、二萜和三萜）、脂肪酸（亚油酸、8,11-十八碳二烯酸甲酯、油酸和硬脂酸）、甾体类（β-谷甾醇、豆甾醇和羟基洋地黄毒苷）以及其他多种化学成分（Shakeri, Roshan和Boskabady 2020）。姜黄素（Cur）、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素被归类为姜黄素类化合物，是赋予姜黄生物效应的最重要化学成分（Gomes等，2021；Shah等，2022；Shahrajabian和Sun 2024）。

在本综述中，“纯化姜黄素”一词指分离的二阿魏酰甲烷化合物（纯度≥95%），而“姜黄素类混合物”指含有姜黄素（约77%）、去甲氧基姜黄素（约17%）和双去甲氧基姜黄素（约3–6%）的商业制剂。“姜黄提取物”指全根茎或部分标准化的根茎提取物，保留了如姜黄酮等非姜黄素类成分，具体依原始来源所用制剂而定（Dosoky和Setzer 2018；Priyadarsini 2014）。

由于姜黄素具有抗氧化、抗炎（Ghasemi等，2023；Gomes等，2021；Memarzia A.等，2022；Patel等，2020；Shahrajabian和Sun 2024；Shakeri, Soukhtanloo和Boskabady 2017；Siriviriyakul等，2019；Vaughn, Branum和Sivamani 2016；Yallapu等，2015）和抗凋亡特性（Patel等，2020；Siriviriyakul等，2019），其被认为在多种病理状态中发挥调节作用，如心血管疾病（CVD）、癌症、炎症性疾病、阿尔茨海默病（AD）、神经系统疾病等（Patel等，2020；Yallapu等，2015）。双去甲氧基姜黄素具有抗氧化、抗癌和抗转移特性（Shahrajabian和Sun 2024）。去甲氧基姜黄素作为该植物的另一主要成分，显示出抗炎、抗增殖和抗癌特性，提示其可能与阿尔茨海默病相关，但临床转化仍有待确定（Shahrajabian和Sun 2024）。尽管如此，其水溶性受限和生物利用度差阻碍了其在各种病理条件中的广泛应用。克服这些局限性的创新方法包括设计和配制具有改善药代动力学和药效学特性的各种类似物（Joshi等，2023）。

临床前数据表明，姜黄素可能通过直接与ROS相互作用和上调抗氧化蛋白表达发挥双重抗氧化功能。首先，由于其酚基团，姜黄素能中和ROS和活性氮（RNS）。这种能力可能是姜黄素处理保护心脏成纤维细胞（CFs）免受H2O2引起的氧化损伤的途径之一。其次，姜黄素被发现通过影响上游调控基因如kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）、核因子E2相关因子2（Nrf2）和抗氧化反应元件（ARE）来刺激多种抗氧化蛋白的表达（Abdelsamia等，2019）。

然而，Keap1-Nrf2/ARE通路激活的证据强度在不同实验模型中差异显著。通过Western blot定量检测核Nrf2易位、Keap1解离或ARE结合试验直接观察通路激活，主要是在体外和动物研究中报道的。相比之下，许多研究通过下游II相抗氧化酶（HO-1、NQO-1、GSH）的增加间接推断Nrf2激活，而未确认上游信号事件。这一区别在推断至人类临床情境时至关重要，因为这种分子验证在人类中很少可行。

根据姜黄及其成分姜黄素的抗氧化效应，以及由此预防氧化应激从而预防多种慢性疾病和代谢紊乱的作用，本综述基于实验和临床证据更新了关于姜黄及其成分抗氧化效应的知识（图1和图2）。

章节片段

文献检索

在三个电子数据库——PubMed（通过MEDLINE）、Web of Science（核心合集）和Google Scholar——中进行了全面文献检索，以确定关于姜黄和姜黄素在多种疾病类别（包括癌症、心血管、内分泌和代谢、胃肠和肝脏、神经、呼吸、泌尿生殖和自身免疫性疾病）中抗氧化效应的同行评审研究。

检索策略

对数据库进行了检索，覆盖从开始至2025年发表的文献。

慢性氧化性疾病中的体外和体内研究

姜黄的乙醇和水提取物在DPPH试验中显示出自由基清除活性，为独立于分离姜黄素的抗氧化作用提供了初步支持，即通过直接清除ROS。因此，该植物显示出降低总自由基负担并减轻下游蛋白质和脂质氧化的效果（Nurrulhidayah等，2020）。在临床前啮齿动物模型中，姜黄根茎提取物可减少组织中脂质过氧化产物如MDA，并增强SOD（超氧化物歧化酶）活性。

所报告效应的异质性

所回顾研究的发现差异反映了研究设计中的一些异质性，这妨碍了研究间的直接比较。确定了六个主要的异质性来源。第一，疾病模型从健康志愿者到NAFLD、MetS、CKD、PCOS、COPD和癌症患者，每种具有不同的基线氧化应激负担。第二，提取物成分和制剂差异显著，从粗姜黄粉和标准化姜黄素类混合物到不同制剂。

姜黄素的吸收与代谢

姜黄的主要生物活性多酚——姜黄素，因其抗炎、抗氧化和化学预防特性而被广泛研究。然而，其临床口服应用的生物利用度受限于低水溶性、在生理pH下的化学不稳定性、快速的肠道和肝脏代谢以及有效的全身消除（Hewlings S. J.和Kalman 2017；Prasad, Tyagi和Aggarwal 2014）。口服摄入后，姜黄素表现出显著的低生物利用度。

临床前与临床研究之间的剂量差异

所回顾动物研究的一个重要局限性是所用剂量与可直接转化至人类的剂量之间存在显著差异。本综述纳入的大多数动物研究给予姜黄素的剂量范围为100至200 mg/kg体重。这些剂量显著高于人类临床试验中使用的典型补充剂量（500–2,000 mg/天），如本文前面讨论的人体研究所报告（Kunnumakkara等，2017）。

方法学考量

虽然DPPH和FRAP等体外化学试验为姜黄提取物和姜黄素的自由基清除能力提供了有价值的初步证据，但这些测量具有必须承认的内在局限性。此类试验在受控、无细胞条件下评估抗氧化活性，未考虑关键的体内因素，包括生物利用度、代谢转化、组织分布以及生物抗氧化防御系统的复杂相互作用。

人体安全性与耐受性

姜黄及其主要生物活性成分姜黄素的安全性已在多项人体试验中评估，通常显示在500 mg至12 g/天的剂量范围内具有良好的耐受性。Hajleh和Al-Dujaili（2022）的一项随机、安慰剂对照试验报告，健康志愿者接受500 mg/天的姜黄浓缩物（8粒胶囊）共八天，未出现不良事件，同时血流动力学参数和尿液抗氧化指标有所改善。

药物-姜黄素相互作用

姜黄素与传统药物之间发生药代动力学和药效学相互作用可能性的临床相关性值得考虑，特别是鉴于人们对姜黄素与传统药物联合使用的兴趣日益增加，包括在某些常规疾病管理中。姜黄素是细胞色素P450（CYP）酶的已知调节剂，体外和动物研究提示其对CYP3A4、CYP1A2和CYP2C9同工酶具有抑制作用，这些酶负责多种药物的代谢。

研究空白与未来方向

尽管有前景的临床前和新出现的临床证据，但要确定姜黄素在慢性疾病管理中的治疗作用，仍需要解决几个关键研究空白。当前研究使用了多种姜黄提取物和姜黄素制剂，其姜黄素类含量各异，使得直接比较困难。建立标准化、化学成分明确的制剂对于可重复性和监管批准至关重要。口服生物利用度差仍是主要限制因素。

文献选择过程的局限性

这是一篇叙述性综述，而非系统综述。对纳入研究未进行正式的风险偏倚评估。因此，本文呈现的定性综合可能受选择偏倚（在研究选择方面）和报告偏倚（由于发表阳性结果的倾向）的影响。本综述讨论的证据等级不应被视为等同于系统综述或荟萃分析。

结论

由于文献选择过程的局限性（如局限性部分所承认），本叙述性综述的发现应谨慎解读。姜黄和姜黄素在临床前模型中显示出抗氧化和抗炎活性。一些临床试验报告了氧化、代谢、血管或治疗相关症状指标的变化，但证据是异质的，尚未确立其在心血管疾病、代谢疾病中的充分获益。

CRediT作者贡献声明

Sajad Dadras：写作——初稿，方法学。Fatemeh Ziraki：写作——初稿，方法学，调查。Niloofar Nikpour：写作——初稿，方法学，调查。Motahareh Nasrpour Navaei：写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学，调查。Sima Beigoli：写作——审阅与编辑，写作——初稿，软件，项目管理，方法学。Hisham Alsalmi：写作——初稿，调查。Mohammad Hoseein未引用参考文献
Aggarwal et al., 2014; Belcaro et al., 2014; Boroumand et al., 2018; Cengiz et al., 2022; Dall'Acqua et al., 2016; Fan et al., 2017; Hewlings and Kalman, 2017b; Hsu et al., 2023; Klotz et al., 2023; Li et al., 2025; Li et al., 2018; Liu et al., 2013; Liu et al., 2017; Liu et al., 2021; Mokhtari et al., 2021; Omosa et al., 2017; Prasad et al., 2014; Richeldi et al., 2017; Shakeri et al., 2020; Shakeri et al., 2017; Shojaei-Zarghani et al., 2022; Singh et al., 2022; Singh et al., 2021; Vaughn et
作者声明
作者声明他们没有利益冲突。
资助来源
无
利益冲突声明
? 作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文报告的工作。
致谢
本文摘自Hisham Alsalmi博士的论文，题为“姜黄和姜黄素的抗氧化作用：临床前和临床证据综述”，该论文在应用生物医学研究中心完成。作者特此感谢马什哈德医科大学研究部对提案号“4040411”的支持和批准。
Motahareh Nasrpour Navaei|Sima Beigoli|Fatemeh Ziraki|Niloofar Nikpour|Sajad Dadras|Hisham Alsalmi|Mohammad Hossein Boskabady