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从蘑菇里来的麦角硫因,要从健康产业崛起
2025-02-19 10:14 来源:新营养
蘑菇的角色已经超越了单纯的烹饪食材,越来越多的消费者意识到由真菌提炼的膳食补充剂可能带来多种健康益处,愿意尝试这些产品。根据SPINS的数据显示,截至2023年12月3日的52周内,蘑菇成为天然渠道中最畅销的25种成分之一,销售额同比增长了28%。在认知健康产品中,蘑菇更是名列前茅,其销售额较去年上涨了42%,其中灵芝的表现也颇为亮眼,成为最畅销的认知健康成分之一,销售额增长了21%。[1]
作为天然渠道中销售最好的免疫健康成分,蘑菇仅次于维生素C,销售额增长了6%。灵芝虽然在免疫健康类别中依旧排名前十,但销售额却下降了8%。这或许反映了消费者对免疫健康的关注有所减弱,转而关注认知健康问题。特别是在主流补充剂市场的认知健康领域,蘑菇的销售额实现了115%的显著增长。[1]
01Food & Function:麦角硫因或可延缓大脑衰老
近些年来,麦角硫因作为一种天然存在于多种蘑菇中的氨基酸衍生物正日益受到重视,相关的研究也在逐渐深入。这些研究为我们理解蘑菇的健康益处提供了新的视角,进一步推动了这一领域的探索。
其中,华中农业大学的研究人员在《Food & Function》期刊上发表了一篇题为"Ergothioneine improves cognitive function through ameliorating mitochondrial damage and decreasing neuroinflammation in a d-galactose-induced aging model"的研究论文。[2]
该研究表明麦角硫因(EGT)能改善因衰老引起的小鼠模型中的氧化应激、神经炎症和线粒体功能,从而提升小鼠的认知能力。这为应对因年龄增长导致的认知障碍提供了一种潜在的饮食干预策略。
研究人员通过使用d-半乳糖注射模型来模拟衰老引起的认知功能损害,来探讨EGT对d-半乳糖诱导的认知损伤的改善作用及其分子机制。该实验将50只小鼠随机分为五组,包括对照组、d-半乳糖模型组以及不同剂量的EGT处理组(10mg/kg(EL)、20mg/kg(EM)和40mg/kg(EH))。实验中观察了小鼠的体重、血糖水平、认知功能等多项指标。
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EGT对老化小鼠记忆损伤的影响
本研究通过新旧物体识别实验和水迷宫(MWM)实验来评估小鼠的识别记忆功能(图1)。新物体识别实验和MWM实验的代表性轨迹如图1a和b所示。d-半乳糖注射组的小鼠新物体识别指数显著低于正常对照组(P<0.01)。20mg/kgEGT能显著改善d-半乳糖注射小鼠的新物体识别指数(P<0.05)(图1c)。与此同时,与模型组相比,小鼠的运动距离显著增加,尤其是在40mg/kgEGT组(P<0.05)(图1d)。在MWM测试中,d-半乳糖组的逃逸潜伏期显著高于对照组(P<0.05),而EGT减少了d-半乳糖注射小鼠的潜伏期。d-半乳糖注射组穿越目标平台的小鼠数量显著低于对照组(P<0.05)(图1f)。经过40mg/kgEGT治疗后,穿越目标平台的小鼠数量显著高于模型组(P<0.05)。这些结果表明EGT可以有效减轻d-半乳糖引起的记忆损伤。
图1:EGT治疗对d-半乳糖诱导小鼠记忆损伤的影响
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EGT减少d-半乳糖引起的海马神经元损伤
与对照组相比,模型组小鼠大脑中的脑源性神经营养因子(BDNF)含量显著降低(P<0.05)(图2a),而EGT组(EM和EH组)的BDNF水平显著增加。类似地,模型组小鼠海马中的cAMP含量减少(图2b),而EM和EH组的cAMP水平显著增加(P<0.01和P<0.05,分别)。5-羟色胺(5-HT)主要分布在海马中,是参与认知功能和情绪调节的常见神经递质。20mg/kgEGT也逆转了5-HT水平的下降(P<0.01)(图2c)。在Nissl染色中,模型组小鼠海马中的神经元数量减少,Nissl小体染色较浅,细胞内Nissl小体减少或甚至消失,显示出空泡样变化和排列紊乱。EGT处理后,小鼠海马中的Nissl小体数量增加,而空泡样细胞数量减少(图2d)。此外,与对照组相比,模型组小鼠海马组织中p-TAU(p-TAU的水平通常用于评估神经元损伤或认知功能障碍的程度)的水平显著上调,如WesternBlot实验结果结果所示(图2e),而20mg/kg和40mg/kgEGT处理显著下调p-TAU水平(P<0.05和P<0.01,分别)(图2f)。
图2:EGT减轻d-半乳糖引起的小鼠海马神经元损伤
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EGT治疗对d-半乳糖小鼠神经炎症的影响
神经炎症是认知衰退的重要病理生理标志。图3a-b显示,经过40mg/kgEGT治疗,海马中的Iba-1水平显著降低(P<0.05),这表明小胶质细胞的活化减轻。同时,d-半乳糖也能诱导促炎细胞因子,例如TNF-α,而EGT治疗能逆转这些细胞因子的增加(图3c-e)。
图3:EGT治疗对d-半乳糖小鼠神经炎症的影响
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EGT减轻d-半乳糖小鼠的脑氧化应激
为了研究EGT对脑内氧化应激状态的影响,测定了小鼠脑组织中的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)(图4a-c)。与对照组相比,d-半乳糖小鼠的脑中MDA水平显著增加(P<0.05)。然而,所有EGT治疗组的MDA水平显著降低(P<0.05)。同样,EGT治疗上调了SOD水平,尽管没有显著性,EGT治疗组的GSH水平与d-半乳糖小鼠相比也显示出上升趋势。图4d-f显示海马中Nrf-2和HO-1的表达水平。结果表明,d-半乳糖小鼠海马中的Nrf-2和HO-1蛋白表达水平显著低于对照小鼠(P<0.001),而20mg/kg和40mg/kgEGT治疗显著增加了Nrf-2和HO-1的表达水平(P<0.01)。这一结果表明,EGT可以通过激活海马中的抗氧化防御信号改善d-半乳糖小鼠的脑氧化应激。EGT与Keap1的对接结果(图4g-h)显示,EGT完全嵌入Keap1的受体孔,形成良好的对接构象,结合能为-5.56kcal/mol。EGT能与孔内的氨基酸残基ARG415和LEU557形成稳定的氢键。对接结果分析显示EGT与ARG415形成了盐桥(图4i),这有助于对接结果的稳定性。
图4:EGT可减轻d-半乳糖小鼠的氧化应激
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EGT治疗对d-半乳糖小鼠突触功能的影响
为研究EGT对老化小鼠突触功能的影响,采用透射电子显微镜观察海马突触的结构变化。如图5a所示,d-半乳糖小鼠的突触长度、宽度和突触后致密物质数量显著减少,而EGT干预显著恢复了突触结构的损伤。同时,WesternBlot实验结果结果也表明,40mg/kgEGT显著提高了d-半乳糖小鼠海马中的PSD95水平(P<0.01)(图5b-c)。
图5:EGT对d-半乳糖小鼠突触功能的影响
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EGT治疗对海马线粒体功能的影响
通过透射电子显微镜观察海马中的线粒体超微结构。与对照组(图6a)相比,d-半乳糖组显示出海马线粒体肿胀、线粒体嵴破裂和线粒体膜破裂,而EGT组相比d-半乳糖小鼠显示出较少的线粒体损伤。图6b显示,老化小鼠中P-AMPK(P<0.001)、SIRT1(P<0.01)和PGC-1α(P<0.001)的表达水平较低,而EGT治疗显著增加了AMPK、SIRT1和PGC-1α的表达(图6c-e)。
图6:EGT处理对海马线粒体功能的影响
该研究表明麦角硫因(EGT)能有效改善因衰老引起的小鼠认知能力,主要通过减轻氧化应激、神经炎症及线粒体功能障碍。EGT显著提高了小鼠的BDNF和cAMP水平,逆转了神经元损伤,并降低了促炎细胞因子的水平。此外,EGT还增强了海马中的抗氧化能力,改善了突触结构及线粒体功能。
02“菌”无止境,蘑菇类产品蓬勃发展
随着蘑菇提取物的健康益处被广泛认可,市场上已经推出了多种基于蘑菇的产品。这些产品不仅包括传统的保健品和膳食补充剂,还有各类功能性食品和饮料。
KIKI Green推出了The eight mushrooms Blend,该产品内含火鸡尾蘑菇提取物、冬虫夏草、红灵芝、舞茸、香菇等混合蘑菇制成的蘑菇提取物滴剂;Carlyle推出了MUSHROOM BLEND,该产品内含8种不同类型蘑菇的独特混合物;FreshCap推出了ULTIMATE MUSHROOM COMPLEX,该产品内含狮鬃、灵芝、虫夏草、白桦茸、火鸡尾巴和舞茸。
图源:亚马逊
03小结
总的来说,蘑菇及其提取物的健康益处日益受到消费者的重视,尤其是在认知和免疫健康领域的应用潜力巨大。麦角硫因的研究进一步证实了蘑菇在抗衰老、抗氧化和神经保护方面的潜力,显示出其作为膳食补充剂的广泛应用前景。2025年2月8日,美国FDA正式公告,上海麦角硫因生物科技集团自主研发的Dr.Ergo®麦角硫因(L-Ergothioneine)原料通过严格的安全性评估,成功获得FDA的GRAS认证,将进一步推动麦角硫因市场的发展和产品的创新应用。
在健康产业日益发展的大背景下,蘑菇的市场前景值得期待。随着消费者对天然和有效成分的偏好,蘑菇提取物作为膳食补充剂的应用将持续增长,推动其在食品、保健品及药品领域的广泛应用。通过深入的科学研究和市场探索,蘑菇及其提取物将在未来的健康产业中占据更加重要的地位。
参考文献:
[1]Nutritional Outlook《Mushrooms are booming》
[2]Fangyang Chen,Botao Wang,et al. Ergothioneine improves cognitive function through ameliorating mitochondrial damage and decreasing neuroinflammation in a d-galactose-induced aging model.Food & Function. https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2024/FO/D4FO02321H
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