2019年9月1日/南昌大学/Food & Function
丙烯醯胺是食品高温处理後常见的有毒物质,黑糖、吐司、咖啡都曾因它被点名而成为新闻事件的主角,但很快就被大家遗忘;也有专家点名洋芋片、炸薯条、炒青菜(大惊!)才是大家应该小心的大户,但谁能不吃这些东西......换句话说,我们很容易吃到它,虽然好像不太容易吃超过,但受害的风险还是存在,而肠道就是它伤害的切入点。怎麽办?多吃灵芝也许是个办法。来自南昌大学的研究团队透过动物实验证明,来自黑灵芝子实体的活性多醣可以减轻丙烯醯胺造成的肠道损伤。
文/李孟庭(台湾大学生化科技学系硕士班一年级)
有些食物经过高温烹调後,像是薯条、洋芋片、烘焙过的咖啡豆、油条等等,会产生一种有毒物质丙烯醯胺(acrylamide,简称AA)。丙烯醯胺具有神经毒性、基因毒性(遗传毒性)与致癌性,加上它是水溶性分子,会被快速和有效的吸收,所以首当其冲的就是肠道上皮细胞。
对此,中国南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的团队,今年(2019)9月在《Food & Function》上发表了一篇论文,指出来自黑灵芝(Ganoderma atrum)子实体的活性多醣PSG-1可以有效保护肠道免受丙烯醯胺的伤害。
该研究团队先前已经做过体外细胞实验,证实丙烯醯胺对於肠道上皮细胞的毒性,以及黑灵芝多醣PSG-1可以透过抗氧化作用减轻丙烯醯胺的毒性。现在又进一步进行体内动物实验,评估黑灵芝多醣PSG-1进到大鼠体内後,能否如预期般可以透过抗发炎、抗氧化,减少丙烯醯胺对於肠道的伤害。
黑灵芝多醣维持大鼠正常体重和肠道健康
该研究将大鼠分成7组,分别给予不同的喂食方案(如下表),连续喂食30天。其中用乙醯半胱氨酸(N-acetylcysteine,简称NAC)作为有效减缓丙烯醯胺伤害的对照组,乙醯半胱氨酸是一种抗氧化剂,会促进谷胱甘肽(GSH)合成,可以解毒、抗氧化。
经过28天的实验後,发现仅喂食丙烯醯胺的组别比起控制组体重减轻很多,且病理组织切片中(图1 B)有较短的绒毛、较大的绒毛间距、较多发炎细胞和溃疡,证明丙烯醯胺的确对大鼠肠道造成了伤害。
相对的,喂食200 mg的黑灵芝多醣PSG-1组体重明显较丙烯醯胺组高,显示黑灵芝多醣PSG-1可减缓丙烯醯胺对於大鼠体重下降的影响。另外,有喂食黑灵芝多醣PSG-1的组别(图1 D-F),肠壁血管有较少的充血和出血、发炎细胞减少、微绒毛较密集且整齐排列,可见此多醣可保护大鼠在摄取到丙烯醯胺的状况下,肠道依然维持一定程度的健康。
图1 大鼠的小肠病理组织切片
(A)控制组,(B)AA组,(C)NAC+AA组,(D)PSG-1-L+AA组,
(E)PSG-1-M+AA组,(F)PSG-1-H+AA组,(G) PSG-1-H组。
图中黄线代表绒毛长度,黑线代表隐窝(crypt)深度。
黑灵芝多醣的抗氧化和抗发炎效用
在抗氧化实验中,研究者检测了大鼠小肠组织里的三种抗氧化因子:谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,以及谷胱甘肽和体内不饱和脂肪酸被氧化後产生的有毒醛类丙二醛(MDA)的含量。当抗氧化因子活性高或含量高,表示抗氧化效果较好;如果丙二醛含量高,表示抗氧化能力较差。
结果显示,丙烯醯胺会造成各种抗氧化因子活性下降、谷胱甘肽含量变低,有毒的丙二醛含量则提高很多。相较之下,有添加黑灵芝多醣PSG-1的组别,这些问题都会得到明显改善,不仅丙烯醯胺的氧化伤害受到抑制,丙二醛的量也减少,各抗氧化因子的活性也都提高(图2)。
在抗发炎实验中,研究者检测了大鼠小肠组织里的三种促发炎因子(IL-2、IL-1β和TNF-α),以及两种抗发炎细胞激素(IL-4和IL-10)。结果显示,喂食丙烯醯胺会增加促发炎因子,且减少抗发炎细胞激素,而黑灵芝多醣PSG-1则可逆转丙烯醯胺的影响,有效减轻大鼠肠道的发炎反应(图3)。
图2 黑灵芝多醣PSG-1的抗氧化效用
(A)CAT活性,(B)GSH活性,(C)SOD活性,(D)GSH含量,(E)MDA含量
图3 黑灵芝多醣PSG-1的抗发炎效用
(A)IL-2含量,(B)IL-1β含量,(C)TNF-α含量,(D)IL-4含量,(E)IL-10含量
黑灵芝多醣保护肠黏膜与肠道功能
肠道组织中硷性磷酸酶(ALP)的多寡,与肠道之消化与吸收息息相关;再者,肠道被丙烯醯胺伤害後,也会减少尿酸(UA)的排放,导致体内尿酸过高而有痛风等疾病的风险。实验中发现黑灵芝多醣PSG-1可显着降低大鼠肠道中的尿酸含量和硷性磷酸酶活性。
此外,丙烯醯胺破坏肠黏膜会导致肠道通透性提高,使得肠黏膜中的D-乳酸(D-lactate)、一氧化氮(NO)和内皮素-1(ET-1)被释放至血液里,而根据实验结可知,黑灵芝多醣PSG-1能有效降低实验大鼠血液中这些物质的含量,显示此多醣有保护肠黏膜的作用。
黑灵芝多醣抗丙烯醯胺的潜力值得探究
实验结果证实,黑灵芝多醣PSG-1能大幅减轻丙烯醯胺对於大鼠肠道的伤害,且其效果在许多方面都与抗氧化力很强的乙醯半胱氨酸,有些甚至表现得比乙醯半胱氨酸更好。更重要的是,和健康大鼠相比,只喂食黑灵芝多醣PSG-1的大鼠并未出现明显的差异和不良反应。
总的来说,这项在大鼠体内进行的研究,和之前体外试验的结果相互呼应,证明黑灵芝多醣PSG-1可以保护肠道免受丙烯醯胺的损伤,也突显出此多醣具有成为膳食补充剂的潜力。造成这个效果的原因有很多,像是透过减少肠上皮细胞之细胞毒性、减轻发炎反应、降低氧化压力、调节肠道通透性、改善肠道吸收和消化功能等都可能包括在内。详细分子的机制还需要更进一步的研究。
〔资料来源〕Ying Yang et al., Evaluation of the protective effects of Ganoderma atrum polysaccharide on acrylamide-induced injury in small intestine tissue of rats. Food Funct., 2019 Sep 1; 10(9): 5863-5872.