科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张降低血压

去体检时,血压几乎是必测项目。当查出有高血压时,那可得当心了。因为长期高血压是冠状动脉疾病、中风、心力衰竭、房颤、周围血管疾病、视力下降、慢性肾病和痴呆的主要危险因素[1-3]。


而就在2018年年初,北京阜外医院团队在全国开展的45万人抽样调查显示,按照我国现行的血压超过140/90mmHg作为高血压标准,全国范围内的高血压患者已经多达2.44亿人(23.2%)。

如果按照美国心脏协会(AHA)和美国心脏病学会(ACC)在2017年公布的新版高血压临床指南,将高血压的门槛降至130/80mmHg,那么我国成年人中高血压患者已经超过5亿[4]。令人触目惊心!


所幸,最近一项研究为我们带来了好消息。意大利科学家Carmine Vecchione带领的团队揭示了一种日渐风靡的”超级食品”——螺旋藻降血压的分子机制。


研究发现,这种降血压的功能来自于螺旋藻被消化后产生的一种短肽——SP6。这个SP6能够刺激内皮细胞释放信号分子NO,NO能介导血管的舒张,起到降血压的作用。这项研究成果发表在著名医学期刊Hypertension上[5]。


神奇的螺旋藻!科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张,降低血压丨科学大发现Carmine Vecchione教授(左)
这里需要提醒大家的是,我们看到各种广告里吹嘘螺旋藻有很多神奇的功能,比如“一克螺旋藻的营养价值等于一千克蔬菜和水果的营养总和”,这种吹得漫无边际的广告绝对是假的,千万不要相信。


不同的食物所提供的营养物质不一样,分别满足人体对各种不同营养物质的需求,没有什么食物是仙丹,平衡饮食才是合理的选择。


不过虽然没有吹得那么神乎其技,但螺旋藻确实有它的优点。


螺旋藻这类食物之所以流行起来,是因为人们发现它含有一些比较特殊的生物活性物质,能改善因长期不良生活和饮食习惯引起的慢性病,其中就包括对健康威胁最大的心血管疾病[6]。


神奇的螺旋藻!科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张,降低血压丨科学大发现

之前有研究指出,螺旋藻能够改善心血管疾病,这种功能可能来自于其被胃肠道消化后留下的短肽[6]。不过,由于氨基酸组成的肽链序列千变万化,人们并不清楚是到底是哪一种短肽在发挥作用。


Carmine Vecchione博士决定一探究竟,寻找到这个能够守护人体健康的小分子。


Carmine团队构建了一个体外的人体胃肠道消化(GID)模型,用来模拟螺旋藻在人体中的消化环境。当将螺旋藻消化完后,研究人员在小鼠模型中试验了这些消化产物的作用。证实螺旋藻确实具有舒张血管、降低血压的功能,并且所用螺旋藻消化物的剂量越大,效果越好。


神奇的螺旋藻!科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张,降低血压丨科学大发现体外GID模型

当研究人员将小鼠血管的内皮细胞移除后,这种效果就不存在了。这说明,螺旋藻消化物可能就是通过靶向血管内皮细胞,来实现血管舒张的。而且,当研究人员用一种小分子抑制剂抑制内皮细胞一氧化氮(NO)合酶(eNOS)时,螺旋藻消化物的血管舒张功能同样被阻断了。


他们用液相色谱和质谱技术对消化物里的肽段序列进行了分析,最终发现螺旋藻消化产物中起作用的肽段,将它命名为SP6。


当单独用SP6进行实验时,发现只需要SP6便能代替螺旋藻消化物完成降血压的作用。研究人员给患高血压的小鼠口服10mg/kg剂量的SP6,发现在4-8小时后便能大幅降低小鼠的收缩压。通过血液动力学的实验也证明了这一点,口服SP6 4小时后,肠系膜动脉的血压有明显的降低。


并且,服用的SP6越多,降压效果越好。


神奇的螺旋藻!科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张,降低血压丨科学大发现SP6降压效果明显
而当将内皮细胞NO合酶(eNOS)敲除后,SP6便不能起作用了,表明SP6的降血压功能与NO的代谢有关系。


随后,研究人员通过小分子抑制剂阻断了几条与eNOS上游的几条信号通路,发现当PI3K/AKT通路被阻断时,SP6也无法发挥功能了。而当给小鼠服用SP6后,通过Western检测证实肠系膜动脉中PI3K/AKT/eNOS信号通路被激活了,进而增加了NO的释放。


NO可是人体的一个明星分子,它能向细胞传递特定的生物信号,控制血管的舒张和扩展,控制血流。NO这个功能的发现在人类心血管疾病的治疗中发挥了重要作用,而发现人Louis Ignarro博士也被授予了1998年的诺贝尔生理学或医学奖[7]。


本研究从分子层面上明确证实,螺旋藻在胃肠道被消化后,产生的多肽SP6能激活PI3K/AKT/eNOS信号通路,增加NO的产生和释放,进而能起到调节血管舒张的功能。


神奇的螺旋藻!科学家证实螺旋藻的消化产物可以促进血管舒张,降低血压丨科学大发现
SP6发挥作用的分子机制


本文作者指出,人体NO代谢的失调与心血管疾病息息相关。考虑到SP6来源于食物,在可及性和安全性上都有无与伦比的优势,因而对于心血管疾病的预防具有重要意义。


当然,作者也表示这项研究还有一些局限,考虑到SP6在动物体内受代谢和排泄的影响,10mg/kg可能并不是一个最优的剂量,还需要进一步探索和优化。


高血压严重威胁着人们的健康,而高血压很多情况下是由不良的生活习惯造成的,包括食用过多的盐、超重、吸烟、喝酒等。因而,调整生活习惯是治疗高血压、降低心血管疾病风险的重要手段。当然,在必要时还得服用降压药。

对于现代人来说,大家都要为了生活奔波劳累,有时候生活习惯很难调整过来,本文的研究或许能为我们提供另外一种选择。

螺旋藻属于地球上最古老一种生物之一——蓝藻,蓝藻生产了地球上大部分的氧气,它的存在并不罕见。
参考资料:
[1] Lackland D T, Weber M A. Global Burden of Cardiovascular Disease and Stroke: Hypertension at the Core[J]. Canadian Journal of Cardiology, 2015, 31(5): 569-571.
[2] Hernandorena I, Duron E, Vidal J, et al. Treatment options and considerations for hypertensive patients to prevent dementia[J]. Expert Opinion on Pharmacotherapy, 2017, 18(10): 989-1000.
[3] Lau D H, Nattel S, Kalman J M, et al. Modifiable Risk Factors and Atrial Fibrillation.[J]. Circulation, 2017, 136(6): 583-596.
[4] Wang Z, Chen Z, Zhang L, et al. Status of Hypertension in China: Results from the China Hypertension Survey, 2012-2015[J]. Circulation, 2018: CIRCULATIONAHA. 117.032380.
[5] Albino Carrizzo et al. Novel Potent Decameric Peptide of Spirulina platensis Reduces Blood Pressure Levels Through a PI3K/AKT/eNOS-Dependent Mechanism. Hypertension. 2019;73:00-00. DOI:10.1161/HYPERTENSIONAHA.118.11801.
[6] Ovando CA, de Carvalho JC, Pereira GVD, Jacques P, Soccol VT, Soccol CR. Functional properties and health benefts of bioactive peptides derived from spirulina: a review. Food Rev Int. 2018;34:34–51.
[7] Roszer, T (2012) The Biology of Subcellular Nitric Oxide. ISBN 978-94-007-2818-9

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