短期少量摄入精制糖对Sprague-Dawley大鼠抗氧化及炎症基因表达的调控作用

《Food Bioscience》：Short-Term Consumption of Less Refined Sugar Modulates Antioxidant and Inflammatory Gene Expression in Sprague-Dawley Rats

　　

摘要

慢性低度炎症与氧化应激密切相关，并与代谢功能障碍相关联，且可能因过量摄入精制糖而加剧。较少精炼的糖保留了来自甘蔗的多酚类化合物，这些化合物可能赋予超出蔗糖含量的生物学效应。本研究比较了较少精炼糖（LRS）与精制糖（RS）对Sprague-Dawley大鼠抗氧化防御、炎症基因表达及胰腺组织形态学的影响。四十二只雄性大鼠被随机分为七组：对照组、低剂量LRS组、中剂量LRS组、高剂量LRS组、低剂量RS组、中剂量RS组和高剂量RS组。通过口服灌胃给药两周。采用逆转录定量聚合酶链反应分析抗氧化相关基因（包括Nrf2、SOD2和HO-1）及炎症相关基因（包括NF-κB和TNF-α）的信使核糖核酸表达水平。胰腺组织采用苏木精-伊红染色，并对朗格汉斯胰岛进行形态测量分析。与RS和对照组相比，低剂量和中剂量LRS组的抗氧化相关基因表达水平升高。相反，RS组的炎症标志物表达水平较高，而LRS组的炎症基因反应较低且无统计学显著性。中剂量LRS可能有助于保持胰腺胰岛形态，包括胰岛数量、面积和周长。然而，在低剂量或中剂量下未观察到组织病理学变化。无论糖的类型如何，高剂量糖暴露均与β细胞变性相关。这些发现表明，LRS与抗氧化和抗炎相关基因表达呈剂量依赖性变化有关，可能涉及Nrf2/NF-κB通路。然而，其潜在益处仍受总糖摄入量的限制，强调了控制摄入量的必要性。

引言

慢性低度炎症是多种全身性疾病发病机制的基础要素，包括心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病（Furman等2019；Rueda-Gensini等2022）。这种炎症状态也是肥胖、癌症和生物学衰老过程的主要驱动因素，它们共同增加了发病率和死亡率的风险（Papachristoforou、Lambadiari和Maratou 2020；Taniguchi和Karin 2018）。过量摄入添加糖，特别是来自含糖饮料的糖，与氧化应激增加、炎症反应增强及代谢功能障碍相关（Jamar、Ribeiro和Pisani 2021；Satokari 2020）。在18个发达国家中，成年人总糖摄入量占能量摄入的百分比范围为13.5%至24.6%（Della Corte等2018）。此外，马来西亚人的平均每日糖摄入量较高，范围为43.7±26.2克至45.4±28.8克（Nik Shanita、Norimah和Abu Hanifah 2012；Saw等2012），主要通过饮用含糖饮料摄入（Abu Bakar等2020；Cheng和Lau 2022）。鉴于添加糖的广泛消费，寻找更健康的糖类替代品已成为一项重要的营养策略。

甘蔗（Saccharum officinarum）被广泛认为是蔗糖的主要来源，但近期的研究表明，甘蔗及其较少精炼的衍生物不仅仅是甜味剂。甘蔗产品含有多种生物活性成分，特别是酚酸、类黄酮、糖苷、矿物质及其他植物化学物质，这些成分与抗氧化、抗炎及其他健康相关特性有关。（Ali等2021；Ji等2019）。据报道，由于加工过程中去除的植物化学物质较少，较少精炼糖（LRS）和非离心甘蔗糖比精制糖（RS）含有更高水平的酚类和类黄酮化合物。（Velásquez等2019）。然而，这些生物活性化合物的含量和稳定性受品种、农艺条件、提取技术、热处理和储存条件的强烈影响，这在一定程度上解释了其报道生物学效应的变异性（Azlan、Sultana和Mahmod 2023）。这些特性使LRS成为食品配方的有趣成分，特别是在消费者对天然成分需求日益增加的情况下，食品重新配方越来越被视为提高常用产品营养价值的机会（Battacchi等2020；Cervera-Chiner等2021）。然而，这些组成优势并不必然意味着在生物学上优于RS。

活性氧（ROS）的产生与炎症通路的激活密切相关（Papachristoforou等2020），而最近的证据表明，膳食多酚通过调控氧化还原敏感信号通路，特别是核因子E2相关因子2（Nrf2）和核因子κB轻链增强子活化B细胞（NF-κB）通路，发挥抗氧化和抗炎作用，从而减少氧化应激和炎症反应（Magrone等2020；Saad等2025）。在此背景下，Nrf2/NF-κB轴提供了一个相关的生物学框架，因为Nrf2调控抗氧化防御酶，包括HO-1（Espinosa-Diez等2015）。相比之下，NF-κB控制促炎介质，如TNF-α（Behl等2022）。Nrf2与NF-κB之间的相互作用进一步表明，该通路可能有助于解释含酚类化合物的LRS与RS相比如何影响抗氧化防御与炎症反应之间的平衡（Ebrahimi等2025；Kannan、Mathews和Parimelazhagan 2025）。尽管已知多酚通过涉及Nrf2和NF-κB的通路调控氧化应激和炎症信号，但较少精炼糖中天然保留的酚类化合物是否具有与精制糖相似的生物学效应仍不清楚。因此，LRS在食品配方中的使用应由生物学证据支持，因为LRS和RS仍然都是基于蔗糖的甜味剂。

尽管LRS具有良好的生物活性，但其在调节氧化和炎症反应方面相对于RS的生物学优势仍未得到充分确立。已有若干研究调查了未精炼甘蔗产品，如jaggery、糖蜜和红糖。最近的系统性证据表明，干预研究仍然稀少，特别是那些使用分子生物标志物评估抗氧化和炎症信号通路的、针对市售LRS的研究（Ebadi和Azlan 2023）。这是首次对市场上可获得的较少精炼糖进行生物学评估，将抗氧化和炎症基因、胰腺组织形态测量以及Nrf2/NF-κB通路与不同LRS和RS剂量联系起来。本研究在正常SD大鼠短期膳食暴露后，通过评估Nrf2、SOD2、HO-1、NF-κB和TNF-α，比较了含酚类化合物的LRS与RS对抗氧化防御、炎症反应及胰腺组织形态学的影响，以确定在非疾病生理条件下，LRS是否与涉及Nrf2/NF-κB轴组分的全身性抗氧化和炎症相关基因表达变化有关。

小节片段：试验食品的准备

本研究使用的LRS和RS来自同一商业制造商，产自当地市场，并在整个实验期间于4°C保存。其理化组成，包括总酚含量、类黄酮、花青素、抗氧化能力及个别酚类化合物，此前已进行全面报告并在表3和表4中总结（Azlan等2020、2023）。

每次实验开始前，LRS和RS

LRS对体重的影响

LRS对大鼠体重的影响如图2所示。无论糖的类型如何，所有大鼠在干预后体重均有显著增加（p<0.05）。治疗前后大鼠体重之间无显著差异（p>0.05）；然而，给予中剂量（438.25±11.68克）和高剂量（474.75±33.63克）RS的大鼠体重高于LRS组，LRS组中剂量平均体重为417.80±12.59克，高剂量为416.40±13.47克，

讨论

研究表明，较少精炼的甘蔗产品具有抗氧化特性，这可能归因于其植物化学物质含量（Azlan等2022；Ebadi和Azlan 2021、2023；Meerod、Weerawatanakorn和Pansak 2019；Zidan和Azlan 2022）。本研究表明，在正常SD大鼠中，较少精炼糖（LRS），尤其是低剂量和中剂量，与精制糖（RS）相比，具有更有利的抗氧化和炎症基因表达谱。mRNA表达

局限性

本研究存在若干局限性。首先，抗氧化和炎症反应仅在转录水平进行了评估，未进行蛋白质定量或酶活性测定。其次，基因表达在血液中测量而非胰腺组织中；因此，所观察到的分子反应代表全身性而非组织特异性效应。第三，胰腺评估仅限于常规H&E染色和形态测量。尽管在低剂量或中剂量下未观察到组织病理学变化，且形态学参数未发现显著差异，但β细胞功能未进行直接评估。第四，本研究采用短期暴露（两周）模型，可能无法反映长期效应。

结论

慢性低度炎症是各种复杂非传染性疾病发展的关键因素，而过量摄入精制糖已知会加剧氧化应激和炎症反应。本研究提示，低剂量和中剂量的较少精炼糖（LRS）与SD大鼠中抗氧化防御基因Nrf2、SOD2和HO-1的mRNA表达增加有关，表明此前报道的LRS中较高的植物化学物质含量可能

未引用的参考文献

Della Corte等2018

CRediT作者贡献声明

Barakatun Nisak Mohd Yusof：方法学、监督、写作——审阅与编辑。Pike See Cheah：写作——审阅与编辑。Samarghand Ebadi：调查、形式分析、数据整理、写作——初稿。Aznina Azlan：项目管理、方法学、概念化、资金获取、写作——审阅与编辑。Ahmad Fauzi：写作——审阅与编辑、可视化。Nurina Titisari：写作——审阅与编辑、软件、验证。Norshariza Nordin：监督，

未引用的参考文献

Bakar等，2020；Corte等，2018；Yerra等，2013；Majeed和Tehreema，2024b；Majeed等，2026；Pujotomo等，2025；Rouhi等，2017。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

关于生成式人工智能和人工智能辅助技术在稿件准备过程中的声明

人工智能（AI）工具未用于数据分析、结果解释、统计分析或科学结论的生成。在本稿件修订过程中，作者使用AI改进了英语语言、语法、句法和整体可读性。所有输出均经过作者的批判性审阅、编辑和核实，作者对稿件的最终内容承担全部责任。

资金披露

本研究由授予马来西亚博特拉大学医学院与卫生科学部营养系Aznina Azlan教授的研究基金（编号：6300256-14001）资助。资金来源未参与研究设计、数据收集、数据分析、数据解释、稿件准备或投稿决定。

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致谢

本研究由授予马来西亚博特拉大学医学院与卫生科学部营养系Aznina Azlan教授的研究基金（编号：6300256-14001）资助。

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