肉桂醛的体能代谢及作用途径

2017.08.14

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摘要:肉桂醛不仅具有抑菌作用,还可以通过抗炎和抗氧化等途径改善外界应激对机体产生的不利影响。本文就肉桂醛在体内的代谢部位及途径进行综述,以便更好的了解肉桂醛的作用机制。


关键词:肉桂醛  养分吸收  静脉  淋巴  代谢


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动物的健康生长需要通过对养分的采食、消化和吸收来实现,一部分营养物质在被动物采食后通过消化道上皮进入胃肠静脉,随后再通过肝脏进入下腔静脉,参与机体的代谢;另外一部分营养物质则通过淋巴干汇集到乳糜池,然后通过胸导管和左静脉角,参与机体代谢。肉桂醛是一种植物提取物,其既可以通过改变有害菌细胞膜或细胞壁的状态来杀菌,也可以通过改变机体的氧化还原状态来调控机体的健康。由于肉桂醛具有较强的还原性,进入体内后会迅速的转化为肉桂酸(Atul Bhattaram et al. 2002)。由于醛具有一定的还原特性,在肉桂醛转化为肉桂酸的过程中,必然会消耗机体内已有的自由基,改变机体的氧化还原状态。肉桂醛转化为肉桂酸的过程发生在采食、消化和吸收的全程中,其大部分代谢产物均会排除体外。


1 动物养分吸收转运途径


1.1 肠道动脉血和静脉血的流向


不同的物质在不同的肠段被吸收入血,如图1所示。大部分的有机物和维生素等在小肠中被吸收。后肠发酵产生的短链脂肪酸等在结肠等处被吸收入血。不同肠段吸收的物质由不同的静脉转运,但最终都转运至肝门静脉,并在肝内毛细血管作用后汇入肝静脉,向上汇入下腔静脉参与全身的血液循环。


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图1营养物质吸收与血液循环 



1.2 肠道淋巴液流向


淋巴的主要作用是参与免疫反应。同时其还会参与到部分营养物质吸收转运的过程中。如图2,特别是脂质的吸收,肠道吸收的脂质会通过淋巴干转运至胸导管前段的乳糜池中,随胸导管转运到机体的其它位置。


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图2 肠道中淋巴的流向


2 肉桂醛的代谢与转运


2.1 进入体内的肉桂醛迅速转化为肉桂酸

肉桂醛转化为肉桂酸的过程首先发生在胃肠内容物和胃肠粘膜中。若无包被等技术的支撑,有很大一部分肉桂醛会透过胃膜,进入门静脉。在SD大鼠上的研究发现,口服肉桂醛后,胃内容物中可以检测到微量肉桂酸,而肠道内容物中肉桂酸的含量则与肉桂醛含量接近;该试验同时也表明随着时间延长,30分钟后采食的肉桂醛和肉桂酸总的浓度降低了30%左右(Chen et al. 2009);综合来说,前者表明在肠胃内容物排空的过程中,大量的肉桂醛在肠胃内容物中转化为了肉桂酸;后者表明肉桂醛会透过胃膜吸收入血。肉桂醛可以在小肠细胞中快速的转化为肉桂酸。何平军(2010)用大鼠小肠液做的研究发现,在肠道黏膜液、浆膜液和肠道组织匀浆液中加入肉桂醛后,肉桂酸的产量及产生速率均快速增加(何平均 et al. 2010)。


肉桂醛摄入体内后可以快速的转化为肉桂酸,转化过程主要发生在进入下腔静脉之前。采食肉桂醛的试验表明血液中肉桂醛的含量远低于肉桂酸的含量,这说明在肉桂醛通过胃肠粘膜、肝门静脉和肝脏转运至下腔静脉的过程中几乎全部转化为了肉桂酸(Yuan et al. 1992); (苏爽 2010)。冯慧萍的试验也发现了相似的结果,对小鼠分别灌服肉桂油和肉桂酸的试验发现肉桂醛会使血液中肉桂酸高浓度长时间存在,而摄入肉桂酸后,血液中肉桂酸的则会快速消失(冯慧萍 2002)。肉桂醛的可能代谢途径如图1。





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图3 肉桂醛在体内的代谢途径 (Yuan et al., 1992)





肉桂醛进入体内后会出现在机体的各个位置,而产生的代谢产物几乎全部都会排出体外。鼠静脉注射肉桂醛的研究发现,血液中的肉桂醛随着时间的改变迅速降低,大部分肉桂醛最后会以马尿酸的形式排出体外,少部分会以葡萄糖苷-肉桂酸或游离肉桂酸形式排出体外。肉桂醛进入体内后会出现在不同的部位,其中血液和肌肉含量较高,表明肉桂醛或者其代谢产物会在吸收进入机体后分布在机体的不同部位。试验结果表明,72h后接近94%的肉桂醛通过尿液和粪便排出体外(Hoskins 1984)。




1.2 肉桂醛及其代谢产物的主导作用


肉桂醛的主要代谢产物为肉桂酸,肉桂醛有较强的抗氧化和抑菌能力,而肉桂酸抗氧化或抑菌能力的研究报道较少。肉桂醛具有抑制革兰氏阴性杆菌的增殖的功能,同时其可以增强动物体的抗氧化能力,减少或缓解炎症反应。肉桂醛的抗菌活性、抗氧化活性与醛基有关。肉桂醛的醛基易被细菌表面的亲水基吸附而进入细胞细胞壁,破坏细菌、真菌的细胞壁多糖结构,从而发挥抗菌作用。肉桂酸的作用机制还有待研究,在异丙肾上腺素(ISO)诱导心肌疾病的研究中发现,肉桂醛与肉桂酸都具有改善由ISO引起的血清抗氧化酶活力及炎症因子变化的能力,并且效果相似(Song et al. 2013)。而另一个研究则发现,当肉桂醛转化为肉桂酸后,对O₂¯没有清除的作用(赵春贵 et al. 2005)。暗示肉桂酸在体内可能通过其它途径增强机体抗氧化能力。



结论


       肉桂醛可以通过抗炎、抗氧化和抑菌等途径对动物体产生影响。但是由于肉桂醛具有很强的还原性,在采食、消化和吸收的过程中不可避免的被具有氧化能力的物质所氧化从而降低其有效性。为了更好地发挥出肉桂醛的抗氧化和抑菌作用特性,必须通过包被等加工工艺保护其有效成分,从而保证靶向实现其主导作用。




参考文献:


Atul Bhattaram, V., U. Graefe, C. Kohlert, M. Veit and H. Derendorf (2002). "Pharmacokinetics and Bioavailability of Herbal Medicinal Products." Phytomedicine 9: 1-33.




Chen, Y., Y. Ma and W. Ma (2009). "Pharmacokinetics and bioavailability of cinnamic acid after oral administration of ramulus cinnamomi in rats." European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics 34(1): 51-56.




Hoskins, J. A. (1984). "The occurrence, metabolism and toxicity of cinnamic acid and related compounds." J Appl Toxicol 4(6): 283-292.




Song, F., H. Li, J. Sun and S. Wang (2013). "Protective effects of cinnamic acid and cinnamic aldehyde on isoproterenol-induced acute myocardial ischemia in rats." Journal of Ethnopharmacology 150(1): 125-130.




Yuan, J. H., M. P. Dieter, J. R. Bucher and C. W. Jameson (1992). "Toxicokinetics of cinnamaldehyde in F344 rats." Food and Chemical Toxicology 30(12): 997-1004.等