灵芝菌丝体提取物在代谢综合征大鼠模型中的系统性代谢调控与抗氧化作用研究:一项针对碳水化合物代谢和肝组织氧化应激的多效性评估

《Biomedicine & Pharmacotherapy》:Therapeutic potential of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum in metabolic syndrome: Antioxidant, hypoglycemic, and hepatoprotective activities

【字体: 时间:2026年02月22日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 7.5

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  针对代谢综合征管理中合成药物副作用大、成本高的局限,本文推荐了研究人员在果糖诱导的大鼠代谢综合征模型中,对药用真菌Ganoderma lucidum菌丝体提取物的综合效应研究。研究发现,该提取物通过抑制α-淀粉酶和α-葡糖苷酶活性,显著改善糖耐量,降低糖化终产物标志物(如血清果糖胺),并有效降低血尿酸水平。同时,研究显示G. lucidum可降低丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)等肝脏损伤标志物活性,并提升超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等抗氧化酶活性,减少硫代巴比妥酸反应物(TBARS)及蛋白质氧化修饰产物。结果表明,灵芝菌丝体提取物具有显著的降糖、保肝及抗氧化多效性,通过同时调控代谢和氧化应激通路,为代谢综合征及相关肝病(如MASLD)的治疗提供了极具前景的天然干预策略。

  
在当今社会,随着生活方式的剧变,一种名为代谢综合征(Metabolic Syndrome, MetS)的健康“隐形杀手”正在全球悄然蔓延。它并非单一的疾病,而是一系列代谢紊乱的集合体,包括高血压、致动脉粥样硬化性血脂异常(高甘油三酯、低高密度脂蛋白胆固醇)以及胰岛素抵抗导致的葡萄糖稳态受损。这些因素像滚雪球一样,共同推高了患心血管疾病和2型糖尿病(T2DM)的风险。更棘手的是,由肥胖和胰岛素抵抗驱动的肝内脂肪过度堆积,即代谢功能障碍相关的脂肪性肝病(Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD,原名非酒精性脂肪性肝病),既是MetS的结果,也是其恶化的关键驱动因素。在这一复杂的病理网络中,过度的活性氧(ROS)产生和抗氧化防御不足所导致的氧化应激(Oxidative Stress, OS)扮演着核心角色,它贯穿于从胰岛素抵抗、肝损伤到慢性炎症的整个链条。
面对这一严峻的健康挑战,传统药物治疗虽有效却常伴有副作用和高昂成本,这促使科研人员将目光投向了天然药物宝库。药用真菌灵芝(Ganoderma lucidum)因其悠久的药用历史和多样的生物活性成分备受关注。此前的研究多聚焦于其单一的抗糖尿病或抗氧化特性,但对于它在代谢综合征这一复杂综合征背景下,能否同时、系统性地纠正多个关键致病环节——特别是如何联动改善全身碳水化合物代谢和减轻肝脏这一核心代谢器官的氧化损伤——尚缺乏深入探索。这正是Tetiana Petryn、Mariia Nagalievska、Grzegorz Chrzanowski、Solomon Wasser和Nataliia Sybirna等研究人员开展此项研究的初衷。他们的研究成果发表在《Biomedicine 》上,旨在揭示灵芝菌丝体提取物在改善果糖诱导的大鼠MetS模型中血糖、肝功能及氧化应激方面的综合潜力。
为了系统评估灵芝菌丝体的作用,研究人员主要运用了以下几项关键技术:首先,他们建立了经典的果糖诱导Wistar大鼠代谢综合征模型,并通过特定生化指标确认模型成功。其次,利用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)技术对菌丝体水提取物进行了精细的植物化学成分分析,鉴定并定量了其中的主要活性物质。在体内功效评估方面,研究团队进行了口服葡萄糖和淀粉耐量测试,通过计算血糖曲线下面积(AUCglu)来综合评价碳水化合物的代谢状况;同时测定了反映长期血糖控制的血清果糖胺水平,以及作为OS标志物的血尿酸浓度。为评估肝脏功能状态,他们检测了血液中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和γ-谷氨酰转移酶(GGT)的活性。在氧化应激评估层面,不仅测量了肝组织中关键抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,还通过测定硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和蛋白质氧化修饰产物来量化脂质过氧化和蛋白质损伤的程度。此外,研究还通过体外实验测定了灵芝提取物对α-淀粉酶和α-葡糖苷酶这两种关键消化酶的半数抑制浓度(IC50),以探究其潜在的降糖机制。
3.1. 灵芝的降血糖效应
研究人员首先分析了提取物的化学成分,发现其主要活性成分是没食子酸二己糖苷,以及没食子酸、鞣花酸和多种黄酮类化合物(如芦丁、槲皮素、木犀草素等)。在功能验证上,口服葡萄糖和淀粉耐量试验显示,MetS大鼠的血糖峰值出现延迟且曲线下面积显著增大,表明存在胰岛素抵抗和糖代谢障碍。而给予灵芝菌丝体提取物干预后,血糖曲线下面积显著减少,糖耐量得到明显改善。更为重要的是,作为反映过去2-3周平均血糖水平的标志物——血清果糖胺的浓度在MetS组中升高了一倍多,而灵芝干预使其恢复了正常水平。体外实验进一步揭示,该提取物能以剂量依赖的方式抑制α-淀粉酶和α-葡糖苷酶的活性,其IC50值分别为21.78 mg/mL和22.60 mg/mL,虽然弱于阳性对照药阿卡波糖,但证实了其通过延缓碳水化合物消化吸收来降低餐后血糖的潜力。此外,研究还发现MetS大鼠的血尿酸水平显著升高,这可能是果糖代谢加剧和胰岛素抵抗共同作用的结果。灵芝处理使血尿酸浓度降低了20.5%,这与其改善胰岛素敏感性和潜在的抗氧化特性(可能间接抑制黄嘌呤氧化酶活性)有关。
3.2. 灵芝的保肝效应
肝脏是代谢的核心器官,脂肪堆积和氧化应激会直接损伤肝细胞。研究数据显示,MetS模型组大鼠的肝脏损伤标志物——ALT、AST和GGT的活性分别升高了37.4%、54.4%和24.4%。经过灵芝提取物干预后,这些酶活性分别显著降低了43.0%、16.3%和14.3%,表明灵芝能有效减轻由脂毒性(脂肪过度堆积引起的细胞毒性)和氧化应激引发的肝细胞损伤,具有明确的保肝作用。
3.3. 灵芝的抗氧化效应
氧化应激是MetS及其相关肝损伤的核心病理机制之一。研究发现,MetS大鼠肝脏中的内源性抗氧化防御系统严重受损:关键抗氧化酶SOD、CAT和GPx的活性分别下降了21.69%、30.62%和20.89%。相应地,脂质过氧化的终产物TBARS含量飙升了220.99%,蛋白质氧化修饰产物(中性和碱性)也分别增加了175.65%和74.68%。这些数据清晰地描绘出MetS状态下肝脏正遭受强烈的氧化攻击。令人鼓舞的是,灵芝提取物的补充显著扭转了这一局面。它不仅将三种抗氧化酶的活性分别提升了22.4%、36.2%和19.2%,更使TBARS含量降低了54.05%,蛋白质氧化损伤产物也显著减少。这种强大的抗氧化能力被认为主要归功于提取物中丰富的多酚类(如没食子酸)和黄酮类物质,它们可以直接清除自由基;同时,灵芝多糖等大分子成分也通过协同作用贡献了抗氧化活性。
综上所述,本研究通过严谨的动物实验和生化分析,系统论证了灵芝菌丝体水提取物在对抗代谢综合征方面的多重益处。其核心结论在于,该提取物能够同时、有效地干预代谢综合征的两个关键病理环节:系统性的碳水化合物代谢紊乱和肝脏局部的氧化应激损伤。具体而言,它通过抑制消化酶活性、可能调节肠道糖转运蛋白、改善胰岛素敏感性等多重机制发挥抗高血糖作用;通过激活如腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)等信号通路调节脂质代谢,减轻肝细胞脂毒性,从而发挥保肝效应;凭借其富含的多酚和多糖成分,直接清除自由基并增强机体内源性抗氧化防御体系。
这项研究的创新之处在于,它首次在代谢综合征的整合模型框架下,揭示了灵芝菌丝体提取物对血糖稳态、肝脏功能及氧化应激标志物的协同改善作用。这不仅为灵芝的传统药用价值提供了现代科学证据,更重要的是,为开发针对代谢综合征及其并发症(如MASLD)的多靶点、天然、安全的预防与治疗策略指明了新的方向。尽管本研究受限于仅使用雄性大鼠模型,未来研究需纳入雌性个体以验证其普适性,但现有数据已充分表明,灵芝作为一种具有悠久应用历史的药用真菌,在应对现代文明病——代谢综合征方面,展现出了巨大的潜力和广阔的应用前景。
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