研究进展 | 天然产物的抗疲劳机制探讨
研究进展 | 天然产物的抗疲劳机制探讨
随着现代生活节奏的加快和工作压力的增大，疲劳已成为一个普遍存在的健康问题。天然产物以其独特的生物活性和安全性，在抗疲劳领域展现出巨大的潜力。本文综述了近期关于花鲈肽、刺五加叶、扇贝雄性性腺粉和艾叶多糖等天然产物抗疲劳作用及其机制的研究进展，为相关领域的研究者和企业提供有价值的参考。
天然产物是指动物、植物提取物或昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，有着对人体多种的健康功效，如抗氧化、抗疲劳、降血压等。疲劳是当今世界社会普遍存在的健康问题，寻找抗疲劳的功能性物质似乎是缓解疲劳相关问题的保证，从天然产物方面分析抗疲劳的作用机制，有利于天然产物深加工开发与利用，也可为功能食品、保健食品的原料选择提供新的视角。
花鲈抗疲劳肽的体内外抗疲劳作用及其机制研究
研究背景与目的
疲劳是当今世界社会普遍存在的健康问题。酶解花鲈肽（LPH）富含谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）和疏水性氨基酸，具有较强的抗氧化活性。然而，LPH的其他生物学功能尚待报道。本研究通过小鼠疲劳模型研究LPH的抗疲劳作用，并通过体内实验进一步阐明其抗疲劳作用机制。
研究方法与结果
研究发现，LPH具有较强的体外抗氧化活性和稳定性。LPH可显著延长小鼠的游泳时间，降低血清中的抗氧化酶、血糖和Na+-K+-ATP酶的水平，降低血清中的疲劳标志物（LA、BUN、CK和MDA）。组织病理学检查显示，LPH能有效改善疲劳引起的组织损伤。LPH上调Nrf2和AMPK的基因和蛋白表达，提示其在Keap1/Nrf2和AMPK/SIRT1/PGC-1α/NRF1信号通路中起调节作用。此外，研究还表明，LPH可以调节疲劳相关肠道菌群（丁酸单胞菌、螺杆菌、单球菌和Turicibacter）的丰度和平衡。
结论
本研究考察了LPH的抗氧化和抗疲劳作用，LPH在体外表现出良好的稳定性，并进一步证实其在暴露于胃肠道条件下不会降解。研究了抗氧化活性和抗疲劳功能之间的密切关系，GSH作为阳性对照，由于其众所周知的抗氧化特性。结果表明，GSH和LPH均表现出体内抗氧化活性和抗疲劳作用，高剂量的LPH表现出与GSH相当甚至上级的效果。LPH能延长小鼠力竭游泳时间，并能降低LA、BUN和MDA水平（P＜0.05），且呈剂量依赖性。LPH显著提高了肝脏和肌肉中CAT、SOD、GSH-Px和Na+-K+-ATPase的活性，并显著提高了糖原含量（P＜0.05）。此外，LPH对运动引起的肝脏、腓肠肌和结肠损伤具有保护作用。从机制上讲，LPH的抗疲劳作用与其调节Keap1/Nrf2和AMPK/SIRT1/PGC-1α/NRF1信号通路有关。此外，肠道微生物群（丁酸单胞菌属、螺杆菌属、单核菌属和Turicibacter）组成的变化被发现与疲劳有关，LPH被证明有助于在疲劳期间维持肠道微生物群平衡。总的来说，这些研究结果表明，来自鲈鱼的LPH作为具有抗疲劳益处的功能性食品具有显着的潜力。鉴定LPH中介导该效应的结构基序，现在应该遵循以帮助设计更强的类似物，并通过计算机对接软件进行辅助。
刺五加叶抗疲劳机制的代谢组学和微生物组学分析
研究背景与目的
据报道，刺五加叶广泛用作蔬菜和茶食用，有助于治疗神经系统疾病。目前，它们的抗疲劳作用仍有待确定。在这项研究中，分析了刺五加叶提取物的成分，并在细胞水平上证实了它们的抗氧化和抗炎特性。
研究方法与结果
在跑步机上进行力竭跑步的小鼠中，补充刺五加叶提取物可通过逆转运动引起的5-HT升高、代谢废物积累、器官损伤和葡萄糖代谢相关基因表达来增强运动表现并缓解疲劳。微生物组和代谢组学分析的集体发现表明，刺五加叶提取物可增加α-多样性，调节微生物组成，并逆转运动介导的碳水化合物、肌酸、氨基酸和三甲胺代谢的破坏。
结论
研究结果证实了刺五加叶提取物的体外抗炎和抗氧化特性以及体内抗疲劳能力。刺五加叶提取物的抗疲劳特性与氧化应激、炎症、代谢废物蓄积、神经递质异常、器官损伤和糖代谢紊乱的减轻有关。多基因组数据进一步揭示，刺五加叶提取物介导微生物多样性和组成的调节以及受损的碳水化合物、肌酸、氨基酸和TMA代谢的恢复。本研究为刺五加叶作为抗疲劳剂的应用提供了实验依据，拓展了其作为功能性食品的应用。
扇贝雄性性腺粉减轻氧化应激和调节炎症细胞因子的抗疲劳作用
研究背景与目的
扇贝雄性性腺（SMG）是扇贝内收肌加工过程中扇贝的主要可食用副产品。本研究旨在探讨SMG粉剂的抗疲劳作用及其机制。
研究方法与结果
研究发现，SMG粉剂在50至200 mg/kg/d范围内表现出明显的抗疲劳作用，并呈剂量依赖性，表现为力竭游泳时间增加40%～80%，葡萄糖、肝糖原、肝糖原增加10%～90%。和肌糖原含量与Con-S组相比。此外，SMG粉末可以在剧烈剧烈运动后保持肌肉组织的有序排列。此外，与Con-S组相比，SMG粉减轻了氧化应激，表现为肌肉组织中NAD/NADH下调，肌肉组织中ATP含量增加0.2倍，血清中SOD含量增加0.2倍。此外，随着SMG粉末用量的增加，血尿素氮（BUN）降低14%～22%，这表明蛋白质和氨基酸分解得到缓解。SMG治疗组中血乳酸（BLA）积累量下降10%～12%，与血清中LDH水平下降11%～20%相当。此外，与剂量为200 mg/kg/d的Con-S组相比，SMG粉剂使炎症细胞因子IL-1β和IL-6分别下调35%和46%。SMG可以很好地调控抗疲劳相关信号通路PI3K/AKT、NF-κB和NRF2/HO-1，这可能与高抗氧化相关氨基酸含量（25.76%）和支链氨基酸含量有关（14.61%）在SMG中，表明饮食管理可以提高运动耐量。
结论
在这项工作中，SMG粉末显著延长力竭游泳时间，并以剂量依赖性方式增加肝脏和肌肉中的葡萄糖含量和糖原水平，显示出相当大的抗疲劳作用。SMG粉末可以有效地防止运动性疲劳引起的肌肉损伤和结构损伤。此外，SMG粉末可以改变抗氧化应激、炎症和能量代谢，如肌肉组织和血清中与疲劳相关的代表性生化标志物所反映的。SMG通过调节PI3K/AKT和NF-κB信号通路以及抗氧化剂相关的NRF 2/HO-1信号通路发挥抗疲劳作用。SMG有效的抗疲劳活性可能与其丰富的抗氧化相关氨基酸和支链氨基酸含量密切相关。因此，SMG粉末可用作缓解运动疲劳的食品补充剂。
艾叶多糖：环保超声辅助提取和抗疲劳活性
研究背景与目的
通过超声辅助提取（UAE）制备叶多糖（AALPs），并评估其抗疲劳活性。采用响应面法（RSM）优化提取，得到以下最佳提取条件：超声处理功率为300 W，提取温度为51 °C，液固比为20 mL/g，超声处理时间为47 min。上述最佳条件下的最大提取率为10.49%。与热水提取（HWE）相比，UAE具有更高的产量以及AALP的总糖、糖醛酸和硫酸盐含量。同时，与通过HWE制备的AALP（AALP-H）相比，通过UAE制备的AALP（AALP-U）由于其更小的粒径和更高的zeta电位绝对值而表现出更高的稳定性。此外，AALP-U表现出比AALP-H更强的抗氧化活性。
研究方法与结果
在小鼠强迫游泳试验中，AALP-U可显著延长游泳时间，且呈剂量依赖性效应，提高肝糖原和肌糖原水平，改善其他生化指标，在功能食品中显示出巨大的应用潜力。
结论
以AAL为原料，通过UAE法制备多糖。采用响应面法对提取工艺进行优化。最大提取率为10.49%，与理论预测值一致，证实了模型的可靠性。AALP-U比AALP-H具有更高的稳定性和更强的抗氧化活性，因此被选择用于抗疲劳活性试验。与阳性对照组相比，各剂量AALP-U均能显著延长小鼠力竭游泳时间，增加糖原储备，改善生化指标。综上所述，AALP-U具有良好的抗疲劳活性，在食品和医药领域具有良好的应用前景。