Ju?ara Berry(学名:Euterpe edulis Martius)作为天然抗氧化剂来源:其对大鼠体内生化指标及氧化应激标志物的调节作用

《ACS Nutrition Science》:Ju?ara Berry (Euterpe edulis Martius) As a Natural Source of Antioxidants: Modulation of Biochemical and Oxidative Stress Markers in Rats

【字体: 时间:2026年05月10日 来源:ACS Nutrition Science

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  高分辨率图片下载 MS PowerPoint 幻灯片 Ju?ara(Euterpe edulis)是一种来自大西洋森林的棕榈树物种,含有多种具有抗氧化活性的植物化学物质,这可能与潜在的健康促进效果有关。本研究调查了 ju?ara 果肉对大鼠的生化指标、氧化应激以及骨骼和身体参数

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Ju?ara(Euterpe edulis)是一种来自大西洋森林的棕榈树物种,含有多种具有抗氧化活性的植物化学物质,这可能与潜在的健康促进效果有关。本研究调查了 ju?ara 果肉对大鼠的生化指标、氧化应激以及骨骼和身体参数的影响。40 只雄性 Wistar 大鼠接受了 30 天的处理,并被分为四组:对照组和 ju?ara 50 mg/kg/天、100 mg/kg/天以及 200 mg/kg/天组。由于其高酚类化合物含量,这种果肉在体外表现出强烈的抗氧化活性。在体内实验中,补充 ju?ara 果肉增强了全身抗氧化防御能力,增加了过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和硫醇的含量,同时减少了蛋白质羰基化、FOX 和肝脏 TBARS 指标,特别是在 100–200 mg/kg 的剂量下效果更为显著。生化分析表明,血糖、ALT、AST、尿素、肌酐和尿酸水平降低,表明其具有肝脏保护和肾脏保护的作用。在 100 mg/kg 剂量下,骨骼的放射密度也有所提高。未观察到对生长、体成分或细胞因子的不良影响,这支持了 ju?ara 作为功能性食品成分或营养品的潜力。

1. 引言

非传染性疾病(NCDs)的发病率正在惊人地增长,2021 年有 75% 的死亡与这些疾病相关。2021 年,这些疾病导致至少 4300 万人死亡,其中 1800 万人年龄在 70 岁左右,而这些过早死亡中的 82% 发生在低收入和中等收入国家。此外,2021 年所有因 NCDs 导致的过早死亡中有 80% 是由心血管疾病(1900 万例死亡)、癌症(1000 万例)和糖尿病(超过 200 万例,包括由糖尿病引起的肾脏疾病)引起的。此外,全球记录了 1.78 亿例新的骨折病例,自 1990 年以来增加了 30%以上,这归因于人口增长和人口老龄化。(1,2)

NCDs 被认为是进展缓慢的疾病,临床症状通常在造成实质性损伤后才出现。这种损伤经常受到与氧化还原失衡相关的生化变化的影响,可能与炎症有关。长期暴露于氧化过程会导致细胞内和血浆水平的变化,从而增加自由基的产生,并可能对细胞结构造成严重损害,包括涉及脂质、蛋白质和 DNA 的分子损伤。这些变化会引发亚临床状态,导致促炎细胞因子的增加、血管内皮和肝脏功能的变化、动脉粥样硬化病变、高血压、高血糖和胰岛素抵抗、脂肪组织功能障碍以及肿瘤细胞的增殖。(3)

鉴于氧化应激和炎症在 NCDs 发展中的核心作用,能够调节这些机制的策略具有很高的相关性。其中,饮食干预被认为是一种有前景且易行的方法。在这种情况下,鼓励水果摄入至关重要,因为水果富含纤维、维生素、矿物质、抗氧化剂和其他生物活性化合物。富含抗氧化剂、多酚、黄酮类和花青素的水果因其潜在的抗氧化和抗炎作用而受到越来越多的关注。(3)

在这种情况下,巴西作为一个生物多样性丰富的国家脱颖而出,特别是其本地水果物种具有潜在的健康益处。这些水果分布于六大主要生物群落中,即亚马逊雨林、塞拉多草原、卡廷加灌木丛、大西洋森林、潘塔纳尔湿地和潘帕草原。在大西洋森林生物群落中,它占据了全国领土的大约 15%,主要分布在巴西东南部。这里生长着许多可食用的水果物种,其中许多在功能特性和健康促进方面的研究仍不充分。(4)

在大西洋森林的本地物种中,Euterpe edulis(ju?ara 或大西洋森林 a?a)尤为引人注目。这是一种棕榈树,结出的果实与 Euterpe oleracea Martius 和 Euterpe precatoria Martius 的果实相似,传统上用于制作 a?a 果肉或 a?aí 基制品。Ju?ara 属于棕榈科(Arecaceae)和 Euterpe 属,结出小而圆的、不需要成熟过程的亚球形核果,外果皮薄而光滑,成熟时颜色从绿色变为深紫色。这些浆果通常重约 1 克,直径为 1 至 1.5 厘米,果肉多汁且非常薄。(5) 此外,ju?ara 的果实成熟期与 Euterpe oleracea 不同,在 a?a 非季节性时期可以提供补充选择,有助于饮食多样化,并减少对单一商业主导物种(单一栽培)的依赖。这种多样性还有助于增强对气候变化影响的抵御能力,并通过促进新食品产品的开发来促进本地水果的经济和可持续利用。(6,7)

Ju?ara 被认为是一种巴西特有的浆果,因为它水分含量高,紫色色素浓郁,含有大量的植物化学物质、维生素(维生素 A、C 和 E)、矿物质(钙、磷、钾、镁和锌)和纤维。Ju?ara 的成分中脂质也很突出,尤其是单不饱和脂肪酸,其中油酸是主要的脂质。这种果实特别富含花青素,尤其是氰苷-3-葡萄糖苷(109–1358 mg/100 g)和氰苷-3- Rutinoside(87.1–1565 mg/100 g),此外还有类胡萝卜素、多酚、黄酮类和酚酸等化合物,这些化合物通常具有抗氧化潜力。(5,8)

与 Euterpe oleracea 的果实相比,据报道 ju?ara 果实含有更高水平的维生素 C、总多酚、酚类化合物、花青素和抗氧化活性,进一步凸显了其作为富含营养和生物活性成分的本地物种的重要性。(9) 尽管关于 ju?ara 果肉健康效应的数据仍有限,但现有研究的结果令人鼓舞。先前的研究表明,Euterpe edulis 果肉可能具有抗氧化活性,能够调节炎症反应,并减轻高脂饮食动物的氧化过程。(10?16) 然而,很少有研究在健康生理条件下评估其安全性或剂量依赖性反应,也没有太多研究使用 DXA、肾生物标志物或骨骼相关参数来探讨其对体成分的影响。

因此,本研究调查了三种不同剂量的冻干 a?a ju?ara 果肉对健康大鼠体成分、骨骼参数、生化标志物、炎症标志物、血清和肝脏中的抗氧化防御及氧化应激的影响,为将其作为促进健康和预防慢性疾病的功能性食品成分提供了新的见解。

2. 材料与方法

2.1. 化学品和试剂

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)、2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS)、2,4,6-tripyridyl-s-triazine (TPTZ)、荧光素、2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH)、没食子酸、Folin–Ciocalteu 苯酚试剂、碳酸钠 (Na2CO3)、硫酸亚铁 (FeSO4)、Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid)、5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB, Ellman’s 试剂)、2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH)、过氧化氢 (H2O2)、肾上腺素、磷酸二氢钾 (KH2PO4)、磷酸氢二钾 (K2HPO4) 和 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) 来自 Sigma-Aldrich (美国密苏里州圣路易斯)。蛋白质浓度使用 BCA Protein Assay Kit (Pierce, Thermo Fisher Scientific, 美国马萨诸塞州沃尔瑟姆) 测定。生化分析试剂盒购自 BioClin (巴西贝洛奥里藏特)。大鼠白细胞介素 (IL)-4 和 IL-1β 的 ELISA 试剂盒来自 R&D Systems (美国明尼苏达州明尼阿波利斯)。

2.2. 果实样本

a?aí ju?ara (Euterpe edulis Martius) 果肉(冷冻并经过巴氏杀菌处理)由里约热内卢军事工程研究所提供。材料来自同一生产批次,保质期一致,包装在标识明确的塑料容器中,并使用干冰在控温条件下运输到弗鲁米嫩塞联邦大学 (UFF) 的食品分析实验室。到达后,样本保持原包装并在 ?20 °C 下储存,然后进行冻干处理。a?aí ju?ara 的冷冻果肉经过 72 小时的冻干处理,每 670 毫升果肉的产量为 89 克。脱水后,冻干材料转移到聚丙烯管(falcon 管)中,避光保存在 ?20 °C 直到进一步分析。

2.3. 冻干 a?aí ju?ara 果肉的体外抗氧化活性和总酚含量评估

2.3.1. DPPH 自由基清除试验

样品与含有自由基 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 的甲醇溶液(浓度为 2.4 mg%)共孵育 225 μL。通过在室温下孵育 30 分钟后测量 515 nm 处的吸光度来评估 DPPH 自由基的清除活性。Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid) 作为标准品,抗氧化活性表示为 μmol Trolox 当量 (TE)/g 样品。(17)

2.3.2. Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) 抗氧化能力测定

FRAP 方法用于评估总体抗氧化能力,将样品加入 265 μL 的 FRAP 试剂中,其中包含醋酸缓冲液(0.3 M, pH 3.6)、10 mM TPTZ 和 20 mM 氯化铁。微孔板在 37 °C 下孵育 30 分钟后,在 595 nm 处记录吸光度。使用硫酸亚铁 (FeSO4) 溶液建立标准曲线,结果表示为 μmol FeSO4/g 样品。(18)

2.3.3. ABTS+ 自由基清除法

制备 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) 自由基阳离子(7 mM),并在室温下避光反应 16 小时后进行分析。将 ABTS 溶液用乙醇稀释至 734 nm 处的吸光度为 0.70 ± 0.02。将样品与 280 μL 的稀释 ABTS 溶液混合,6 分钟后测量吸光度。使用 Trolox 标准品,抗自由基能力表示为 μmol TE/g 样品。(19)

2.3.4. 氧自由基吸收能力测定 (ORAC)

准备磷酸盐缓冲盐水 (PBS, pH 7.4)、荧光素、Trolox 标准品和 2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) 溶液进行 ORAC 测定。制备了从 2.5 到 20 μg/mL 的八种浓度的 Trolox 校准溶液。空白和对照组使用磷酸盐缓冲盐水 (PBS)。样品提取物和 Trolox 标准品以不同浓度添加到微孔板中。随后向每个孔中加入 120 μL 的荧光素溶液,然后加入 60 μL 的 AAPH,除了对照组孔。使用 96 孔微孔板读数器在 485/520 nm 处监测荧光动力学。抗氧化能力表示为 μmol TE/g 样品,计算时考虑曲线下面积。(20,21)

2.3.5. 总酚含量 (Folin–Ciocalteu 测定)

该方法用于测定样品的总酚含量。将样品加入 150 μL 的 10% Folin–Ciocalteu 试剂中。反应进行 5 分钟后,再加入 120 μL 的 4% 碳酸钠溶液。使用没食子酸建立标准曲线。在 750 nm 处使用分光光度计读取吸光度,结果以 mg 核桃酸当量 (GAE)/g 样品表示。(22)

2.4. 伦理批准

所有涉及动物的实验程序均获得了 UFF 动物使用伦理委员会的批准(协议号 1645110921),并遵循巴西国家动物实验控制委员会的指南进行。

2.5. 动物和实验设计

实验在 UFF 的 Emília de Jesus Ferreiro 营养学院的实验营养实验室进行。动物饲养条件和一般管理实践与 Almeida 等人之前报道的相似。(23) 实验设计包括 40 只健康的 90 天龄雄性 Wistar 大鼠(Rattus norvegicus 物种,白化变种),来自 UFF 的实验动物中心。实验期间,动物在受控的环境条件下饲养,包括温度 (23 ± 2 °C)、相对湿度 (60 ± 10%) 和 12 小时时光/黑暗周期。在整个实验期间,动物可以自由进食商业饲料 (Nuvilab) 和水,并每天通过灌胃接受 saline 溶液或相应剂量的 ju?ara 果肉。动物随机分配到四组:对照组 (C),动物通过灌胃接受 saline 溶液 (n = 10);a?a ju?ara 50 mg/kg 组 (50AJU),动物每天按体重补充 50 mg 的冻干 ju?ara 果肉 (n = 10);a?a ju?ara 100 mg/kg 组 (100AJU),动物每天按体重补充 100 mg 的冻干 ju?ara 果肉 (n = 10);a?a ju?ara 200 mg/kg 组 (200AJU),动物每天按体重补充 200 mg 的冻干 ju?ara 果肉 (n = 10)。对照组动物接受 1.5 mL 的 saline 溶液,而果肉样品使用分析天平 (Bosch S2000) 根据每只动物的体重称量,并按剂量分装到微管中用于每日灌胃。此外,果浆被重新悬浮在1.5毫升的矿泉水中,并使用涡流混合器进行均质化。这些量的ju?ara补充剂是根据先前的研究确定的。(24,25) 人类等效剂量(HED)是根据Reagan-Shaw等人提出的公式计算的:(26) HED (mg/kg) = 动物剂量 (mg/kg) × (动物Km/人类Km)。考虑到大鼠的Km因素为6,人类的Km因素为37,因此50、100和200 mg/kg/天的剂量分别相当于人类的约8.1、16.2和32.4 mg/kg/天。对于一个60公斤的成年人来说,这些值分别相当于每天约486、973和1946毫克的冻干ju?ara果浆。

2.6. 体重、身体成分和食物摄入量
体重每周记录两次,总是在相同的时间使用数字电子秤(Filizola)进行测量。当动物达到90天和120天大时,通过双能X射线吸收测定法(DXA)评估身体成分。在该过程中,动物通过腹腔注射盐酸赛拉嗪(10 mg/kg)与氯胺酮(90 mg/kg)联合麻醉。测量是在UFF的营养与功能评估实验室使用LUNAR iDXA密度计(型号200368;GE Lunar,威斯康星州,美国)进行的,该仪器配备了专门为小型动物设计的软件(Encore 2008,版本12.20;GE Healthcare)。分析的变量包括脂肪质量(g)、瘦质量(g)和体脂百分比(%),以及骨骼参数,如骨矿物质含量(g)、骨矿物质密度(g/cm2)和骨面积(cm2)。(23)

在整个实验期间,每周通过称量提供的饲料和剩余的饲料来评估食物摄入量,使用数字秤(Filizola MF-3,巴西)。每日食物消耗量计算为提供饲料量与笼内剩余饲料量之间的差值。(23) 饲养效率系数根据以下公式计算:[(最终体重 – 初始体重) / 该期间摄入的食物总量 (g)]。(27) 每卡路里消耗的体重增加量计算如下:[(最终体重 – 初始体重) / 总热量摄入 (kcal 摄入)]。(27)

2.7. 线性长度、脂肪指数、体重指数和Lee指数
在120天大时,通过测量鼻尖到肛门的距离来评估线性长度,结果以厘米(cm)表示。(23) 脂肪指数根据Nascimento的公式计算。(28) 体重指数和Lee指数是根据Novelli的公式确定的。(29)

2.8. 安乐死、血液和组织收集
在补充剂方案完成后进行安乐死。动物经过12小时的禁食期,随后通过腹腔注射盐酸赛拉嗪(10 mg/kg)与氯胺酮(90 mg/kg)联合麻醉,以便通过心脏穿刺采集血液并进行随后的组织收割。血液被转移到不含抗凝剂的真空采血管中,并在3500转/分钟和4°C下离心15分钟以获得血清。血清样本被转移到微量管中并储存于-80°C,等待进一步分析。(23) 蛋白质含量使用Pierce BCA蛋白测定试剂盒(Thermo Fisher Scientific)确定。收集了肝脏、胰腺、右肾上腺、左肾上腺、白色脂肪组织和棕色脂肪组织的样本,迅速在液氮中冷冻,并储存于-80°C。冷冻的肝脏(-80°C)被称重(200 mg)并切成小块。使用KH2PO4(0.1 M)和K2HPO4(0.25 M)制备磷酸钾缓冲液,用HCl调节至pH 7.4,并加入EDTA。组织在Turrax中以1:10(w/v)的比例与磷酸钾缓冲液混合进行匀浆。匀浆液在4°C下以10,000g的速度离心10分钟,然后收集上清液,转移到微量管中并储存于-80°C,等待进一步分析。蛋白质含量使用Pierce BCA蛋白测定试剂盒(Thermo Fisher Scientific)确定。

2.9. 相对组织重量和内脏脂肪质量测定
使用分析天平(Bosch S2000)测量肝脏、胰腺、右肾上腺、左肾上腺以及棕色脂肪组织、腹膜后组织、肠系膜周围组织和附睾周围组织的重量。胰腺、肝脏、右肾上腺和左肾上腺白色脂肪组织以及棕色脂肪组织的重量通过以下公式转换为体重:[(组织重量 (g) / 体重 (g)) × 100]。内脏脂肪质量是各个脂肪组织部分的总和,按每100克体重的比例表示。(23)

2.10. 血清生化和胰岛素分析
使用手持式血糖仪(Accu-Chek Advantage)从尾静脉样本中测定空腹血糖,结果以mg/dL表示。(23) 激素测量通过放射免疫测定法使用商业试剂盒进行,以评估血清胰岛素浓度(ImmuChemTM 125I,包被管;ICN Biomedical Inc.,俄亥俄州奥罗拉),结果以ng/mL表示。胰岛素抵抗通过将空腹胰岛素(μIU/mL)乘以空腹葡萄糖(mmol/L)来估计。(30) 血细胞比容(%)、白蛋白(g/dL)、总蛋白质(g/dL)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)(U/L)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)(U/L)、碱性磷酸酶(U/L)、尿素(mg/dL)、肌酐(mg/dL)、尿酸(mg/dL)、总胆红素(mg/dL)、直接胆红素(mg/dL)、总胆固醇(mg/dL)、甘油三酯(mg/dL)、高密度脂蛋白(HDL)(mg/dL)、钙(mg/dL)和镁(mg/dL)使用自动化分光光度计(BioClin BS-120 Chemistry Analyzer)中的比色法进行量化,使用BioClin的商业试剂盒和每种参数的特定波长读数。此外,低密度脂蛋白(LDL)水平(mg/dL)使用Friedewald公式估算,(31) 极低密度脂蛋白(VLDL)水平(mg/dL)根据Norbet的公式计算,(32) Castelli指数I和II根据Castelli的公式计算。(33)

2.11. 血清和肝脏中的抗氧化能力和氧化应激
2.11.1. 抗氧化能力
DPPH自由基清除方法按照Brand-Williams等人、(34) Janaszewska和Bartosz、(34) Chrzczanowicz等人,(35) 以及Magalh?es等人的方案进行调整。(36) 结果以mM DPPH/mg蛋白质在血清中表示,以及以%抑制率在肝脏中表示。FRAP测定遵循Benzie和Strain的方法(37) 和Thaipong等人的方法(38),抗氧化能力值以μM硫酸亚铁/mg蛋白质表示。ORAC测定按照Prior等人的方法(39) 和Zulueta等人的方法(40)进行,激发波长为485 nm,发射波长为520 nm。ORAC值是从荧光衰减曲线下面积得出的,以μM Trolox当量/mL血清表示。

2.11.2. 脂质过氧化
使用Wolff等人、(41) Hermes-Lima等人,(42) 和Gay和Gebicki描述的方案,通过铁氧化-二甲酚橙(FOX)测定法测定脂质过氧化物。(43) 结果以μM/L表示。硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)根据Buege和Aust,(44) Feldman,(45) 和Margonis等人的方法进行量化,数据以nmol/mL在血清中和nmol/mg蛋白质在肝脏中表示。

2.11.3. 抗氧化酶
硫醇使用Ellman试剂(DTNB)(47)进行量化,数值以nmol DTNB还原/mg蛋白质表示。过氧化氢酶(CAT)活性通过跟踪过氧化氢的分解速率来确定(48),并以U/mg蛋白质表示。超氧化物歧化酶(SOD)活性通过抑制肾上腺素自氧化来评估,该方法改编自Bannister和Calabrese描述的方法(49),数值以U/mg蛋白质表示。

2.11.4. 蛋白质损伤
根据Mesquita等人的方法(50),使用2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生物在碱性介质中进行蛋白质羰基的量化。结果以nmol/mg蛋白质表示。

2.12. 血清中的炎症细胞因子
细胞因子测定使用夹心固相ELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay)进行,使用的商业试剂盒包括R&D Systems的Rat IL-4 DuoSet ELISA和Rat IL-1 beta/IL-1F2 DuoSet ELISA。结果以pg/mL表示。

2.13. 骨骼分析
2.13.1. 股骨测量
每个股骨样本的测量包括质量(g)(使用Edutec STR 224数字秤测量)、骨干宽度(mm)以及大转子与外上髁之间的距离和长度(mm)(在骨干的中点测量),这些测量在UFF实验营养实验室使用MTX数字万能卡尺进行,精度为0.01 mm,测量范围达到150 mm。(51)

2.13.2. 股骨成分评估
使用LUNAR iDXA密度计(型号200368;GE Lunar,威斯康星州,美国)通过DXA方法分析骨矿物质含量(g)、骨矿物质密度(g/cm2)和骨面积(cm2),该密度计配备了专门为小型动物评估设计的软件(Encore 2008,版本12.20;GE Healthcare),在UFF的营养评估实验室进行。(51,52)

2.13.3. 股骨放射密度评估
使用位于UFF安东尼奥佩德罗大学医院的Brilliance 64扫描仪(Philips)通过计算机断层扫描(CT)评估股骨的放射密度。样品经过过夜解冻后,单独放置在扫描仪平台的水平表面上进行图像采集。沿轴向获取厚度为1 mm的骨切片图像。骨图像使用与计算机断层扫描仪兼容的特定软件(Philips DICOM Viewer,通过tool-elipse测量)进行分析,以确定放射密度结果。平均放射密度从三个独立测量值中计算得出,以Hounsfield单位(HU)表示。(51)

2.13.4. 股骨强度评估
在弗鲁米嫩塞联邦大学恢复性生物材料分析实验室,使用Universal Testing Machine(EMIC,DL 2000)进行3点弯曲试验来评估股骨的生物力学参数。样品经过过夜解冻后,将其放置在设备的两个圆柱形支撑物(直径3 mm,半径21.70 mm)上。测试涉及在骨干中段(内侧部分)以恒定速度(0.5 mm/min)施加200 kgf的垂直载荷,直到结构失效。随后获得断裂力(N)、最大力(N)、最大应力(MPa)和弹性模量(MPa)的数据,以全面评估材料的抗性。(53)

2.14. 统计分析
结果以平均值±标准差表示。统计分析使用GraphPad Prism(版本9.0.0 (121),GraphPad Software,圣地亚哥,CA,美国)进行。群体比较通过单因素方差分析(ANOVA)进行,随后进行Tukey的多重比较检验。差异在p < 0.05时被认为是统计学上显著的。

3. 结果和讨论
3.1. 冻干ju?ara果浆的抗氧化活性和酚类含量
冻干ju?ara果浆表现出强烈的抗氧化能力,特别是使用ABTS和DPPH方法评估时,这与样本中总酚类含量的升高(398.60 ± 8.54 mg GAE/g)一致,如表1所示。这些结果超过了Silva等人(54)之前描述的水提取物的值(ABTS:16.53 μmol TE/g;DPPH:99.65 μmol TE/g),尽管他们的FRAP值(755.08 μmol硫酸亚铁/g)更高。与其他巴西浆果相比,ju?ara果浆在DPPH方法下的抗氧化能力较低,而在ABTS方法下表现出更强的活性。(55)
表1. 从ju?ara果浆中获得的水提取物的抗氧化活性和总酚类含量
ABTS (μmol TE/g) DPPH (μmol TE/g) FRAP (μmol FeSO4/g) ORAC (μmol TE/g) 总酚类含量 (mg/GAE)
ju?ara果浆(水提取物) 1498.00 ± 5.00 1168.36 ± 11.83 206.22 ± 13.44 230.20 ± 26.77 398.60 ± 8.54
图例:ABTS(2,2′-偶氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸方法);DPPH(2,2-二苯基-1-吡啶基肼自由基清除活性);FRAP(2,2′-偶氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)方法;FeSO4(硫酸亚铁当量);GAE(没食子酸当量);ORAC(氧自由基吸收能力);TE(Trolox当量)。数据以平均值±标准差表示。
其他研究也报告了较低的FRAP值(10.06–76.00 μmol Trolox/g)、DPPH(15.44 μmol Trolox/g)和ORAC(6.77 μmol Trolox/g),(56,57),证实了本研究中观察到的高活性。Bicudo等人(58)发现DPPH活性随成熟度变化(655.89–745.32 μmol Trolox/g),而ORAC值(1088.10–2071.55 μmol Trolox/g)超过了本研究的结果。ju?ara果浆中升高的酚类含量可能解释了其高抗氧化活性。我们的结果与Silva等人(54)(311.37 mg GAE/g)相当,但高于Inada等人(57)(0.075 mg GAE/g)和Bicudo等人(58)(49.09–81.69 mg GAE/g)的结果。此外,ju?ara的酚类含量高于其他巴西浆果,如a?aí、jabuticaba、jambol?o和草莓。(55,57,59)冻干过程可能有助于保留和浓缩酚类化合物,正如其他水果中所报告的那样,(60),同时在复水后保持了抗氧化特性。(61) 不同研究之间的差异可能源于遗传因素、栽培条件、成熟阶段和采后处理。(62,63)虽然体外测定在预测生物活性方面有限,但它们对于表征食品成分很有价值。(64) 本研究发现表明,ju?ara果浆可能是一种富含抗氧化剂的果实,具有开发功能性食品的潜力,并且适合未来在健康促进策略中的应用研究。然而,尽管人们认识到富含抗氧化剂的饮食具有诸多益处,但补充抗氧化剂的做法仍存在争议,尤其是在其有效性和安全性方面。(65)3.2. 身体参数、身体组成、器官重量和内脏脂肪质量实验表明,与对照组相比,补充ju?ara果肉的各组动物的鼻肛长度有所增加(分别增加了3.5%、3.8%和4.9%;p < 0.05),详见表2。表2. 冻干ju?ara果肉对对照组和补充组体重、身体参数及饮食摄入的影响。

**表2. 冻干ju?ara果肉对对照组和补充组体重、身体参数及饮食摄入的影响**
| 组别 | 初始体重(克) | 最终体重(克) | 体重增加(克) | 食物摄入量(克/天) | 喂养效率系数 | 每卡路里体重增加 | 鼻肛长度(厘米) |
|-----------|-----------|-----------|----------|-------------|------------|-------------|
| C | 352.40 ± 37.74 | 364.50 ± 25.61 | 11.50 ± 7.93 | 10.45 ± 1.52 | 0.0175 ± 0.0120 | 25.10 ± 0.74 |
| 50AJU | 366.10 ± 40.42 | 361.70 ± 21.72 | 18.56 ± 8.51 | 11.64 ± 2.00 | 0.0245 ± 0.0112 | 26.00 ± 0.57 |
| 100AJU | 357.90 ± 22.29 | 384.60 ± 27.92 | 13.56 ± 7.30 | 11.04 ± 1.74 | 0.0198 ± 0.0106 | 26.10 ± 0.52 |
| 200AJU | 364.50 ± 25.61 | 376.20 ± 27.92 | 11.70 ± 7.11 | 11.04 ± 1.74 | 0.0168 ± 0.0102 | 26.40 ± 0.52 |

**注:**
a 表示组间无统计学显著差异;b 表示相对于C组有统计学差异;c 表示相对于50AJU组有统计学差异;d 表示相对于100AJU组有统计学差异;e 表示相对于200AJU组有统计学差异。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey事后多重比较测试,p < 0.05视为统计学显著。数据以平均值±标准差表示。

200AJU组的Lee指数低于对照组(?3.6%,p < 0.05)。另一方面,各组在体重、体重增加、体重指数、脂肪指数、每卡路里体重增加或食物摄入量方面没有观察到差异(p > 0.05,表2)。同样,通过DXA在90天和120天评估的身体组成和骨骼参数也没有组间差异(p > 0.05,表S1)。此外,各组之间的组织重量和内脏脂肪质量也没有差异(p > 0.05,表3)。

**表3. 冻干ju?ara果肉对对照组和补充组组织重量和内脏脂肪质量的影响**
| 组别 | 肝脏(100克/体重)| 胰腺(100克/体重) | 右肾上腺(100克/体重) | 左肾上腺(100克/体重) | 腹膜后组织(100克/体重) | 肾脏(100克/体重) |
|-----------|...........|...........|...........|...........|...........|
| C | 2.844 ± 0.147 | 0.505 ± 0.079 | 0.0064 ± 0.0023 | 0.0084 ± 0.0018 | 1.050 ± 0.449 |
| 50AJU | 2.800 ± 0.198 | 0.505 ± 0.079 | 0.0071 ± 0.0013 | 0.0080 ± 0.0007 | 1.050 ± 0.449 |
| 100AJU | 2.920 ± 0.147 | 0.552 ± 0.111 | 0.0077 ± 0.0017 | 0.0080 ± 0.0007 | 1.284 ± 0.506 |
| 200AJU | 2.760 ± 0.142 | 0.552 ± 0.111 | 0.0077 ± 0.0017 | 0.0083 ± 0.0009 | 1.252 ± 0.479 |

**注:**
a 表示组间无统计学显著差异;b 表示相对于C组有统计学差异;c 表示相对于50AJU组有统计学差异;d 表示相对于100AJU组有统计学差异;e 表示相对于200AJU组有统计学差异。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey事后多重比较测试,p < 0.05视为统计学显著。数据以平均值±标准差表示。

即使在高剂量下,补充ju?ara似乎也是安全的,且未对健康动物的身体组成、体重增加或器官的绝对重量产生不良影响。Freitas等人(11)、Santamarina等人(12)和Oyama等人(10)也观察到了类似的结果,涉及体重增加或器官的绝对重量。相比之下,在肥胖模型中使用ju?ara的研究显示了更明显的效应,包括体重减轻和能量消耗增加(10,16),这表明其功能性特性在其他条件下可能更为显著。

3.3. 生化评估和骨骼参数在健康动物模型中的生化结果表明,所有组观察到的数值均在类似生物环境条件下饲养的Wistar大鼠的参考范围内,这些数值符合预期的血糖、血脂谱、肝脏和肾脏指标的生理区间(66?68)。这表明本研究中的动物在代谢上是健康的,所发现的差异是与摄入富含抗氧化剂的食物相关的生理变化,而非纠正了异常状态。由于不同机构之间的饮食、处理方式、年龄、环境条件和分析程序的差异,这些参考区间仅供参考,并不能替代内部实验控制。在摄入富含抗氧化剂的健康/营养良好的大鼠中也观察到了类似的模式,这支持了富含抗氧化剂的饮食对促进健康和减少慢性疾病风险的相关性的解释(23,30)。

3.3.1. 血糖谱200AJU组的血糖水平显著低于C组(?11.0%,p < 0.01)和50AJU组(?11.3%,p < 0.01),见表4。相比之下,血清胰岛素水平和胰岛素抵抗指数在各组之间没有差异。其他研究也报道了ju?ara的降糖潜力。Oyama等人(10)证实,0.5%的Euterpe edulis果肉可以调节接受正常热量和高脂饮食的动物的血糖;Barthichoto等人(16)则显示,在类似的补充条件下,胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受有所改善。Quitete等人(14)发现,含有20% ju?ara果肉的富含多酚的沙冰可以改善对照组和高脂饮食动物的葡萄糖稳态。

**表4. 冻干ju?ara果肉对对照组和补充组生化参数的影响**
| 组别 | 血糖(mg/dL) | 胰岛素(ng/mL) | 胰岛素抵抗指数 | 尿素(mg/dL) | 肌酐(mg/dL) | 钙(mg/dL) | 磷(mg/dL) | ?镁(mg/dL) | 酮酸(mg/dL) | 碱性磷酸酶(U/L) |
|-----------|.....................|..................|..................|..................|..................|..................|..................|..................|
| C | 80.33 ± 7.70 | 1.362 ± 0.772 | 150.30 ± 52.35 | 57.30 ± 5.12 | 10.30 ± 0.59 | 9.99 ± 0.50 | 33.10 ± 4.15 | 69.60 ± 6.39 |
| 50AJU | 80.56 ± 3.40 | 2.096 ± 0.599 | 150.30 ± 52.35 | 55.25 ± 4.46 | 9.99 ± 0.50 | 2.56 ± 0.24 | 2.50 ± 0.24 | 33.10 ± 4.15 |
| 100AJU | 75.20 ± 4.52 | 2.096 ± 0.599 | 215.40 ± 617 | 55.25 ± 4.46 | 9.99 ± 0.50 | 2.50 ± 0.24 | 2.50 ± 0.24 | 32.71 ± 4.15 |
| 200AJU | 71.50 ± 4.79 | 218.50 ± 47.52 | 57.30 ± 5.12 | 55.25 ± 4.46 | 10.31 ± 0.50 | 2.50 ± 0.24 | 2.48 ± 0.19 | 140.90 ± 26.32 |

**注:**
a 表示组间无统计学显著差异;b 表示相对于C组有统计学差异;c 表示相对于50AJU组有统计学差异;d 表示相对于100AJU组有统计学差异;e 表示相对于200AJU组有统计学差异。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey事后多重比较测试,p < 0.05视为统计学显著。数据以平均值±标准差表示。

Ju?ara含有丰富的膳食纤维和生物活性化合物,这些成分可以对血糖谱产生有益影响。膳食纤维可以通过结肠发酵调节葡萄糖代谢,生成短链脂肪酸,激活G蛋白偶联受体41和43,促进胰高血糖素样肽-1的分泌,增强胰岛素释放,抑制胰高血糖素并促进由AMPK激活的葡萄糖转运蛋白GLUT-4介导的葡萄糖摄取(69)。多酚和花青素通过抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性来限制肠道对葡萄糖的摄取(通过与钠-葡萄糖转运蛋白1和GLUT-2转运蛋白的相互作用),并通过AMPK/磷脂酸酰基激酶途径增强肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取。它们还调节与葡萄糖稳态相关的基因(如葡萄糖激酶和Sirtuin 1),并抑制二肽肽酶-4,从而延长胰高血糖素样肽-1的活性并促进胰岛素分泌(70,71)。

3.3.2. 血脂谱各组之间的血脂参数或Castelli指数I和II没有显著差异(p > 0.05,表S2)。Ju?ara是油酸的来源,油酸是一种单不饱和脂肪酸,已被证明可以降低总胆固醇和甘油三酯水平,同时提高HDL胆固醇(72)。此外,ju?ara果肉还提供多酚(黄酮类、花青素)、类胡萝卜素、维生素C和膳食纤维等生物活性化合物(5,8),这些成分通过与脂质代谢的调节来发挥心血管保护作用。黄酮类通常与降低LDL胆固醇和提高HDL胆固醇有关(73,74),而花青素,特别是氰苷-3-O-葡萄糖苷,可以激活AMPK和过氧化物酶体增殖激活因子-α(PPAR)-α,并抑制甾醇调节因子结合蛋白-1c,有利于脂肪酸氧化并抑制甘油三酯和胆固醇的合成(75)。然而,文献中的结果因剂量、给药方式、补充时间和动物模型而异。Oyama等人(10)报告说,饮食中包含2%的ju?ara会导致总胆固醇升高,而Santamarina等人(12)观察到0.25%的ju?ara会降低LDL胆固醇,但提高甘油三酯。Freitas等人(11)发现10%的去脂ju?ara会降低总胆固醇,但对HDL或甘油三酯没有显著影响。这些差异表明ju?ara的脂质调节潜力依赖于具体情境,需要进一步研究来阐明其对脂质代谢的影响。

3.3.3. 肝脏生化参数200AJU组的ALT水平比对照组低20.2%(p < 0.01),比50AJU组低19.3%(p < 0.05)。碱性磷酸酶水平也比对照组低19.4%(p < 0.001),AST水平则比对照组低47%(p < 0.0001,表4)。此外,50AJU组和100AJU组的AST水平分别比对照组低29.5%(p < 0.01)和30.6%(p < 0.001,表4)。先前的研究也证实了这些肝保护作用:Santamarina等人(13)观察到0.25%的Euterpe edulis补充剂可以正常化高脂饮食动物的AST和ALT水平,而Quitete等人(14)报告说,摄入富含多酚的沙冰后转氨酶水平下降。本研究中观察到的肝脏效应可能是ju?ara中某些生物活性成分共同作用的结果。黄酮类可以通过减少活性氧的产生和脂质过氧化来调节氧化应激,同时增强抗氧化酶的表达,抑制炎症介质(如肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 和IL-6)和核因子κB (NF-κB),并通过抑制甾醇调节因子结合蛋白-1c和激活AMPK及PPARγ来调节脂质代谢,从而促进脂肪酸氧化并防止肝脏中脂质的过度沉积(76)。此外,叶黄素可以通过激活核因子红细胞2相关因子2 (Nrf2)信号通路来进一步保护肝脏,抑制炎症介质(NF-κB和促炎细胞因子),并通过激活AMPK和上调sirtuin 1和PPARα来调节脂质代谢,促进脂肪酸β-氧化(77)。此外,油酸可以通过激活PPARs(PPARα和PPARγ)来保护肝脏,刺激线粒体脂肪酸β-氧化,减少从头脂肪生成和脂毒性,其效果因多酚的协同抗氧化和抗炎作用而增强(72)。

3.3.4. 肾功能200AJU组的尿素水平比对照组低10.1%(p < 0.05),肌酐水平比对照组低14.9%(p < 0.01),比50AJU组低12.3%(p < 0.05,表4)。100AJU组和200AJU组的尿酸水平也比对照组低,分别低25.0%(p < 0.05)和31.3%(p < 0.01,表4)。这些发现表明ju?ara果肉对肾脏生化指标有积极作用,尤其是在高剂量下。Cardoso等人(25)也验证了类似的结果,证明Euterpe edulis补充剂可以保持正常的尿素和肌酐水平,并防止大鼠急性肾损伤。这些效果可能与果实中的生物活性化合物有关,特别是花青素和黄酮类,它们通过抑制NLR家族含吡啶结构域的3、NF-κB和转化生长因子-β来调节炎症和氧化途径,同时激活Nrf2(78)。花青素可以通过抑制黄嘌呤氧化酶和调节肾转运蛋白(尿酸转运蛋白1、GLUT9和有机阴离子转运蛋白1)来降低尿酸水平,而类胡萝卜素(如β-胡萝卜素和叶黄素)可以通过调节尿酸转运蛋白来缓解全身炎症(71,79)。

3.3.5. 血清矿物质、骨骼参数、骨骼组成、放射密度和股骨 biomechanics血清钙、磷和镁的水平在各组之间没有差异(p > 0.05,表4)。同样,解剖参数、双能X射线吸收测量(DXA)、骨骼成分和股骨生物力学在统计上没有差异(p > 0.05,表5)。另一方面,100AJU组的股骨放射密度值比200AJU组高出9.2%(p < 0.05,表5)。表5. 冻干ju?ara果汁粉摄入对对照组和补充组解剖参数、DXA、骨骼成分、放射密度和股骨生物力学的影响

a C50AJU
100AJU
200AJU

解剖参数
体重(克)0.9778 ± 0.053
6a
1.002 ± 0.0759a
1.002 ± 0.0579a
0.9784 ± 0.0946a
a
长度(毫米)37.55 ± 0.89a
37.78 ± 0.97a
37.93 ± 0.68a
37.71 ± 0.76a
a
宽度(毫米)4.308 ± 0.185a
4.470 ± 0.262a
4.419 ± 0.192a
4.420 ± 0.109a
a
大转子间距(毫米)9.611 ± 0.297a
10.030 ± 0.437a
9.975 ± 0.199a
10.010 ± 0.391a
a
上髁间距(毫米)7.004 ± 0.351a
7.131 ± 0.296a
7.034 ± 0.289a
7.238 ± 0.172a

股骨DXA
骨矿物质密度(克/平方厘米)0.1745 ± 0.0072a
0.1771 ± 0.0083a
0.1784 ± 0.0058a
0.1735 ± 0.0112a
b
骨矿物质含量(克)0.4900 ± 0.316a
0.5000 ± 0.0500a
0.5100 ± 0.0316a
0.4900 ± 0.0567a
b
骨面积(平方厘米)3.000 ± 0.000a
3.000 ± 0.000a
3.000 ± 0.000a
3.000 ± 0.000a
a

计算机断层扫描
头部放射密度(HU)577.90 ± 41.14a
574.00 ± 37.4a
584.10 ± 48.14a
530.3 ± 41.68c

生物力学参数
最大力(牛顿)149.60 ± 12.65a
157.00 ± 20.72a
158.30 ± 15.21a
148.40 ± 5.76a
a
断裂力(牛顿)145.60 ± 12.56a
133.90 ± 21.81a
145.20 ± 24.00a
146.90 ± 5.25a
e
弹性模量(兆帕)747
801.00 ± 161
338.00a
752574.00 ± 225
952.00a
853962.00 ± 110
808.00a
759736.00 ± 123
942.00a
a
最大张力(兆帕)4721.00 ± 538.50a
4977.00 ± 758.20a
5155.00 ± 486.70a
4772.00 ± 243.70a
a
断裂张力(兆帕)4625.00 ± 519.30a
4554.00 ± 865.50a
4726.00 ± 783.50a
a

图例:C,对照组动物通过灌胃接受生理盐水(n = 10);50AJU,动物每天每公斤体重补充50毫克冻干ju?ara果汁粉(n = 10);100AJU,动物每天每公斤体重补充100毫克冻干ju?ara果汁粉(n = 10);200AJU,动物每天每公斤体重补充200毫克冻干ju?ara果汁粉(n = 10)。不同的上标字母表示组间有统计学上的显著差异。a,组间没有统计学上的显著差异。b,比C组有统计学上的显著差异。c,比50AJU组有统计学上的显著差异。d,比100AJU组有统计学上的显著差异。e,比200AJU组有统计学上的显著差异。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey的事后多重比较测试,p < 0.05被视为统计学上显著。数据以平均值±标准差表示。

此外,ju?ara果汁粉的补充促进了鼻肛长度的增加和股骨头放射密度的提高,并降低了Lee指数,这可能表明其对生长和身体发育有积极影响。Lee指数的降低通常用作肥胖的代理指标,可能反映了身体大小的比例增加,而不是身体成分的变化。鼻肛长度和股骨头放射密度的增加表明ju?ara在促进健康生长方面起作用,这可能是通过其营养成分(钙、磷和镁)和生物活性化合物(多酚、黄酮类、花青素和类胡萝卜素)实现的,这些成分通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、核因子κ-B受体活化剂/核因子κ-B受体活化剂配体(RANK/RANKL)和wingless相关整合位点/β-连环蛋白(Wnt/β-连环蛋白)信号通路影响骨健康,从而有助于健康的骨骼发育、重塑和维持。(5,8)钙和镁直接参与骨矿物质基质的形成和矿物质稳态。钙对于羟基磷灰石的沉积、骨骼生长以及涉及甲状旁腺激素(PTH)、维生素D和成纤维细胞生长因子23的成骨细胞-破骨细胞信号调节至关重要。镁支持成骨细胞活性、磷酸酶介导的矿物质沉积和羟基磷灰石晶体组织,同时调节维生素D的激活和PTH的反应性,从而有助于平衡的骨骼重塑和矿化。(80,84)此外,ju?ara中存在的油酸可能通过Wnt/β-连环蛋白和runt相关转录因子2(RUNX2)的激活促进间充质干细胞的成骨分化,同时通过PPARγ的调节抑制脂肪生成。它还通过增加骨保护素/RANKL比率并抑制NF-κB、TNF-α和IL-6发挥抗炎作用,从而支持骨骼稳态。(85)ju?ara中存在的生物活性化合物还可能通过抗氧化、抗炎和细胞信号调节机制支持骨骼健康。类胡萝卜素作为活性氧清除剂,保护骨骼微环境免受氧化应激,并可能抑制RANKL、NF-κB和MAPK等破骨细胞生成信号通路,同时刺激包括RUNX2和碱性磷酸酶在内的成骨标志物。(82)黄酮类可以通过激活MAPK、骨形态发生蛋白2/母体对抗截瘫同源物、Wnt/β-连环蛋白和磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶B通路促进成骨细胞的分化和功能,积极调节成骨转录因子(RUNX2、osterix、碱性磷酸酶I型α链和骨钙素),同时通过下调RANKL依赖的信号通路和抑制TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症介质来抑制破骨细胞生成。(81)花青素可能通过调节炎症和氧化还原敏感通路来促进成骨细胞的分化和功能,包括Sirtuin 6/NF-κB信号轴,减少IL-1诱导的炎症反应,增强成骨细胞的分化和活性,并限制骨吸收。(83)ju?ara中必需矿物质和生物活性化合物之间的协同作用可能为骨骼形成、矿化和结构完整性创造一个有利的环境,支持健康的骨骼发育和重塑。

同时,在较高剂量下观察到较低的血清碱性磷酸酶水平,这是成骨细胞活性的间接标志。这一结果以及200AJU组相对于100AJU组较低的股骨头放射密度表明,较高的补充剂量可能不利于成骨细胞介导的骨骼形成和矿化。这些发现与其他骨骼相关测量结果一致,包括DXA和生物力学参数,尽管这些测量结果没有达到统计学显著性。关于股骨强度,100AJU组的最大力、弹性模量和断裂所需的最大张力大于200AJU组,而接受最高剂量的动物显示出比对照组更低的最大力,表明结构更加脆弱。同样,尽管DXA参数和解剖测量在组间没有显著差异,但在100AJU组观察到股骨重量、骨矿物质含量和密度的非显著增加。

这些发现表明100毫克/公斤的补充剂量可能有利于骨骼健康,而更高剂量并不产生额外的益处或非线性的剂量-反应关系,这表明ju?ara补充对骨骼组织有双相效应。尽管生物活性化合物因其抗氧化特性而被广泛认可,但它们根据浓度、氧化还原环境和过渡金属的存在可能会产生促氧化效应。(65)多酚和黄酮类的化学结构使它们能够与铁和铜等氧化还原活性过渡金属相互作用,促进芬顿反应,将过氧化氢还原为高反应性的羟基自由基,引发一系列促氧化事件。(86-90)过多的活性氧生成已知会抑制成骨细胞分化的关键信号通路,如Wnt/β-连环蛋白和骨形态发生蛋白2/母体对抗截瘫同源物,导致关键转录因子如RUNX2和osterix的抑制,并可能降低胶原蛋白合成,破坏羟基磷灰石的沉积,损害骨骼结构完整性。这种转变还可能激活应激反应通路,包括MAPK和NF-κB,这些通路与破骨细胞分化和c-Fos、核因子活化T细胞细胞质1和酒石酸抗性酸磷酸酶等标记物的上调有关。(91,92)此外,过氧化氢的积累可能会干扰线粒体抗氧化系统并减少三磷酸腺苷的合成,从而损害钙泵的功能并触发线粒体钙超载。这种线粒体功能障碍,加上通过磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物(或机械)雷帕霉素靶标途径抑制自噬,导致成骨细胞凋亡和焦亡,解释了为什么200毫克/公斤剂量不利于健康的骨骼发育。(80,91)另一种潜在的机制涉及多酚与二价阳离子(如钙和镁)形成复合物,(93,94)这可能影响了它们的生物利用度,并导致200AJU组观察到的血清矿物质水平较低。尽管这些血清差异没有达到统计学显著性,但它们可能对骨骼代谢有生物学意义,并有助于解释这些发现。当血浆镁浓度降低时,它可以迅速从骨表面释放出来以维持全身稳态。同样,血清钙的波动与骨骼重塑的适应性变化密切相关,因为循环钙的减少可以刺激补偿性的骨吸收增加以维持全身钙稳态。(80)因此,高剂量的ju?ara生物活性物质对这些必需矿物质的螯合作用可能协同导致了观察到的骨放射密度和结构脆弱性的降低。这两种矿物质在骨骼代谢中起着核心作用,尤其是在参与羟基磷灰石晶体形成和矿物质稳态方面。镁对成骨细胞活性和磷酸酶介导的矿物质沉积至关重要,此外还通过控制钙和磷酸盐的溶解度来调节羟基磷灰石晶体的形成。即使是适度的镁减少也会影响维生素D的激活和PTH信号,从而降低钙的利用和矿物质在骨基质中的整合。同时,较低的钙可用性可能通过刺激PTH分泌来增加骨骼重塑,通过RANKL上调促进破骨细胞介导的骨吸收。此外,镁失衡可能促进炎症和氧化通路(如NF-κB和IL-6信号通路),刺激破骨细胞分化并抑制成骨细胞活性,从而促进骨吸收,损害骨骼质量。(80,84)有趣的是,ju?ara补充增加了鼻肛长度并降低了Lee指数,这反映了通过生长板软骨细胞增殖和软骨内骨化刺激了纵向骨骼生长。(95)ju?ara补充似乎在100毫克/公斤剂量下促进了纵向生长和骨骼发育,其中生物可利用矿物质和生物活性化合物的联合供应可能通过支持成骨细胞分化、控制氧化应激和维持平衡的骨骼重塑信号来创造一个有利的骨骼形成微环境。然而,在最高剂量下,质性骨骼参数(包括放射密度和生物力学强度)并未遵循这一积极趋势。虽然较高剂量仍然可能支持体格生长,但过量的生物活性化合物暴露可能会改变氧化还原平衡,尽管保持了或增加了身体大小,但可能损害骨骼质量。这表明,尽管ju?ara的营养物质和生物活性物质支持骨骼生长,但在较高剂量下引起的氧化还原失衡可能会损害骨骼质量;因此,100毫克/公斤剂量可能代表了一个生物学上有利的窗口,在这个窗口中,抗氧化保护、矿物质支持和成骨信号被优化,而不会引发促氧化或矿物质螯合作用,从而不影响骨骼结构完整性。需要在骨骼代谢改变的模型中进行进一步研究以澄清这些效应。

3.4. 血清和肝脏抗氧化能力、氧化应激生物标志物和血清炎症细胞因子
3.4.1. 血清和肝脏抗氧化能力、氧化应激生物标志物
证据表明,生物活性化合物的效果取决于生物体的生理状态。在健康条件下,抗氧化补充不一定导致有益的结果,在某些条件下甚至可能扰乱氧化还原平衡。(86-88)此外,虽然一些抗氧化化合物在某些条件下(如富含氧气或氧化还原活性金属的环境中)可能表现出促氧化效应,如类胡萝卜素、黄酮类和其他酚类成分可能在这些环境中表现出促氧化行为,产生活性物种并导致氧化损伤。(96)这些方面对于解释健康动物血清和肝脏抗氧化参数观察到的效果很重要。

在血清中,100AJU组的抗氧化能力高于对照组,无论是通过DPPH(+20.2%,p < 0.05)还是FRAP(+23.7%,p < 0.05)(图S1A和图S1B),而100AJU组和200AJU组的ORAC值也高于对照组(+31.1%和+34.9% vs C,p < 0.001;+17.6%和+22.1% vs 50AJU,p < 0.01,图1C)。在肝脏中,200AJU组的FRAP值高于50AJU组(+24.7%,p < 0.05,图2A),而对照组的DPPH值略高于50AJU组(+4.6%,p < 0.05,图S2A)。

图1
图1. 冻干ju?ara果汁粉摄入对血清抗氧化能力和氧化应激标志物的影响。血清抗氧化能力通过ORAC测定(A)。超氧化物歧化酶(B)。硫醇(C)。过氧化物酶(D)。FOX(E)。蛋白质羰基(F)。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey的事后多重比较测试,*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,***p < 0.0001被视为统计学上显著。数据以平均值±标准差表示。

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图2
图2. 冻干ju?ara果汁粉摄入对肝脏抗氧化能力和氧化应激标志物的影响。肝脏抗氧化能力通过FRAP测定(A)。硫醇(B)。FOX(C)。TBARS(D)。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA),随后进行Tukey的事后多重比较测试,*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,***p < 0.0001被视为统计学上显著。数据以平均值 ± 标准差表示。高分辨率图片下载 MS PowerPoint 幻灯片

关于血清中的氧化应激生物标志物,补充 100AJU(相对于对照组减少 1.7%,p < 0.05)和 200AJU(相对于对照组减少 2.4%,p < 0.01)后,血清 FOX 水平较低(图 1E),而 200AJU 组的蛋白质羰基水平也低于对照组(减少 31.3%,p < 0.01)和 50AJU 组(减少 31.4%,p < 0.01)(图 1F)。抗氧化酶也有所改善;100AJU 组的血清 SOD(增加 15.3%,p < 0.05)、硫醇(增加 41.3%,p < 0.05)和 CAT(增加 22.2%,p < 0.05)均高于对照组(分别见图 1B、1C 和 1D)。在肝脏中,100AJU 组(减少 57.3%,p < 0.01)和 200AJU 组(减少 69.3%,p < 0.001)的 TBARS 水平显著低于对照组(图 2D)。肝脏硫醇(图 2B)、FOX(图 2C)或羰基(图 S2B)没有显著变化(p > 0.05)。

本研究的结果表明,ju?ara 的补充促进了抗氧化反应,其效应在血清和肝组织中有所不同,进一步加强了这种果肉作为富含生物活性成分的食物基质的重要性。在血清中,ju?ara 的补充具有显著的抗氧化作用。观察到的较高抗氧化能力和抗氧化酶(尤其是在 100AJU 组)表明循环抗氧化能力增强,同时内源性酶防御系统也得到了加强。这些机制可能涉及循环生物活性化合物的直接清除以及内源性酶抗氧化系统的上调。这些发现与 de Liz 等人的研究结果一致,他们在健康个体摄入 200 mL ju?ara 后观察到总抗氧化能力、CAT 和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性增加,以及活性氧(ROS)减少。同样,De Barrios Freitas 等人报告,在摄入含有 5% 和 10% ju?ara 冷冻干燥提取物的动物的心脏组织中,CAT 活性增加。此外,仅摄入商业饲料或同时摄入商业饲料和 10% ju?ara 冷冻干燥提取物的动物,其 CAT 活性高于仅摄入商业饲料的动物。与仅摄入商业饲料的组相比,摄入含 ju?ara 冷冻干燥提取物的动物的谷胱甘肽 S-转移酶(GST)活性也有所增加。这些效应可以提高活性氧中和的效率,从而解释了本研究中观察到的血清 FOX(尤其是脂质过氧化的早期阶段)、蛋白质羰基水平和肝脏 TBARS(尤其是脂质过氧化的后期阶段)较低的现象。

ju?ara 的抗氧化潜力归因于其丰富的维生素、类胡萝卜素和多酚成分。维生素 C 是一种强效的水溶性抗氧化剂,能够清除 ROS 和 RNS,在脂质过氧化的早期阶段中和过氧自由基,并通过 Nrf2 激活上调 SOD、CAT 和 GPx。(73,99)同样,维生素 E 通过中断脂质过氧化链反应来保护细胞膜。(100)类胡萝卜素如叶黄素和 β-胡萝卜素可以稳定脂质自由基,清除单线态氧,并调节氧化还原敏感的信号通路,包括 Nrf2 激活和 NF-κB 抑制。(100,101)叶黄素还可以通过 Nrf2 信号通路维持谷胱甘肽水平,并增强谷胱甘肽 S-转移酶、谷胱甘肽过氧化物酶和 SOD 的活性,其共轭双键和羟基使其能够有效清除自由基。(102)多酚,特别是黄酮类和花青素如氰苷-3-O-葡萄糖苷,通过清除自由基、螯合金属、抑制促氧化酶(包括 NADPH 氧化酶)和激活 Nrf2-Keap1 通路来缓解氧化应激,促进抗氧化酶的协调上调。(75,103,104)

在这些化合物中,氰苷-3-O-葡萄糖苷作为 ju?ara 中的主要花青素,在肝脏的氧化还原调节中起核心作用。研究表明,这种花青素可以破坏 Nrf2–Keap1 复合物,促进 Nrf2 向细胞核的转运,并诱导抗氧化酶如 CAT、SOD 和 GPx 的产生,从而协同作用清除 ROS,减少氧化损伤。(75)此外,氰苷-3-O-葡萄糖苷还能恢复氧化还原平衡,降低脂质过氧化标志物如 TBARS 和丙二醛(MDA),提高 SOD 水平和还原型谷胱甘肽水平,抑制 NOX4 产生的 ROS,促进 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬,通过 Sirtuin 1/过氧化物酶体增殖激活受体 γ 共激活因子 1 轴刺激线粒体生物发生,并减轻线粒体和内质网应激介导的细胞凋亡。(75,105)

这些效应支持了本研究的肝脏发现;在肝脏中,最显著的生物学发现是 100AJU 组和 200AJU 组的 TBARS 水平显著下降,表明脂质过氧化处于较低水平。值得注意的是,其他肝脏氧化应激标志物没有变化,这表明 ju?ara 的补充主要通过限制脂质过氧化链反应的传播和完成来发挥作用。这些效应可能反映了肝脏固有的高抗氧化能力,这归因于血清中较高的硫醇、CAT 和 SOD 水平,这些物质在健康生理条件下可能已经提供了足够的基线保护,以防止蛋白质氧化和硫醇耗竭。

这些结果与先前的报告一致,这些报告表明在 ju?ara 补充后肝部的 MDA 水平降低。Quitete 等人(14)报道,在高脂肪饮食的动物中,连续五周摄入富含酚类的果汁(由 ju?ara 制成)后,肝脏组织的脂质过氧化(MDA)和蛋白质羰基减少,抗氧化能力(CAT 和 GPx 活性)增加。Freitas 等人(11)观察到,在加入 10% 冷冻干燥去脂 ju?ara 提取物的商业饮食中的 Wistar 大鼠中,MDA 的产生减少。然而,与其他组相比,肝脏 CAT、GST 和 SOD 的活性下降。同样,在本研究中,加入 10% 冷冻干燥 ju?ara 提取物的大鼠中,MDA 的产生减少,但抗氧化酶的活性没有增加。因此,结果表明,在健康动物中,ju?ara 的补充与血清和肝脏中的不同氧化还原反应相关。虽然血清中的变化表现为抗氧化能力增强和早期氧化事件减少,但肝脏的反应主要是脂质过氧化的减弱,而没有抗氧化酶活性的增加。100 mg/kg/天的剂量下更明显的血清效应表明存在非线性剂量-反应模式,可能反映了激素样的氧化还原调节,即适度暴露可能在生理条件下更有效地刺激内源性抗氧化防御,而较高剂量则不会带来额外的适应效益。(106)

这些效应表明,在生理条件下,ju?ara 化合物可能优先增强氧化还原能力并中断脂质氧化级联反应,保护细胞膜完整性,而不破坏血清和肝脏的抗氧化平衡。重要的是,在所评估的所有剂量范围内均未检测到促氧化效应,表明 ju?ara 的补充在健康动物中从氧化还原角度来看是安全的。然而,需要进一步的研究来阐明这些效应在氧化还原失衡或代谢功能障碍条件下的相关性,以及更好地定义剂量-反应关系和组织特异性机制。

3.4.2 血清炎症细胞因子
血清细胞因子 IL-1β 和 IL-4 没有显著变化(p > 0.05,图 3)。没有变化可能与实验模型有关,因为健康动物通常具有较低的炎症标志物基础水平,限制了抗炎反应的检测。然而,即使在最高剂量下也没有发现细胞因子水平的升高,这表明 ju?ara 果肉在促炎症方面是安全的。然而,先前的研究报道,ju?ara 的补充可以降低 TNF-α、IL-17 和 IL-6,同时增加 IL-4 和 IL-10。(11,12,15)这些效应与其中的生物活性成分有关,包括类胡萝卜素、黄酮类、维生素 C 和不饱和脂肪酸,它们可以调节 NF-κB 和 Nrf2 信号通路,抑制促炎细胞因子并增强抗氧化和抗炎防御。(74,99,102,107,108)

图 3:冷冻干燥 ju?ara 果肉对血清炎症细胞因子生物标志物的影响。IL-1β(A);IL-4(B)。统计分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA)后进行 Tukey 的事后多重比较测试,认为 *p < 0.05、**p < 0.01、***p < 0.001 和 ***p < 0.0001 具有统计学意义。数据以平均值 ± 标准差表示。高分辨率图片下载 MS PowerPoint 幻灯片

总之,鉴于全球对天然抗氧化剂和可持续功能性成分的兴趣日益增加,ju?ara 可能是一个有前景的候选物质,可以超越其原产地进行更广泛的膳食整合。在健康饮食中加入 ju?ara 果肉可能有助于维持代谢和氧化还原平衡,如血糖、肝肾功能以及血清和肝脏中的抗氧化防御功能的变化,尤其是在 100 至 200 mg/kg/天的剂量范围内。在任何评估的剂量下均未观察到促氧化效应,这支持了在这种情况下补充的安全性,并突显了其作为能够调节氧化还原相关过程的营养素和植物化学物质的潜力。这些发现加强了巴西本土水果的营养和功能重要性,支持基于生物多样性的策略,并鼓励将其纳入多样化和富含生物活性成分的饮食模式中,以促进健康。

然而,尽管代谢和氧化还原益处明显,但最高剂量并未带来额外的骨骼健康益处,反而与 100 mg/kg/天相比骨密度降低有关,表明更高的摄入量并不一定转化为更好的骨骼质量。这种模式支持一种非线性的、可能是双相的剂量-反应关系,其中适度补充可能优化抗氧化保护和骨重建之间的平衡,而更高剂量可能会改变氧化还原敏感或依赖矿物质的调节机制。此外,本研究存在一些局限性,包括干预期较短、使用了健康的动物模型以及缺乏分子分析,这些问题应在未来的研究中通过长期研究和机制研究来解决。此外,还需要在人类中进行临床试验,以验证这些效应,并支持将 ju?ara 作为功能性食品的应用开发。
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