《Nutrients》:Adipose Tissue Aging and Natural Interventions: Potential Roles of Polyphenols and Polysaccharides
Zhao-Jie Chen,
Zi-Yan Zhao,
Yi-Yi Chen,
Zhen-Chi Li and
Yong-Xian Cheng
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这篇综述聚焦脂肪组织老化(ATA)的三大标志(氧化应激、慢性低度炎症、脂代谢失调),系统阐述了两大类天然产物——多酚与多糖如何通过调节Nrf2、NF-κB、AMPK等关键信号通路,发挥抗氧化、抗炎、代谢调控等多重效应,以延缓ATA及其相关疾病(如T2DM、CVD),为开发基于天然产物的营养与治疗策略提供了新视角。
脂肪组织老化:三大核心标志与系统性影响
脂肪组织不仅是能量储存器官,更是至关重要的代谢与内分泌器官,维持着全身能量稳态和器官间通讯。随着年龄增长,它会经历显著的结构重塑与功能衰退,其特征包括脂质代谢失调、慢性低度炎症、胰岛素敏感性降低以及脂肪因子失衡。这些变化不仅损害脂肪组织的生理完整性,还促进了多种年龄相关代谢疾病的发展,如2型糖尿病、动脉粥样硬化和非酒精性脂肪肝病。其核心病理特征可归纳为以下三个相互关联的标志:
- 1.
氧化应激与线粒体功能障碍:
氧化应激是脂肪组织老化的主要驱动因素。在白色脂肪组织(WAT)中,活性氧(ROS)过量积累与抗氧化防御能力下降相关,导致DNA损伤、脂质过氧化,并抑制脂肪来源干细胞(ASCs)的成脂分化能力,引发细胞衰老。在内脏脂肪组织(VAT)中,这种效应尤为显著。在棕色脂肪组织(BAT)中,衰老则主要表现为UCP1活性和线粒体呼吸功能下降,导致ROS生成过多,形成线粒体功能障碍与ROS积累的恶性循环,加速BAT“白色化”。
- 2.
慢性炎症:
慢性低度炎症,或称“炎性衰老”,是脂肪组织老化的另一个定义性特征,并且在WAT与BAT之间存在明显的异质性。在WAT(尤其是VAT)中,衰老导致衰老细胞的积累,它们通过衰老相关分泌表型(SASP)分泌TNF-α、IL-6等促炎细胞因子,激活NF-κB等通路,驱动巨噬细胞向促炎的M1表型极化,形成持续的炎性微环境。在BAT中,炎症更与UCP1功能受损、线粒体功能障碍和免疫细胞重塑相关。这些变化共同加剧了局部组织功能障碍和胰岛素抵抗。
- 3.
脂质代谢失调与脂肪因子分泌失调:
脂肪组织衰老还表现为脂质代谢的显著紊乱。在WAT中,衰老导致脂解受损、脂肪酸动员和氧化减少,造成脂质滞留和异位沉积。同时,脂肪因子分泌谱发生改变,如脂联素水平显著下降,而瘦素分泌失调。在BAT中,功能障碍主要表现为UCP1介导的产热性脂解减弱,以及FGF21等关键“Batokine”的分泌减少。这些内分泌改变,加上脂肪库的重新分布(如VAT扩张、BAT白色化),共同导致了全身性的脂毒性和年龄相关的代谢综合征。
天然干预的明星:多酚与多糖
面对脂肪组织老化的挑战,当前基于药物、热量限制等的干预策略存在局限性。近年来,多酚和多糖等天然产物因其来源广泛、生物安全性高及多靶点调节能力,成为抗衰老研究的热点。
多酚的调控作用:
多酚类化合物(如槲皮素、白藜芦醇、表没食子儿茶素没食子酸酯等)在延缓脂肪组织衰老方面展现出多方面的潜力。
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缓解氧化应激:多酚不仅可直接清除ROS,更能通过激活Keap1–Nrf2通路和SIRT1信号轴,上调SOD、HO-1等内源性抗氧化酶的表达,从而系统性增强细胞的氧化应激抵抗能力。
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抑制慢性炎症:多酚通过其酚羟基,干扰NF-κB、MAPK等关键炎症信号通路的激活,下调TNF-α、IL-6等促炎因子的表达,从而缓解脂肪组织的炎性衰老。
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调节脂质代谢与促进“棕色化”:多酚能通过激活AMPK等通路,抑制PPARγ、C/EBPα等成脂关键转录因子的活性,从而抑制脂肪生成。同时,它们还能激活β3-肾上腺素能受体–PKA–AMPK–PGC-1α轴,上调UCP1表达,促进白色脂肪向米色/棕色脂肪转化,增强能量消耗。
多糖的调控作用:
天然多糖(如灵芝多糖、枸杞多糖、褐藻糖胶等)则凭借其独特的大分子结构和免疫调节活性发挥作用。
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缓解氧化应激:多糖可通过其空间构象直接清除自由基,或通过螯合金属离子抑制芬顿反应。更重要的是,它们也能激活Keap1–Nrf2/HO-1通路,增强内源性抗氧化防御。
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抑制慢性炎症:多糖通过与Toll样受体(TLR)等模式识别受体相互作用,调节免疫-脂肪细胞串扰,影响巨噬细胞极化(如抑制M1型、促进M2型),重塑脂肪免疫微环境,从而抑制炎症。
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调节脂质代谢:多糖能在转录水平上下调PPARγ、SREBP-1c等脂生成关键调节因子,同时激活AMPK通路,促进ACC磷酸化,增强线粒体脂肪酸β-氧化,从而改善脂质代谢紊乱。
协同机制与未来展望
尽管多酚和多糖在分子结构和细胞作用方式上差异显著,但它们在调节脂肪组织衰老方面,共同汇聚于几个关键的分子靶点与通路:Keap1–Nrf2抗氧化轴、NF-κB炎症通路以及AMPK代谢中枢。这种机制的趋同性提示,两者联用可能产生互补或协同效应。例如,多酚激活的AMPK/SIRT1/Nrf2轴可为多糖介导的免疫调节提供代谢和转录支持;而多糖通过调节肠道菌群和肠屏障完整性,可能提高多酚的稳定性和生物利用度。
然而,将天然产物转化为临床适用的干预措施仍面临挑战。多酚存在生物利用度低、代谢快的问题;多糖则存在结构复杂、批次间差异大、靶向递送效率不高等瓶颈。未来的研究需要优化制剂策略、开发脂肪组织靶向的递送系统,并开展设计严谨的临床试验进行验证。整合多组学技术和系统药理学方法,阐明其协同作用的网络机制,将为开发基于天然产物的、精准对抗脂肪组织老化的营养与治疗策略奠定坚实基础。