食用菌多糖降脂活性及其作用机制的研究进展
魏奇1,2,3,4，翁馨1，吴艳钦1，张锶莹1，张维瑞1,2，刘盛荣1,2，
韩坤煌1,2，陈美霞1,4*
(1.宁德师范学院生命科学学院，福建宁德；2.闽东特色生物资源福建省高校工程研究中心，福建宁德；3.闽东水产品精深加工福建省高校工程研究中心，福建宁德；4.科技厅产学研合作示范基地，福建宁德)
摘要
高脂血症的发生主要受遗传和环境因素的影响，可直接引起动脉粥样硬化、糖尿病和脂肪肝等疾病的发生，危害人体的健康。文章综述了食用菌多糖降脂作用的研究现状，总结了食用菌多糖通过抑制总胆固醇合成途径，促进胆汁酸合成，调控脂代谢相关因子表达，减轻氧化应激反应和调节肠道功能等途径改善高脂血症的作用机制，并对食用菌多糖用于高脂血症的治疗前景进行了展望。旨在为食用菌多糖预防高脂血症及食用菌功能产品的研发提供理论参考。
高脂血症是指机体内血脂水平过高。高脂血症与遗传和环境因素相互作用容易导致动脉粥样硬化、冠心病、中风、脑梗死等诸多心脑血管疾病的发生，由此增加心脑血管疾病的发病率和死亡率。现代社会快节奏的生活方式，人们在日常饮食中大量摄入高糖、高盐、高油的食物以及一些不健康的生活习惯，如吸烟、酗酒、熬夜和缺乏运动等都会导致肥胖及高脂血症的发病率急剧上升。
食用菌既可以入药，又可以食用，具有多种药理活性并且几乎无毒副作用[1]。联合国提出了“一荤一素一菇”作为21世纪合理的膳食结构。传统医学上对食用菌的功能描述为“强身、益气、通经、祛病、益寿”。近代医学研究表明，食用菌具有免疫调节、抗肿瘤和降血糖等功效。食用菌多糖是一种具有生物活性的大分子物质，对人体细胞的修复作用和治疗肝炎、心血管性疾病、抗衰老等方面的作用已经显示出极大的优越性，成为人类筛选新的抗癌药物、抗艾滋病药物、抗菌素药物的一条重要途径[2]。食用菌多糖符合世界卫生组织规定的免疫增强剂要求，其最大的优点为毒性低、副作用少，既是食品又是药品。因而，开发食用菌多糖的医药、保健品成为食用菌深加工的热点研究领域之一。
目前，医学临床上大多采用辛伐他汀、瑞舒伐他汀、阿托伐他汀、氟伐他汀、普伐他汀等药物治疗高脂血症[3]。但是，长时间服用这些药物会对人体产生副作用，如消化系统不适、皮肤不适、肌肉毒性、神经系统不适、肝毒性、泌尿系统不适和呼吸系统不适等症状[4]。因此，找寻天然降血脂作用的天然活性物质成为研究热点。由于食用菌多糖具有多种生物活性，并且无毒副作用，效果温和。因此，探索食用菌多糖对高脂血症的预防和治疗具有十分重要的作用。文章主要叙述不同食用菌多糖对降血脂的主要作用机制，并对食用菌多糖的研究应用进行了展望。
1食用菌多糖抑制甘油三酯和胆固醇的研究
血浆中所含的脂类统称为血脂。血脂是生命细胞基础代谢的必需物质，参与人体能量代谢及合成细胞浆膜、类固醇激素和胆汁酸。正常情况下，机体的血脂水平始终保持动态平衡和相对稳定的状态。高脂血症会直接引起动脉粥样硬化和冠心病等一系类危害人体健康的疾病。甘油三酯和胆固醇是血脂的重要组成部分，广泛存在于人体中。高脂血症通常伴有血浆中甘油三酯和胆固醇水平的升高。因此，胆固醇的检测结果成为评判降血脂药物的预防和治疗心脑血管疾病的重要指标。国内外科学家通过一系列研究发现食用菌多糖能够通过抑制甘油三酯和胆固醇的合成途径起到降血脂的作用。其中，李咏梅[5]采用云芝多糖(mg/kg)对高脂血症大鼠进行连续灌胃7周，发现云芝多糖能够降低高脂血症大鼠血浆中总胆固醇的含量，并且使甘油三酯的水平恢复至正常范围。黑木耳多糖、灰树花菌丝体多糖、蜜环菌多糖和猪苓多糖能有效下调总胆固醇和甘油三酯的含量，从而达到降血脂的作用[6]。许诺[7]研究发现白灵菇菌丝体锌多糖对发生病变的肝脏细胞具有修复作用，并且能够有效降低小鼠血清中甘油三酯和总胆固醇水平，表明白灵菇多糖能够改善高脂血症小鼠的脂质代谢，对降血脂具有积极的作用。为了研究枞菌多糖的降脂活性，分别对高脂小鼠进行腹腔注射5%和10%鸡枞菌多糖，结果表明鸡枞菌多糖(10%)能够降低高脂小鼠血清中胆固醇和甘油三酯的含量[8]。李雨鑫[9]以姬松茸子实体为原料，通过水提醇沉法制备姬松茸多糖。体内动物实验结果表明高脂大鼠细胞内具有较多的脂滴数量，姬松茸子实体多糖能够减少高脂大鼠细胞内的脂质堆积。由此可知，食用菌多糖能够降低机体的甘油三酯和胆固醇水平，从而达到降脂的作用。
2食用菌多糖调控脂代谢相关因子的研究
食用菌多糖能够调节腺苷酸活化蛋白激酶AMPK相关代谢途径，对高脂血症的治疗具有积极的作用。近几年，已有研究证实高脂膳食诱导的高脂小鼠通过连续灌胃给药50、、mg/kg杏鲍菇多糖8周后，杏鲍菇多糖可以通过上调AMPK和乙酰辅酶A羧化酶(ACC)蛋白和基因的表达，从而降低血清中TC和TG含量起到降脂的作用。由此提示，杏鲍菇多糖对预防食源性肥胖具有积极的作用，有可能通过调控AMPK通路来调节高脂血症小鼠的脂肪代谢紊乱。邵波等[10]研究发现蛹虫草多糖(mg/L)对HepG2细胞没有细胞毒性作用，并且能够下调HepG2细胞的甾醇调节元件结合蛋白2(SREBP-2)和3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMG-CoA-R)蛋白的表达，从而降低肝脏细胞内总胆固醇水平。利用ELISA法测定大鼠血清中总胆固醇和甘油三酯含量，采用逆转录PCR法检测B类清道夫(SCARB-1F)、胆固醇7a-羟化酶(CYP7a-1)、固醇调节原件结合蛋白-IC(SREBP-IC)、PPAR-α等基因的表达水平。姬松茸多糖降脂的分子作用机制与调控肝脏脂质代谢关键因子SCARB-1F、CYP7a-1、SREBP-IC、PPAR-α的表达有关，姬松茸多糖能够从多途径抑制内源性胆固醇和甘油三酯的合成，从而降低血脂水平[11]。通过高脂饮食喂养诱导Wistar大鼠建立高脂血症大鼠模型，探究灰树花多糖的降脂活性，研究结果表明，灰树花多糖能够上调AMPK-α、PPAR-α、GK和CYP7A1基因的表达，和下调SREBP-1c、FAS、ACC和PEPCK基因的表达，从而缓解高血脂症大鼠体内的脂质代谢紊乱[12]。PANYY等[13]的研究也证实灰树花多糖能够通过调控CYP4A1、ACC、TNF-α、SOCS2和CYP7A1信号分子的表达来调节高脂饮食模型大鼠的脂代谢紊乱。
3食用菌多糖提高胆汁酸合成途径的研究
在体内环境中，胆汁酸常以胆酸盐的形式存在。食用菌多糖与胆酸盐结合后能够抑制胆汁酸的重吸收作用，提高胆汁酸合成途径，减少机体内胆固醇的堆积，起到降脂的作用。胆汁酸作为重要的信号分子，通过激活特定的受体，能够促进糖脂代谢的平衡，由此在肠道形成保护屏障，有效阻遏氧化应激反应对机体造成的损伤。研究表明榛蘑多糖具有很好地结合牛磺胆酸钠的能力，降低牛磺胆酸钠含量，加快机体内胆固醇的分解，起到降血脂的作用[14]。李井雷等[15]以脂肪酶的抑制率及牛磺胆酸钠和甘氨胆酸钠与胆酸盐的结合率为指标，研究羊肚菌胞外多糖的降脂活性。研究结果表明羊肚菌胞外多糖对脂肪酶具有抑制作用，随着羊肚菌胞外多糖浓度的增加，牛磺胆酸钠和甘氨胆酸钠与胆酸盐的结合能力越强。当然，食用菌多糖提高胆汁酸合成的作用机制尚不明确，尤其是食用菌多糖进入体内后如何发挥相应作用还需进一步的探究。
4食用菌多糖调节肠道菌群的研究
食用菌多糖能够调节宿主的肠道菌群结构和种类。食用菌的种类不同，对肠道菌群的作用也有所不同。食用菌多糖主要通过2种途径影响脂代谢：改善肥胖等代谢紊乱、提高宿主免疫应答能力；改善肠道炎症、增强肠道屏障功能等。据报道，食药用菌多糖可以促进肠道益生菌的生长和繁殖，调节肠道菌群结构，维护和稳定机体正常的生理活动。食用菌多糖无法被胃肠道酶直接水解，大部分食用菌多糖需要进入肠道内经过肠道菌群的降解作用才能供机体进一步利用。食用菌多糖经肠道微生物降解后会产生乳酸、乙醇、琥珀酸和甲酸盐等中间产物。研究表明食药用菌多糖被肠道微生物降解后，会产生短链脂肪酸(SCFAs)。SCFAs中的丁酸能为肠上皮细胞提供能量并增加黏蛋白生成，有助于改善肠屏障功能；SCFAs还可以抑制I类核组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)，充当转录因子的配体及被G蛋白偶联受体(GPCR)识别，继而作为信号分子对宿主代谢、分化和增殖进行调节[16]。
据报道，肠道菌群失调与多种疾病的发生息息相关，如肥胖、1型和2型糖尿病、肠易激综合征、肝脏疾病、结肠癌、炎症性肠病、异常的免疫反应和多器官衰竭等疾病[17]。灰树花多糖能够降低厚壁菌门和拟杆菌门的比例以调节调节大鼠肠道菌群的组成结构，从而增加非酒精性脂肪肝大鼠肠道中的总短链脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的含量。灰树花多糖能够促进肝脏中胆汁酸的合成和排泄，从而抑制高脂饮食引起的高脂血症[18]。灵芝多糖能够增加高脂血症大鼠肠道中的丁酸和总短链脂肪酸的含量，调节肠道菌群组成结构以减轻高脂血症大鼠的脂质代谢紊乱[19]。SUAX等[20]经体外发酵实验研究发现，金针菇多糖能够增加双歧杆菌和拟杆菌的数量，减少毛螺杆菌和肠球杆菌的数量，从而改善肠道菌群的结构。ZHAORQ等[21]研究发现，黑木耳多糖能够降低厚壁菌门和拟杆菌门的比例，增加小鼠肠道微生物的多样性。茯苓多糖能够减轻ob/ob小鼠的肝脂肪变性，增加产生丁酸盐的细菌数量，促进肠黏膜完整性，从而改善ob/ob小鼠脂质代谢的紊乱。由此可知，食用菌多糖有可能通过调节肠道菌群起到降脂和改善肥胖的作用。冬虫夏草多糖能够改善肥胖引起的肠道营养不良和肠漏，降低拟杆菌门细菌的数量，增加放线菌门和酸杆菌门的细菌数量以调节小鼠肠道菌群结构。并且冬虫夏草多糖能够缓解代谢性内毒素血症、炎症和血脂异常，进而调节糖脂代谢[22]。在小鼠的高脂饲料中添加1%和5%的杏鲍菇多糖连续给予16周，结果表明杏鲍菇多糖能改变小鼠肠道中的微生物群落结构，降低罗斯氏菌和乳杆菌数量，增加狄氏副拟杆菌，粪厌氧棒状菌和梭状杆菌数量，增加胆汁酸的分泌等途径，从而达到抗肥胖和降低胆固醇的作用[23]。将、、mg/kg香肉齿菌多糖给药于高脂饲料诱导的肥胖雄性C57BL/6J小鼠16周，能下调厚壁门和拟杆菌门的比例，增加肥胖小鼠肠道中乳酸杆菌属、拟杆菌属和艾克曼菌属的细菌数量。由此表明，香肉齿菌多糖可以调节高脂饮食诱导的肠道菌群失调，能够作为预防肥胖症及其相关代谢疾病的潜在健康补品或益生元[24]。综上可知，食用菌多糖具有调节肠道菌群的作用，主要是通过增加肠道中的有益菌数量，减少肠道中的有害菌数量，达到维持肠道菌群平衡，调节人体免疫力的目的。
5食用菌多糖减轻氧化应激反应
氧化应激是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态。活性氧自由基(ROS)不断过量积累，使机体组织细胞、蛋白质和核酸等生物大分子受到损伤。在高脂血症患者体内由于脂代谢发生变化会诱导机体产生过量的活性氧，由此成为高脂血症及并发症发生发展的启动因子。氧化应激会通过基因、信号传导、细胞和组织功能等多种途径在不同水平上削弱机体功能，导致机体抗氧化系统发生变化，造成细胞和组织的损伤，由此引发高脂血症以及并发症的形成，如脂肪肝、肥胖、血管病变等疾病的发生。因此，可以通过抑制氧化应激改善脂质代谢的紊乱。赵化杰[25]研究发现黑皮鸡枞菌菌丝多糖能够明显提高肝损伤小鼠肝脏组织中的抗氧化酶活性，降低丙二醛和脂质过氧化物含量。黑皮鸡枞菌菌丝多糖的体内抗氧化活性是通过上调血红素加氧酶-1和红系衍生的核因子2相关因子2的基因和蛋白的表达，达到减少细胞中ROS水平。黑木耳多糖能增加氧化损伤的HepG2细胞中的超氧化物歧化酶，谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶含量，抑制活性氧的产生，起到抗氧化的作用[26]。ZHAOHJ等[27]研究发现硫磺菌多糖具有较高的还原能力，能够清除羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基，增加机体抗氧化剂能力，并减少酒精性脂肪肝小鼠的脂质过氧化。采用mg/kg蛹虫草多糖以灌胃方式给予2型糖尿病小鼠，连续给药4周，结果表明蛹虫草多糖能使2型糖尿病小鼠血清中的TC、TG和MDA含量降低，并且改善糖尿病小鼠的胰岛素抵抗，增强抗氧化酶的活性。该结果提示蛹虫草多糖降脂作用与机体氧化应激反应有关[28]。灵芝多糖能够增加小鼠胰腺中ROS的清除率，减轻胰腺的氧化损伤[29]。毛头鬼伞多糖具有抗氧化和保肝的作用，给予酒精性脂肪肝小鼠mg/kg毛头鬼伞多糖，给药时间为14d，结果表明毛头鬼伞多糖能明显降低酒精性脂肪肝小鼠肝脏和血清中脂质水平，显著增强抗氧化酶活性，从而改善酒精性脂肪肝小鼠机体内的脂质代谢紊乱[20]。
6结论与展望
综上所述，食用菌多糖具有预防和治疗高脂血症的作用。在降脂方面，食用菌多糖主要通过抑制或促进相关脂代谢酶，脂代谢相关因子的表达，提高胆汁酸合成途经活性，调节肠道菌群和减轻氧化应激反应等途径改善脂质代谢紊乱。
目前，关于食用菌多糖降脂活性及其作用机制已取得很大进展，具有降脂作用的食用菌多糖在功能性食品领域具有广阔的应用前景，但也存在一些问题有待解决。比如，关于食用菌多糖降脂的研究主要集中于动物或细胞层面，涉及临床研究的报道相对较少。关于食用菌多糖对高脂血症引起并发症的相关研究相对较少。为了进一步验证食用菌多糖的降脂作用机制，后续应开展人体临床试验，并结合宏基因组学、代谢组学和其他多组学分析技术，以充分了解食用菌多糖对高脂血症的预防和治疗作用。
参考文献
[1]邓梦雅,李荣波,彭祖茂,等.以营养素度量法评价食用菌营养价值[J].食品科技,,44(7):-.
[2]WANGQ,WANGF,XUZH,etal.Bioactivemushroompolysaccharides:areviewonmonosaccharide
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