中國:抗氧化、護細胞,靈芝三萜降低酒精性肝損

喝酒傷肝。還好有靈芝護肝!福建農林大學發表在2019年1月《Food Chemistry》的研究指出,靈芝子實體乙醇萃取物中含有多種三萜成分,具有提升抗氧化酵素活性、抗發炎、避免細胞凋亡等功效,經動物實驗證實,可以有效減輕酒精所造成的肝臟損傷。

文/顏圓圓、劉原伯

20190215-0

 

文章版本一

文/顏圓圓(臺灣大學生化科技學系碩士班一年級)

過度飲酒傷肝,人人皆知。根據世界衛生組織2016年的統計,酒精過度攝取所導致的死亡人數竟高達三百萬人,相當於每二十個死亡人口當中,就有一人的死因是飲酒過度!

然而飲酒在人類的社交活動當中扮演相當重要的角色,喝酒應酬、聚會小酌,有時實在是難以避免。是否有什麼方法,可以在飲酒過後,幫助我們保護身體免於酒精的傷害?

2019年1月,福建農林大學食品科學學院的劉斌教授等人於《Food Chemistry》(食品化學)期刊上發表了一篇最新的研究,研究中指出,靈芝子實體乙醇(酒精)萃取物中含有多種三萜成分,具有提升抗氧化酵素活性、抗發炎、避免細胞凋亡等功效,經動物實驗證實,可以有效降低酒精所造成的肝臟損傷。

 

靈芝萃取物有效降低肝功能指數

當肝臟細胞破壞死亡後,肝細胞當中的兩種轉氨酶AST、ALT(又稱GOT、GPT)會被釋放到血液當中,因此造成血液中此兩種酵素的量提升。這兩種酵素在血液當中的含量,便被視為肝臟受損的指標。

研究人員通過管餵的方式讓小鼠每日攝取酒精三十天,同時給予靈芝子實體乙醇萃取物。實驗結果發現,每日攝取酒精一個月後的小鼠(Eth),AST與ALT明顯比正常的小鼠(NC)要高出許多;但若同時服用低、中或高劑量的靈芝萃取物(LG、MG、HG,劑量分別為10、30、50 mg/kg‧體重),這兩項肝指數都有顯著的下降,並且與給予肝炎臨床用藥聯苯雙酯(bifendatatum)的正控制組(PC)具有相近的效果(圖1),證實靈芝的乙醇萃取物確實能夠有效減輕酒精對肝臟細胞的傷害。

20190215-1

圖1 靈芝萃取物降低AST、ALT指數

 

靈芝萃取物提升抗氧化酵素活性

穀胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-px)與超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)是肝臟中兩個重要的抗氧化酵素,可幫助清除自由基、過氧化物等對肝細胞有害的物質,減少它們對細胞的傷害,此兩種酵素的活性,與肝臟損傷息息相關。

實驗結果顯示,攝取三十日酒精後的小鼠,其體內的GSH-px與SOD兩種抗氧化酵素活性皆顯著的下降;若同時服用靈芝萃取物,則這兩種酵素活性下降的情形則得到了明顯的改善(圖2),顯示靈芝萃取物可以提升此兩種抗氧化酵素的活性,進而保護肝臟。

20190215-2

圖2 靈芝萃取物提升抗氧化酵素活性

 

靈芝萃取物減輕酒精造成的肝臟損傷

研究人員近一步透過肝臟切片的方式,檢視靈芝萃取物對肝臟組織受損情形的影響。由圖可見,攝取酒精三十日後的小鼠肝臟組織(圖3b)明顯不如正常小鼠(圖3a)般排列緊密而有序,其肝細胞腫脹、壞死、排列紊亂,顯示肝臟受到嚴重的損傷。

但若同時攝取了靈芝萃取物,則可明顯扭轉損傷的情形:低劑量即可降低組織受損情形(圖3d),而中高劑量的靈芝萃取物則幾乎可以使肝臟組織維持正常型態(圖3e、f)。

20190215-3

圖3 靈芝萃取物降低酒精造成的肝臟損傷

 

靈芝萃取物調控酒精代謝相關蛋白
減少酒精代謝產生之活性氧化物

為了進一步瞭解靈芝萃取物對細胞的影響,研究團隊使用同位素標記相對與絕對定量技術iTRAQ(isobaric tags for relative and absolute quantitation)全面分析肝細胞中的蛋白質,發現分析的4042種蛋白質當中,有457種蛋白量在服用與未服用靈芝萃取物的兩組小鼠間有明顯的差距!這當中包含多種與能量代謝、脂質氧化、酵素合成等功能相關的蛋白,顯示靈芝萃取物從許多層面影響了細胞功能。

研究人員分析了這些蛋白之間交互作用的情形(圖4),找出了兩個功能重要且與其他蛋白多有關聯的蛋白進行近一步的深入研究:細胞色素P450 2E1(CYP2E1)與酒精去氫酶(ADH1)。此兩種蛋白皆能將酒精代謝為乙醛,是酒精代謝過程中的重要蛋白,然而細胞色素P450 2E1代謝酒精的同時會產生活性氧化物,大量的此種蛋白會導致分解酒精的過程生成較多的有害物質。

研究人員分析了細胞色素P450 2E1與酒精去氫酶的量,發現原本會受酒精所提升的細胞色素P450 2E1量,在服用靈芝萃取物的情況下會明顯地被降低(圖5a);相反的,分解酒精時不會產生活性氧化物的酒精去氫酶ADH1則得到了提升(圖5b)。透過這樣的改變,靈芝萃取物可以使酒精代謝的過程生成較少的活性氧化物,保護肝臟免受其害。

20190215-4

圖4 蛋白交互作用分析

(橘:受靈芝萃取物提升/紫:受靈芝萃取物降低)

 

20190215-5

圖5  細胞色素P450 2E1(CYP2E1)與酒精去氫酶(ADH1)的表現量

 

飲酒傷肝,靈芝護肝

上述研究當中,透過動物實驗,看到了酒精對肝臟的破壞性,也看見了靈芝對於肝臟的保護效果。實驗當中發現,攝取酒精的同時服用富含三萜類的靈芝乙醇萃取物,可以降低酒精對肝臟的傷害,降低肝指數、提升抗氧化酵素活性,並減少酒精代謝過程中產生的有害副產物。

酒精對於人體的傷害甚鉅,飲酒過度可導致肝炎、肝硬化甚至肝癌等疾病的產生,在全球造成相當嚴重的健康問題。面對這些疾病,科學家試圖從治療推展到預防層面的研究,期望透過有益的食品,從源頭降低疾病的產生。而本篇研究對靈芝在這方面功效的探討得到了相當正面的成果,確認透過服用靈芝乙醇萃取物能夠有效保護肝臟免於酒精傷害。

如何在飲酒後避免傷身?使用靈芝產品護肝或許是個不錯的選擇。不過,無論擁有再好的保護罩,要避免肝臟受到損害,最重要的還是飲酒需適度、適量,與其拿著靈芝這個盾牌衝進槍林彈雨,遠離敵人,才是根本之道!

〔資料來源〕Zhao C, et al. Hepatoprotective activity of Ganoderma lucidum triterpenoids in alcohol-induced liver injury in mice, an iTRAQ-based proteomic analysis. Food Chem. 2019 Jan 15;271:148-156.

...........................................................................................................................................................................

文章版本二

文/劉原伯(臺灣大學生化科技學系碩士班二年級)

酒精濫用成了人類文明化後的一大濫觴,每年也造成了全球兩百五十萬人死亡。酒精造成了酒精性肝炎與肝硬化等不同的肝臟疾病,也成為了醫學界竭盡所能地想治療與預防之疾病。

本篇作者為福建農林大學之學者,試圖佐證赤芝(Ganoderma lucidum)除了有抗癌症、抗纖維化、與保護肝臟免於鎘中毒與α-鵝膏蕈鹼中毒之急性肝炎外,想連結酒精濫用與靈芝之間的關聯為出發點,進而完成本篇研究。

本篇作者先使用Liquid chromatography and mass spectrometry來分析赤芝子實體乙醇萃取物中的主要成分(圖1),並將此赤芝萃取物(10、30或50 mg/kg)注入慢性酒精性肝受損之小鼠。實驗療程結束後檢測小鼠們的肝指數、肝臟抗氧化活性與病理切片觀察(圖2、圖3),同時進行iTRAQ (Isobaric tags for relative and absolute quantification)來檢測蛋白質的表現與調控(圖4、圖5)。

綜合以上之結果,作者除了解赤芝對於酒精性肝炎的保護力之外,也能更清楚了解赤芝對於肝臟的基因調控路徑,使赤芝對於酒精濫用的功效有更明確的了解。

20190215-6

圖1  赤芝子實體乙醇萃取物中的主要成分(靈芝酸與其衍生物)

 

20190215-7

圖2  可以明顯觀察到小鼠的肝指數(AST/ALT)、過氧化物酶(GSH-px)與超氧化歧化酶(SOD)皆和未服用靈芝萃取物的酒精濫用小鼠有顯處的差異。

〔#, p < 0.05 compared with NC; *, p < 0.05 compared with Eth。NC:正常小鼠;Eth:酒精濫用小鼠;PC:使用聯苯雙酯(肝炎治療藥物); LG:10 mg/kg赤芝萃取物;MG:30 mg/kg 赤芝萃取物;HG:50 mg/kg 赤芝萃取物〕

 

20190215-8

圖3  在組織染色中,a圖可明顯看到明顯的肝細胞與肝竇,細胞大小相同且細胞核鮮明。而b 圖酒精濫用小鼠出現了組織壞死與細胞核堆積。而使用赤芝萃取物之酒精濫用小鼠(d、e、f圖)都有回覆到藥物治療小鼠(c圖)之肝細胞狀況。

〔a= NC:正常小鼠;b = Eth:酒精濫用小鼠;c = PC:使用聯苯雙酯(肝炎治療藥物);d = LG:10 mg/kg赤芝萃取物;e = MG:30 mg/kg赤芝萃取物;f = HG:50 mg/kg赤芝萃取物。〕

 

20190215-9

圖4  蛋白質表現檢測與分類。在使用赤芝萃取物後的小鼠其增強了細胞進程,代謝進程和生物調節。而參與代謝功能的蛋白質主要包括蛋白質結合和催化活性增加。

 

20190215-4

圖5-1  蛋白質表現交互作用圖。細胞色素p450 2E1(CYP2E1)和醇脫氫酶1(ADH1)與大多數其他蛋白質相互作用(紫色:表現降低;黃色:表現增加)

 

20190215-10

圖5-2 西方墨點法檢測細胞色素p450 2E1(CYP2E1)和醇脫氫酶1(ADH1)表現量。細胞色素p450 2E1表現量在服用赤芝萃取物後有顯著差異地下降;而醇脫氫酶1表現量則是有顯著差異地上升。

 

在小鼠實驗中,可以明顯觀察到了肝臟在過量飲酒後的病變,可以利用赤芝乙醇萃取物得到改善。靈芝中的多醣和三萜類成分雖被提議作為對抗毒素誘導的肝損傷的保護活性負責的生物活性成分(Baby et al., 2015),但以往研究多指出赤芝中的多醣可以預防小鼠肝受損且尚未證實靈芝乙醇萃取物在體內對基於iTRAQ的小鼠酒精誘導的肝損傷具有強大的保護作用。

本篇論文作者利用赤萃取物可以進而改善酒精濫用之小鼠的肝功能(AST、ALT增加),且已達到了和藥物治療之效果,同時仍可增加肝細胞的抗氧化壓力與減少氧化副產物。而在酒精代謝中產生的過多氧化壓力,CYP2E1延長的酒精消耗與CYP2E1的酶促誘導產生乙醛和1-羥乙基等較毒之產物。而服用赤芝萃取物後可降低CYP2E1產生而減少毒性副產物生成,同時增加ADH來加速代謝酒精增加來保護肝臟免受酒精誘導而產生受損之狀況。且赤芝萃取物的肝保護活性在0.3 g/kg的劑量下是顯著的。

〔資料來源〕Zhao C, et al. Hepatoprotective activity of Ganoderma lucidum triterpenoids in alcohol-induced liver injury in mice, an iTRAQ-based proteomic analysis. Food Chem. 2019 Jan 15;271:148-156.