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医学论文

人参对畜牧生产中消化和呼吸系统的调节作用及其机制

1人参及人参皂苷介绍

人参是指五加科中三七属的多年生植物物种。大量研究表明,人参可以缓解各种疾病和病症的症状,如糖尿病、高血压、胃溃疡、神经元疾病、疼痛、炎性疾病和癌症。其中,人参皂苷是人参中的主要生物活性化合物,大多数人参的药理和药效研究都集中在对人参皂苷的研究。研究成功证明,许多类型的人参皂苷在各种人类疾病中具有药理作用,如心血管疾病、神经元疾病、糖尿病、肥胖、皮肤病和癌症。许多研究表明,人参皂苷对风湿性疾病具有药理作用。

2人参活性成分对肠肺功能的影响

2.1人参功能成分对肠道功能的影响

据报道,小肠缺血再灌注模型下原人参三醇型皂苷Rg1可显著减少肠道细胞凋亡,降低肠道MDA和自由基含量,上调SOD和GSH活性,提高肠道抗氧化能力,降低机体IL-6TNF-α和IL-1β等促炎性细胞因子表达量,修复小肠黏膜损伤。原人参三醇型皂苷的抗炎效应不仅与其抑制炎性转录因子NF-κB活化、下调环氧化酶-2和一氧化氮合酶表达有关,还与其上调过氧化物增殖激活受体-γ和上调调节炎性与凋亡的Wnt/β-连环蛋白信号通路有关。体内研究发现,结肠炎时小鼠肠道双岐乳杆菌、乳酸杆菌丰度以及其分泌的β-葡萄糖苷酶活性较正常组均显著降低,相应的其对Rb1的药物代谢动力学参数减小,血清中Rb1最高浓度较正常小鼠降低33.75%,其代谢中间产物Rd含量较正常组降低47.14%,上述情况在添加人参多糖后人参皂苷在结肠炎小鼠肠道内吸收利用效率、β-葡萄糖苷酶活性以及菌群失调情况得到明显改善,其原因在于人参多糖上调双歧杆菌属、梭菌属和优杆菌属等肠道有益菌丰度后,这些有益菌分泌的β-葡萄糖苷酶、α-鼠李糖苷酶等增加,进一步有利于肠内初级人参皂苷去糖基化变成生物活性更高的次级人参皂苷。人参多糖除了上调肠道有益菌丰度增加人参皂苷去糖基化酶分泌而促进人参皂苷酶解、吸收、转运外,上调的益生菌还可增加肠道短链脂肪酸含量,进而调控肠道调节性T细胞(Treg)一方面表达具有抗炎功能的Foxp3和IL-10,另一方面抑制CD4+T细胞增殖,减少肠内炎症反应。由以上可知,人参皂苷和人参多糖在肠内与微生物存在双向调节作用,即人参皂苷经相关炎症信号通路修复肠道损伤,而人参多糖调节肠内有益微生物,肠内有益微生物丰度增加亦能促进人参皂苷生理效应发挥,形成人参功能成分与肠道功能的良性循环。

2.2人参功能成分对肺部功能的影响肠道生理状态影响肺部功能,如肠道渗透性增加会影响肺部结构。据报道,小鼠气管内注射大肠杆菌感染肺部后,经腹腔注射Rb1可有效上调肺部p38丝裂原活化蛋白激(p38MAPK)磷酸化,提高肺部巨噬细胞对大肠杆菌的吞噬能力。在肠道缺血再灌注模型下Rb1可显著降低肺部MDA和TNF-α含量,下调炎性指示指标MPO活性。这不仅与Rb1下调炎性细胞细胞间黏附分子-1ICAM-1)和NF-κB表达有关,还与上调肺部抗炎相关的血红素加氧酶-1HO-1)、核因子红细胞-2相关因子(Nrf2)表达有关,进而减少肠缺血再灌注引起的炎性细胞在肺部聚集,降低肺部湿重/干重比,缓解肺部组织水肿。不仅原人参二醇型皂苷对肺部炎症有效,原人参三醇型皂苷对肺部功能也有一定效果。此外,心肺是联动器官,Rg1还能直接修复心肌毛细血管,促使骨髓干细胞转化为血管内皮细胞,确保心肌的供血充足,诱导内皮型NO合成酶合成,促进血管的生成。除了人参皂苷外,人参多糖对肺部也表现出一定保护作用。流感病毒感染小鼠后,人参多糖可使小鼠体重损失减少20%~25%,且随着人参多糖剂量增加小鼠成活率随之增加。此外,人参多糖处理流感小鼠后,其肺部病毒载量较对照组显著降低。人参多糖可提高雄性海兰白鸡、SPF鸡新城疫与禽流感抗体水平,提高机体抵抗力。这可能与人参多糖上调机体CD4+T细胞表面MHCII分子,增强抗原呈递作用有关。

2.3人参功能成分对肠肺神经功能的影响

外周器官活动受植物性神经的调节,尤其受胆碱能神经纤维支配,肠肺迷走神经功能异常时,机体消化、呼吸功能亦受到影响。如肠道炎症时血清乙酰胆碱显著减少,伴随迷走神经功能低下表现胃肠蠕动减弱,机体焦虑抑郁增加,炎性水平上升、肠黏膜上皮紧密连接蛋白表达下降,肠壁渗透性增加而出现“肠漏”;而且肺泡壁紧密连接蛋白Occludin水平降低,炎性转录因子NF-κB表达上调,但刺激迷走神经后情况得到缓解。Rb1不仅可下调肠肺炎症,降低肠肺促炎因子IL-1β、IL-6以及炎症转录因子NF-κB的表达,而且作为神经营养因子还可促进神经元突触和神经损伤后的神经再生,抑制受损神经细胞凋亡,并对缺血区周围神经细胞有保护作用,提高胆碱能神经元的抗损伤能力。除原人参二醇型皂苷外,原人参三醇皂苷Rg1亦可降低细胞凋亡蛋白酶-3表达,上调抗凋亡基因Bcl-2表达而达到保护机体神经的目的,这与Rg1调节Wnt/β-连环蛋白信号途径有关。此外,由于外周迷走神经受肠道双歧杆菌、乳酸菌等有益菌影响,因而Rb1和人参多糖上调肠道乳酸菌、双歧杆菌等有益菌也可能是其调节肠肺神经功能的途径之一。

小结

综上所述,人参功能性成分在肠肺功能调节方面的功能主要体现在抗炎症、菌群调节、抵抗力提升以及神经调理等方面。这些功能对目前畜牧养殖所面临的动物肠道和呼吸道调节具有一定的参考作用。但由于以往人参功能性成分在肺肠调节方面的研究大多集中在医学领域,因此其在畜禽上作用机制是否与医学领域一致仍需深入挖掘。

参考文献:

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