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用槲皮素對抗認知衰退:這種抗氧化劑如何保護老化的大腦

槲皮素的最大飲食來源是蘋果、洋蔥、辣椒、綠葉蔬菜、莓果、蘆筍和酸豆,這使得槲皮素成為美國飲食中最常食用的類黃酮。

隨著年齡的增長,認知能力下降是我們社會最擔心的問題之一——這是有充分理由的,因為失去記憶、思想和個性是一個毀滅性的場景。 65 歲以上的美國人中有十分之一,85 歲以上的美國人中有近三分之一患有某種形式的認知能力下降,研究人員和患者都在尋找應對這種下降的方法。 雖然目前還沒有治療認知障礙的方法,但許多天然化合物在保護大腦方面表現出了良好的前景。 在一個 最近的研究來自中國廣州的研究人員補充了抗氧化劑槲皮素可能是這些化合物之一的證據。 

認知能力下降的細胞級聯反應

儘管認知能力下降和阿茲海默症源於多種潛在原因,但許多研究人員認為,大腦中的發炎和氧化壓力是這些疾病的根源。 神經發炎是一種免疫反應,主要由中樞神經系統中的兩種細胞發起:稱為小膠質細胞的免疫細胞和構成大腦大部分的稱為星狀細胞的支持細胞。 雖然這些細胞對於大腦功能至關重要,但過度活化時也會導致認知能力下降和大腦功能受損。 

與身體其他部位一樣,大腦中的急性發炎對於促進損傷後的癒合是必要的。 如果不加註意,這種神經發炎可能會變成慢性,導致損傷和大腦相關疾病。 NLRP3 發炎小體蛋白複合物的過度活化也與認知能力下降有關,因為這種複合物會引發一系列促發炎細胞因子和損害腦細胞的化合物。 

導致認知能力下降的第二個關鍵因素是大腦中的氧化應激,其特徵是活性氧(ROS)或自由基的積累。 當沒有足夠的抗氧化劑來中和這些不穩定的發炎化合物時,它們就會積聚起來,對細胞、蛋白質和 DNA 造成損害。

認知能力下降是由神經發炎和氧化壓力引起的

槲皮素保護老化大腦的探索

槲皮素是類黃酮家族中的一種化合物,類黃酮家族是一組在水果、蔬菜和草藥中發現的富含抗氧化劑的分子。 槲皮素的最大飲食來源是蘋果、洋蔥、辣椒、綠葉蔬菜、莓果、蘆筍和酸豆,這使得槲皮素成為美國飲食中最常食用的類黃酮。 然而,許多人選擇槲皮素補充劑(典型劑量範圍為 500 毫克至 2,000 毫克),因為估計飲食中槲皮素的攝取量僅為每天約 15 至 50 毫克。 

先前的研究表明,槲皮素可以跨越循環血液和神經系統(稱為血腦屏障)之間的高度選擇性邊界,將這種化合物與改善大腦健康和認知聯繫起來。 由於其抗氧化特性,槲皮素可降低活性氧水平,而活性氧在大腦中累積時會導致發炎和神經元功能障礙。 

除了提供有效的抗氧化活性外,槲皮素還顯示出作為抗衰老化合物的前景,因為它可以提高 SIRT1 的水平,SIRT1 是沉默調節蛋白家族中調節壽命的蛋白質。 SIRT1 活性增加被認為對大腦相關疾病具有保護作用,因為該蛋白質在神經元中高度活躍,並在記憶形成中發揮作用。 此外,患有阿茲海默症或輕度認知障礙的患者 展示 sIRT1 水準顯著降低。 

有了這些知識,李和同事撰寫了一項研究,發表在 食物與功能 2020 年 12 月,旨在發現槲皮素是否可以透過保護大腦免受發炎、減少氧化壓力和增加老化小鼠 SIRT1 活性來對抗認知能力下降。 

從增強記憶力到對抗炎症,槲皮素稱王稱霸

除了健康小鼠作為對照組外,研究小組還使用了 7 個月大的小鼠,它們是與年齡相關的認知障礙的遺傳模型。 接著將老化小鼠分為三組:不治療老化組、低劑量槲皮素老化組(QL;35 mg/kg)和高劑量槲皮素老化組(QH;70 mg/kg)。 根據人體平均體重 62 公斤(136.4 磅)計算,低劑量和高劑量的槲皮素分別為 2170 毫克和 4340 毫克。

經過四個星期的治療後,補充槲皮素的小鼠大腦健康的多個方面都得到了改善。 在空間學習和記憶測驗中,QL 組和 QH 組的分數都有所提高,其中 QH 的提高幅度更大。 由於阿茲海默症的常見早期症狀是記憶障礙,尤其是短期記憶和學習保留能力,這些結果表明槲皮素可能能夠緩解這種下降。

槲皮素還可以減少海馬體(與記憶和學習相關的大腦區域)的氧化壓力和炎症,這可以透過降低ROS 和脂質氧化標記物丙二醛(MDA) 水平以及降低促炎細胞因子的活性來觀察。 

也測量了其他三種與大腦健康有關的蛋白質:腦源性神經營養因子 (BDNF)、神經生長因子 (NGF) 和突觸後密度蛋白 95 (PSD95)。 這三種化合物對於神經元的生長、存活和維持至關重要,並有助於增強神經可塑性——大腦透過形成新的神經連接來生長和適應的能力。 槲皮素治療逆轉了老年小鼠的海馬神經元損失,並改善了 BDNF、NGF 和 PSD95 的下降,尤其是在高劑量組。 

腦源性神經營養因子 (BDNF)、神經生長因子 (NGF) 和突觸後密度蛋白 95 (PSD95)。 這三種化合物對於神經元的生長、存活和維持至關重要,並有助於增強神經可塑性——大腦透過形成新的神經連接來生長和適應的能力。

槲皮素治療也增加了 SIRT1 活性,並阻止了認知障礙老年小鼠中 NLRP3 炎性體的增加。 正如預期的那樣,老化小鼠的 SIRT1 水平低於健康對照組。 槲皮素有效扭轉了這種下降趨勢; 經過 4 週的補充期後,QL 組和 QH 組小鼠的海馬 SIRT1 水準與對照組相當。 

最後,QH 組的海馬星狀細胞活性標記物水平降低,顯示較高劑量的槲皮素可以防止星狀細胞過度活化而引發發炎。 先前的研究發現星狀細胞功能受損會加速大腦衰老,這些結果為使用槲皮素預防認知能力下降提供了越來越多的證據。 

然而,儘管在動物身上取得了這些有希望的結果,但人體補充槲皮素的試驗並不總是能產生同樣有益的認知結果。 這種差異可能是因為槲皮素在人體腸道中的生物利用度較低,這意味著我們的身體很難有效地消化和吸收它。 此外,雖然槲皮素可以穿過血腦屏障,但該化合物到達大腦的滲透性可能太低,不會影響認知。 未來的研究可能需要解決這些缺陷,然後我們才能看到人類的認知能力得到同樣的改善。 由於補充槲皮素是安全的且風險較低,因此服用它可能沒有什麼害處,但您也可以嘗試增加蘋果和洋蔥的攝取量。


參考: 

Costa LG、Garrick JM、Roquè PJ、Pellacani C。槲皮素的神經保護機制:對抗氧化壓力等。 氧化醫學細胞壽命更長。 2016;2016:2986796。 土井:10.1155/2016/2986796

Kumar R、Chaterjee P、Sharma PK 等人。 Sirtuin1:一種有前途的血清蛋白標記物,用於早期檢測阿茲海默症。 公共圖書館一號. 2013;8(4):e61560。 發佈於 2013 年 4 月 16 日。doi:10.1371/journal.pone.0061560

李華,陳福傑,楊文麗,喬慧珍,張世傑。 槲皮素透過抑制 NLRP3 發炎體活化改善老化小鼠的認知障礙[線上提前印刷,2020 年 12 月 18 日發布]。 食品功能。 2020;10.1039/d0fo01900c。 土井:10.1039/d0fo01900c



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