LPS与健康详情大图

应对老龄化挑战,通过口服LPS膳食干预维护血流健康的循证新方案

连续摄入含LPS泛菌糖脂质的补充剂3个月对维持成人血流正常的影响

在日本出生率持续下降、人口深度老龄化的背景下,如何延长健康预期寿命并降低医疗成本已成为重要的公共卫生议题在此背景下,作为最经济、可持续的自我健康管理手段,通过膳食干预实现自主健康管理的策略日益受到重视。

 

LPS泛菌糖脂质作为一种具有免疫调节功能的天然物质,自Inagawa等人于1992年首次报道其生理效应以来,既往研究证实LPS作为革兰氏阴性菌细胞壁的核心成分,这种天然来源LPS并非毒素,而是关键的免疫调节因子可通过激活先天免疫系统中的巨噬细胞发挥调节作用(Inagawa, Kohchi & Soma, 2011其健康价值逐渐受到科学界关注。

 

目前,虽然已有研究表明LPS可能通过促进血管内皮生长因子表达、增强毛细血管生成等机制改善血流,但针对健康人群的临床证据尚显不足。本研究采用平行、双盲、随机对照试验设计,旨在探讨评估连续3个月摄入含LPS泛菌糖脂质的补充剂对维持健康成人血液参数正常化的影响,为通过营养干预手段维护血液循环健康提供循证依据。

 

中文翻译:


连续摄入含LPS泛菌糖脂质的补充剂3个月对维持成人血流正常的影响:一项平行、双盲、随机对照研究。

 

摘要

 

本研究通过平行组随机双盲试验,探究评估了含LPS泛菌糖脂质每片含LPS 201.5 μg)的膳食补充剂对维持正常血液指标的作用。研究实施前已进行筛选,选取血液参数处于正常值至临界值范围(即健康受试者)且具有参考值的成年男女受试者。服用该补充剂3个月后,结果显示糖化应激标志物HbA1c的变化率(基线值为1的比率)在LPS补充组显著降低。与对照组相比,指尖毛细血管数量也显著增加。这些结果表明,通过摄入LPS可有效维持血液指标的正常水平。

 

引言

 

在日本,随着出生率下降和人口老龄化加剧,从延长健康预期寿命和降低医疗成本的角度来看,通过饮食摄取实现自我健康管理的重要性日益凸显。

 

在此背景下,LPS作为一种食品成分,被认为对维持健康具有潜在价值Inagawa等,1992)。LPS作为革兰氏阴性菌细胞壁的构成物质成分通过调控先天免疫细胞——巨噬细胞发挥作用(InagawaKohchiSoma2011)。LPS通过附着于可食用植物或浮在空气中的形式存在于环境中,最新研究表明,人体免疫系统可通过饮食摄入环境中的LPS,也可通过自然呼吸接触LPSBraun-Fahrlander等,2002)来实现调控鉴于在中药材和食用植物中发现LPS存在Inagawa团队(1992)重点研究了天然摄入LPS的生理作用,并采用来自革兰氏阴性菌成团泛菌的LPS泛菌糖脂质进行口服和透皮摄入的安全性及效果研究。

 

在针对成团泛菌源LPS泛菌糖脂质生理作用的研究中,四项临床试验结果如下:

 

(1) 开放性研究(Nakata等,2009):9830-60岁成年受试者男性和女性连续3周每日摄入LPS 48.6μg 复合酢橘汁肩颈僵硬、倦怠、乏力、视疲劳及便秘症状得到显著改善。


(2) 双盲试验(Nakata等,2011):4740-70岁血糖血脂异常患者连续2个月每日摄入LPS 500μg Salacia茶后,糖化血红蛋白(HbA1c)与低密度脂蛋白(LDL指标显著下降。


(3) 双盲试验(Nakata等,2014):5240-79岁女性受试者连续 3 个月每日饮用含LPS 600μg 的豆奶后,骨密度降低趋势得到有效抑制。

 

(4)  开放性研究:2020-65岁成人受试者男性和女性连续1个月每日摄入LPS 1200μg 后,甘油三酯指标下降,且肩颈僵硬、倦怠、乏力、视疲劳与便秘症状呈现改善趋势。

 

由于这些研究结果已证实口服LPS的安全性,以及从改善(1)(4)中观察到的肩颈僵硬和视疲劳等症状体现出对维健康的有用价值,因此表明LPS很可能通过促进血液循环系统的改善发挥关键作用。

 

LPS可调控巨噬细胞活性。众所周知,巨噬细胞能产生具有血管扩张作用的一氧化氮(NO)。虽尚未有研究明确报道巨噬细胞源性NO对血管扩张的具体贡献,但这种可能性是存在的。

 

此外,巨噬细胞通过吞噬作用清除体内异常代谢物质基于此机制LPS可能通过增强巨噬细胞的吞噬功能,帮助清除血管内蓄积的变性异物,例如晚期糖基化终末产物(AGEs)、糖化血红蛋白(HbA1c)、氧化低密度脂蛋白(LDL)或甘油三酯等物质,从而有助于改善血

 

此外,血液循环功能与毛细血管数量密切相关。研究表明,巨噬细胞在 LPS 刺激下会产生血管内皮生长因子(VEGF)(Cattin 等,2015Spiller 等,2014)。因此,摄入LPS可能通过增强巨噬细胞的VEGF分泌,促进毛细血管新生,从而改善血液循环功能。

 

本研究为验证LPS在维持正常血流的功能,采用含LPS的补充剂和对照组,检测了糖化应激标志物HbA1c、氧化应激标志物氧化LDL以及指尖毛细血管数量并同时评估了安全性指标。

 

结果

 

1.受试者

 

本研究共纳入55名受试者完成筛选。研究启动后,共有三名受试者因以下原因退出:(1)研究开始后发现存在应排除的病情;(2)受试者因检查时间安排不便而主动退出;(3)助理研究者经访谈评估判断不宜继续参与研究。最终共有52名受试者(LPS补充组26人,对照组26人)参与数据分析。

 

两组受试者性别比例均为男性9女性17人。LPS补充组的平均年龄为37.8 ± 7.2岁,对照组的平均年龄为34.6 ± 9.9岁(表3)。

 

3.研究人群的基线特征

 表3.png

 

开始摄入时,LPS补充组的体重为 56.6 ± 10.4 kg、体脂率为 22.9 ± 5.4%,对照组分别为 56.8 ± 11.8 kg 22.9 ± 5.3%。两组内及组间的体重与体脂率均未观察到显著变化(4)。

 

4.体重和体脂测量

表4.png 

2. 血液检测

 

本研究结果显示:依据日本Ningen Dock标准(201441日修订版),在LDL、甘油三酯(TG)、白细胞计数(WBC)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、肌酐及C反应蛋白(CRP)等血液学参数中,各指标处于临界值或更高异常值的受试者人数为1-2例(表5)。

 

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5.数值处于正常范围和临界值附近的受试者数量变化

 

JDS 标准,基线时HbA1c(糖化应激标志物)处于临界值范围内的受试者,LPS补充组有 24 人,对照组有 20 人。包括临界值受试者在内LPS补充组在摄入3个月后HbA1c水平显著降低(表 5–7,图2)。

 

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2. LPS补充组与对照组HbA1c水平变化对比。检测时间点包括开始摄入前(0)、摄入后1.5个月及3个月。

 

LPS补充剂组与对照组中,低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、甘油三酯、白细胞计数(WBC)、红细胞计数(RBC)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、肌酐及C反应蛋白(CRP)等参数,在组内及组间均未呈现显著变化,且这些参数所有波动均维持正常范围内(表5-7)。

表6.jpg 

6.血液检测的测量

 

在氧化型低密度脂蛋白(oxidized LDL)与免疫球蛋白AIgA)的检测中,未设定正常/临界值范围,其测量结果在组内及组间均未观察到显著变化(表67)。

 

表7.jpg 

7.血液检查相对值


在本研究的3个月摄入期间,作为安全性标志物测定的白细胞计数(WBC)、红细胞计数(RBC)、天冬氨酸氨基转移酶(AST/GOT)、丙氨酸氨基转移酶(ALT/GPT)、肌酐、C反应蛋白(CRP)及免疫球蛋白AIgA)等参数的实测值未发生显著变化,因此证实LPS补充剂不存在安全性问题。

 

3. 血流

 

8.CAVI的测量


表8.jpg


LPS补充组和对照组中,组内和组间CAVI心踝血管指数)均未发现显著变化,且该参数始终保持在正常范围内,虽然基线时对照组CAVI显著较低,但3个月后无显著差异(表8)。

 

9.指尖毛细血管数量

表9.jpg

通过使用毛细血管血流评估系统,在指定视野内可确认的指尖毛细血管数量作为指标时,发现LPS补充剂组在3个月后指尖毛细血管数量与对照组相比显著增加(表9,图3)。 

 

3.LPS补充组与对照组各实验中血管数量的相对变化。


图3.jpg

 

4. QOL健康相关生活质量

 

在整个研究期间,各组间受试者的生活质量(QOL)各维度参数组内及组间均未发现显著差异。然而,在LPS补充组中,服用初期出现肩颈僵硬的受试者,其症状在3个月后呈现改善趋势(表10)。此外,服用初期“”的受试者仅有5人,而3个月后该群体数量翻倍至10人。

 

讨论

 

本研究为验证口服LPS补充剂对维持正常血的作用,采用双盲进行LPS补充剂的摄入实验。由于本研究旨在评估食品的功能性,因此受试者人群同时包含健康个体及代谢指标临界值者(如HbA1c/血脂临界人群)。

 

众所周知,LPS是一种内毒素,当革兰氏阴性菌感染时释放到血液中会引起严重炎症反应,另一方面,LPS又是一种普遍存在于环境中的物质。研究表明,经口服或经皮摄入的LPS并无毒性,反而有助于激活先天免疫。

 

本研究使用的LPS泛菌糖脂质源自小麦共生菌成团泛菌(Pantoea agglomerans。该LPSO-抗原部分鼠李糖和葡萄糖构成,其糖链长度较大肠杆菌更短(Inagawa等,1992)。通过染色体畸变试验(1.5mg LPS/板)、细菌回复突变试验(1.5mg LPS/mL)、单次给药毒性试验(600mg LPS/kg/天)以及28天重复给药毒性试验(300mg LPS/kg/天),已证实该LPS的安全性(Taniguchi等,2009)。本研究结果还证实健康受试者与临界状态受试者中,每日口服500 μg LPS均未发现任何不良事件。

 

Wiesner等人(2010年)在血液研究中指出,巨噬细胞及腹腔注射的LPS(一种巨噬细胞激活剂)可能加剧动脉粥样硬化。但本研究发现,作为动脉粥样硬化指标的CAVI在两组均未发生变化。于本研究对象为健康志愿者,我们虽不能否定Wiesner的研究结论至少通过口服给药方式而言LPS可能并非动脉粥样硬化的致病因素。此外,其他身体指标和血液学指标也未呈现显著差异。

 

本研究重点探讨了口服LPS对血液功能的改善作用。糖化血红蛋白(HbA1c)是血红蛋白与葡萄糖结合形成的晚期糖基化终末产物(AGEs)。本次研究中,两组中分别有18.2%的受试者处于HbA1c临界值范围。补充LPS经过3个月后,LPS组的HbA1c变化率显著下降p=0.007),且女性群体的改善效果更为显著,这可能是因为女性群体中处于HbA1c临界值的人数多于男性。该结果与Nakata等人(2011)的研究结果一致。由于巨噬细胞会识别并清除AGEs等变性蛋白(Ott等人,2014),HbA1c降低可能与口服LPS激活巨噬细胞的吞噬消除作用有关。另一方面,作为氧化标志物氧化低密度脂蛋白(LDL在两组中均未发生变化。本研究表明,两组受试者的LDL水平均处于正常范围。

 

本研究对指尖毛细血管数量与血液循环的关联性进行了探讨。高血压患者常表现为毛细血管密度降低,这一指标常被用于评估降压药物等治疗效果(Penna等,2008)。糖尿病患者同样表现出毛细血管密度下降的特征(Spiller等,2014由于毛细血管密度的增加与疾病改善密切相关(例如:胰岛素刺激下组织对葡萄糖的摄取效果依赖于毛细血管,或骨骼肌组织的氧扩散能力增强),因此毛细血管密度常被用作评估指标。在排除疾病因素的日常生活中,由于压力或衰老会导致毛细血管数量减少,因此通过检测观察毛细血管的数量和状态,可以有效评估抗压能力及血流改善情况。

 

本研究发现,LPS补充组的指尖毛细血管数量显著增加。由此我们提出新的假说:LPS可能通过刺激巨噬细胞产生血管内皮生长因子(VEGF来促进血管生成,从而有助于改善血流。

 

此外,本研究还将黏膜产生的免疫球蛋白AIgA作为次要指标进行检测。这是因为已有研究表明,舌下摄入LPS不仅能增强流感疫苗的免疫效果,还能促进作为黏膜免疫关键因子的IgA全身性诱导(Fukasaka 等,2015)。本研究中未观察到IgA水平升高,可能是因为实验期间未接触抗原所致

 

近期研究表明,口服和经皮摄入LPS对健康维护和疾病预防具有多重作用。已有报道指出,口服LPS可改善特应性皮炎小鼠的脱毛状况(WakameKomatsuInagawa Nishizawa2015),同时研究还发现,在人类真皮乳头细胞中,LPS刺激会以剂量依赖性方式显著提升血管内皮生长因子(VEGF)的基因表达水平(Wakame 等,2016)。更有研究证实,62.5%16例癌症患者中10例)处于缓解或改善状态的癌症患者通过口服LPS得到改善Morishima Inagawa2016)综合这些研究结果表明,LPS能根据不同疾病,有效促进症状缓解和改善。

 

研究结果显示,健康受试者口服LPS后,毛细血管数量增加且出现抗糖应激效应。由此表明口服LPS有助于维持正常血然而仍需进一步研究以确定维持血流所需的LPS最佳剂量

 

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