中國:黑靈芝多醣保護腸道,減輕致癌物丙烯醯胺的傷害

丙烯醯胺是食品高溫處理後常見的有毒物質,黑糖、吐司、咖啡都曾因它被點名而成為新聞事件的主角,但很快就被大家遺忘;也有專家點名洋芋片、炸薯條、炒青菜(大驚!)才是大家應該小心的大戶,但誰能不吃這些東西......換句話說,我們很容易吃到它,雖然好像不太容易吃超過,但受害的風險還是存在,而腸道就是它傷害的切入點。怎麼辦?多吃靈芝也許是個辦法。來自南昌大學的研究團隊透過動物實驗證明,來自黑靈芝子實體的活性多醣可以減輕丙烯醯胺造成的腸道損傷。

文/李孟庭(臺灣大學生化科技學系碩士班一年級)

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有些食物經過高溫烹調後,像是薯條、洋芋片、烘焙過的咖啡豆、油條等等,會產生一種有毒物質丙烯醯胺(acrylamide,簡稱AA)。丙烯醯胺具有神經毒性、基因毒性(遺傳毒性)與致癌性,加上它是水溶性分子,會被快速和有效的吸收,所以首當其衝的就是腸道上皮細胞。

對此,中國南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室的團隊,今年(2019)9月在《Food & Function》上發表了一篇論文,指出來自黑靈芝(Ganoderma atrum)子實體的活性多醣PSG-1可以有效保護腸道免受丙烯醯胺的傷害。

該研究團隊先前已經做過體外細胞實驗,證實丙烯醯胺對於腸道上皮細胞的毒性,以及黑靈芝多醣PSG-1可以透過抗氧化作用減輕丙烯醯胺的毒性。現在又進一步進行體內動物實驗,評估黑靈芝多醣PSG-1進到大鼠體內後,能否如預期般可以透過抗發炎、抗氧化,減少丙烯醯胺對於腸道的傷害。

 

黑靈芝多醣維持大鼠正常體重和腸道健康

該研究將大鼠分成7組,分別給予不同的餵食方案(如下表),連續餵食30天。其中用乙醯半胱氨酸(N-acetylcysteine,簡稱NAC)作為有效減緩丙烯醯胺傷害的對照組,乙醯半胱氨酸是一種抗氧化劑,會促進穀胱甘肽(GSH)合成,可以解毒、抗氧化。

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經過28天的實驗後,發現僅餵食丙烯醯胺的組別比起控制組體重減輕很多,且病理組織切片中(圖1 B)有較短的絨毛、較大的絨毛間距、較多發炎細胞和潰瘍,證明丙烯醯胺的確對大鼠腸道造成了傷害。

相對的,餵食200 mg的黑靈芝多醣PSG-1組體重明顯較丙烯醯胺組高,顯示黑靈芝多醣PSG-1可減緩丙烯醯胺對於大鼠體重下降的影響。另外,有餵食黑靈芝多醣PSG-1的組別(圖1 D-F),腸壁血管有較少的充血和出血、發炎細胞減少、微絨毛較密集且整齊排列,可見此多醣可保護大鼠在攝取到丙烯醯胺的狀況下,腸道依然維持一定程度的健康。

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圖1 大鼠的小腸病理組織切片

(A)控制組,(B)AA組,(C)NAC+AA組,(D)PSG-1-L+AA組,
(E)PSG-1-M+AA組,(F)PSG-1-H+AA組,(G) PSG-1-H組。
圖中黃線代表絨毛長度,黑線代表隱窩(crypt)深度。

 

黑靈芝多醣的抗氧化和抗發炎效用

在抗氧化實驗中,研究者檢測了大鼠小腸組織裡的三種抗氧化因子:穀胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)的活性,以及穀胱甘肽和體內不飽和脂肪酸被氧化後產生的有毒醛類丙二醛(MDA)的含量。當抗氧化因子活性高或含量高,表示抗氧化效果較好;如果丙二醛含量高,表示抗氧化能力較差。

結果顯示,丙烯醯胺會造成各種抗氧化因子活性下降、穀胱甘肽含量變低,有毒的丙二醛含量則提高很多。相較之下,有添加黑靈芝多醣PSG-1的組別,這些問題都會得到明顯改善,不僅丙烯醯胺的氧化傷害受到抑制,丙二醛的量也減少,各抗氧化因子的活性也都提高(圖2)。

在抗發炎實驗中,研究者檢測了大鼠小腸組織裡的三種促發炎因子(IL-2、IL-1β和TNF-α),以及兩種抗發炎細胞激素(IL-4和IL-10)。結果顯示,餵食丙烯醯胺會增加促發炎因子,且減少抗發炎細胞激素,而黑靈芝多醣PSG-1則可逆轉丙烯醯胺的影響,有效減輕大鼠腸道的發炎反應(圖3)。

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圖2 黑靈芝多醣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

 

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圖3  黑靈芝多醣PSG-1的抗發炎效用

(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

 

黑靈芝多醣保護腸黏膜與腸道功能

腸道組織中鹼性磷酸酶(ALP)的多寡,與腸道之消化與吸收息息相關;再者,腸道被丙烯醯胺傷害後,也會減少尿酸(UA)的排放,導致體內尿酸過高而有痛風等疾病的風險。實驗中發現黑靈芝多醣PSG-1可顯著降低大鼠腸道中的尿酸含量和鹼性磷酸酶活性。

此外,丙烯醯胺破壞腸黏膜會導致腸道通透性提高,使得腸黏膜中的D-乳酸(D-lactate)、一氧化氮(NO)和內皮素-1(ET-1)被釋放至血液裡,而根據實驗結可知,黑靈芝多醣PSG-1能有效降低實驗大鼠血液中這些物質的含量,顯示此多醣有保護腸黏膜的作用。

 

黑靈芝多醣抗丙烯醯胺的潛力值得探究

實驗結果證實,黑靈芝多醣PSG-1能大幅減輕丙烯醯胺對於大鼠腸道的傷害,且其效果在許多方面都與抗氧化力很強的乙醯半胱氨酸,有些甚至表現得比乙醯半胱氨酸更好。更重要的是,和健康大鼠相比,只餵食黑靈芝多醣PSG-1的大鼠並未出現明顯的差異和不良反應。

總的來說,這項在大鼠體內進行的研究,和之前體外試驗的結果相互呼應,證明黑靈芝多醣PSG-1可以保護腸道免受丙烯醯胺的損傷,也突顯出此多醣具有成為膳食補充劑的潛力。造成這個效果的原因有很多,像是透過減少腸上皮細胞之細胞毒性、減輕發炎反應、降低氧化壓力、調節腸道通透性、改善腸道吸收和消化功能等都可能包括在內。詳細分子的機制還需要更進一步的研究。

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〔資料來源〕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.