番茄红素通过抑制MMP-2通路及炎症反应改善肥胖诱导的心脏重构:机制与治疗潜力

《Molecular Nutrition & Food Research》:Lycopene's Role in Mitigating Obesity-Induced Cardiac Remodeling: Insights Into Inflammatory and MMP-2 Pathways

【字体: 时间:2026年01月28日 来源:Molecular Nutrition & Food Research 4.2

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  本综述系统阐述了番茄红素(Lycopene)在肥胖相关心脏重构中的保护作用及机制。文章指出,肥胖引发慢性低度炎症,激活TLR-4/NF-κB通路,促进基质金属蛋白酶-2(MMP-2)活化,导致细胞外基质(ECM)降解和心肌纤维化。研究表明,番茄红素补充能显著抑制炎症因子(如TNF-α、IL-6)、降低MMP-2活性,并提升其抑制剂TIMP-2及I型胶原表达,从而改善心脏收缩与舒张功能。该研究为肥胖性心肌病的营养干预提供了新靶点。

  
引言
肥胖作为全球性健康挑战,与心脏结构和功能异常密切相关,其特征是慢性低度炎症状态。高糖高脂(HSF)饮食可诱导实验动物出现心肌重构,其分子机制与炎症和细胞外基质稳态失衡有关。番茄红素是一种天然类胡萝卜素,具有抗氧化和抗炎特性,本研究旨在探讨其对肥胖诱导心脏重构的保护作用,重点关注其对基质金属蛋白酶-2(MMP-2)通路的影响。
实验部分
研究采用雄性Wistar大鼠,随机分为对照组(C)和高糖高脂饮食组(HSF),喂养20周诱导肥胖和心脏功能障碍。随后,HSF组进一步分为补充番茄红素(HSF+Ly)和未补充组,干预10周。番茄红素剂量为10 mg/kg/天。实验终点检测代谢参数、心脏功能、炎症因子、MMP-2活性及组织形态学变化。
营养与代谢参数
HSF饮食导致体重、体脂率、收缩压(SBP)、血糖、胰岛素和HOMA-IR指数显著升高。番茄红素补充改善了HSF组的胰岛素抵抗(HOMA-IR下降),但对体重、体脂和血压无显著影响。
心脏功能与结构
超声心动图显示,HSF饮食引起左心室收缩末期内径(LVSD)增加、射血分数(EF)降低、E/E′比值升高,提示心脏收缩和舒张功能受损。番茄红素干预后,LVSD、EF和E/E′等参数均显著改善,表明心脏重构得到缓解。
炎症反应
HSF饮食激活Toll样受体4(TLR-4)和核因子κB(NF-κB)通路,促进肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等炎症因子释放。番茄红素显著抑制TLR-4、磷酸化NF-κB(pNF-κB)表达,降低上述炎症因子水平。
MMP-2通路与细胞外基质重塑
HSF饮食组心肌中MMP-2表达和活性升高,而其抑制剂TIMP-2和I型胶原(Col I)表达下降,导致ECM降解和纤维化。番茄红素补充后,MMP-2活性受到抑制,TIMP-2和Col I表达恢复,有助于维持心肌结构完整性。
组织学分析
心肌组织染色显示,HSF组心肌间质纤维化明显,而番茄红素干预组纤维化程度减轻,心肌结构更接近正常。
讨论
番茄红素通过抗炎和抗氧化作用,抑制NF-κB通路活化,减少MMP-2介导的ECM降解,从而改善肥胖相关心脏重构。其作用机制涉及调节胰岛素敏感性、降低炎症因子水平、恢复MMP-2/TIMP-2平衡。本研究为番茄红素作为肥胖性心肌病的辅助治疗提供了实验依据。
局限与展望
本研究仅涉及雄性动物,且干预周期较短,未来需延长观察时间并纳入雌性动物,以验证番茄红素的长期疗效和性别差异。
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