麦角硫因是一种从饮食中获取的抗氧化剂,可能支持健康老龄化、认知功能和心血管健康。当前证据表明它具有保护性生物学作用,但大规模临床试验仍需进行以确定其治疗和营养意义。
引言
麦角硫因(EGT),一种独特的含硫氨基酸,正逐渐被视为支持健康老龄化、线粒体呼吸和代谢功能的关键微量营养素。尽管它尚未被正式归类为维生素,但基于其特定转运蛋白和在组织中的长期保留特性,多位作者已提出将EGT作为"长寿"或"应激"维生素的候选物质。本文讨论了EGT的生理益处、生物学作用、真菌来源以及临床建议的健康益处。
什么是麦角硫因?
麦角硫因是一种天然含硫氨基酸组氨酸衍生物,于1909年首次从麦角菌(Claviceps purpurea)中分离出来。
动物和人类无法自然合成麦角硫因;因此,这种生物活性物质只能从饮食来源获取。麦角硫因主要由真菌和某些细菌产生,其中蘑菇被广泛认为是人类最重要的饮食来源。
阿姆斯(Bruce Ames)于2006年最初提出的"微量营养素分配理论"(Triage Theory)认为,当微量营养素水平较低时,身体会优先将其用于即时生存和繁殖,而牺牲支持长期健康的功能。根据这一理论,像麦角硫因这样的营养素长期低水平缺乏可能不会导致急性明显疾病,但可能导致细胞损伤,加速心血管疾病(CVDs)、癌症和代谢综合征等与年龄相关的慢性疾病的发生。
抗氧化和细胞保护特性
在生理pH值下,麦角硫因以稳定的硫酮互变异构体形式存在,而非不稳定的硫醇形式。这种化学特性使麦角硫因具有高度抗自氧化能力,这是与其他硫醇(如谷胱甘肽)相比的独特属性,使其能在组织中持久存在。
麦角硫因是一种多功能的活性氧和活性氮物种清除剂,从而保护DNA、蛋白质和脂质等关键生物分子免受氧化损伤。麦角硫因的其他细胞保护特性包括螯合氧化还原活性金属离子以防止生成极具破坏性的羟基自由基,以及调节核因子κB(NF-κB)等关键炎症信号通路。
线粒体功能
最近的研究在临床前模型中建立了麦角硫因与改善有氧运动表现之间的关联,同时减少了氧化应激并保留了早期肌肉恢复信号。然而,目前缺乏麦角硫因增强人类线粒体呼吸的直接证据,现有的动物数据主要表明其在运动引起的应激下具有细胞保护作用,而非作为能量生产调节剂的明确主要作用。
转运蛋白(OCTN1)在组织中的分布
人体利用代谢能量表达溶质载体家族22成员4(SLC22A4)转运蛋白。SLC22A4也被称为麦角硫因转运蛋白(ETT),历史上称为有机阳离子转运蛋白新型1型(OCTN1),负责吸收饮食中的麦角硫因并介导其在组织中的分布和肾脏重吸收。
机制研究表明,SLC22A4并非普遍表达;相反,它集中在易受氧化应激和炎症影响的组织和细胞中,如骨髓、发育中的红细胞、单核细胞、巨噬细胞和特定上皮屏障,而其在中枢神经系统中的表达仍不确定。
饮食来源
麦角硫因的主要饮食来源是真菌。营养组学研究表明,蘑菇中麦角硫因的浓度显著高于任何其他人类可食用食物组。
然而,不同蘑菇种类中麦角硫因的含量差异很大。例如,特色蘑菇如平菇(Pleurotus ostreatus)、香菇(Lentinula edodes)、舞茸(Grifola frondosa)和猴头菇(Hericium erinaceus)通常比白蘑菇(Agaricus bisporus)含有更高水平。
尽管蘑菇是麦角硫因最集中的来源,但在豆类、燕麦以及肾脏和肝脏等内脏器官中也报告了微量麦角硫因。这些产品中麦角硫因的生物积累是由于植物和动物从土壤和环境中的真菌和细菌获取麦角硫因所致。
认知能力下降与神经保护
多项研究报告称,老年人血液中麦角硫因浓度较低与认知障碍发生率较高和认知能力下降速度加快一致相关。在一项纵向记忆诊所队列研究中,低血浆麦角硫因水平预测了长达五年内多个认知领域和功能测量指标的更快下降。
针对轻度认知障碍老年人的小型初步试验报告称,麦角硫因补充后学习和记忆结果有轻微改善;然而,样本量有限,结果需要在更大规模的研究中确认。
这一相关性证据得到了新兴干预数据的支持。一项针对有主观记忆抱怨的健康老年人的16周随机、双盲、 placebo对照试验评估了每日10毫克和25毫克麦角硫因剂量,结果显示补充是安全且耐受性良好的;然而,其对客观认知测量的影响有限。
具体而言,25毫克组在四周时报告了复合记忆的暂时改善,但未能持续。然而,观察到剂量依赖性改善的主观测量结果,25毫克剂量显著改善了前瞻性记忆和睡眠启动。
尽管这些发现表明一些益处,但仍需要更长的临床试验,特别是在基线认知功能较低或基线血浆麦角硫因水平较低的个体中。
心血管和代谢效应
一项广泛的基于人群的前瞻性研究对3,236名参与者进行了中位数为21.4年的随访。在该队列中,较高的血浆麦角硫因浓度与较低的心血管疾病(CVD)发展风险以及较低的心血管和全因死亡率显著且独立相关。
即使在调整传统心脏代谢风险因素后,这些关联仍然显著。机制支持主要来自细胞和动物研究,这些研究表明麦角硫因保护内皮细胞免受氧化应激,并可能限制缺血-再灌注损伤和血管功能障碍,而非来自大规模人类干预试验。
抗炎潜力
麦角硫因调节关键炎症通路,其转运蛋白(SLC22A4)中的基因变异与改变的免疫反应和对克罗恩病和类风湿性关节炎等慢性炎症疾病的易感性相关。这些关联反映了转运蛋白相关的免疫失调,而非麦角硫因缺乏的直接证据。因此,麦角硫因有效转运到免疫细胞可能对维持免疫稳态至关重要。
研究缺口
尽管证据令人信服,但仍存在重大研究缺口,这阻止了公共卫生当局发布麦角硫因指南。
最佳摄入水平
尽管人类研究已安全使用高达25毫克/天的剂量,但目前尚无建立的麦角硫因推荐膳食摄入量(RDA)或最佳摄入水平。欧洲食品安全局(EFSA)已批准一种新型合成麦角硫因,成人剂量为30毫克/天;然而,此剂量基于安全性考虑,而非功效。
临床试验数据
当前关于麦角硫因效应的知识基于人类观察数据和临床前机制研究。现有的干预试验是小规模的初步研究,虽然结果积极,但不足以确立预防或治疗慢性疾病的明确功效。因此,迫切需要大规模、长期的随机对照试验来确认麦角硫因补充与临床终点(如痴呆转化率和心血管事件)之间的因果关系。
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