EN
2025-03-12

胆汁酸:对抗黄曲霉毒素B1的天然卫士

黄曲霉毒素B1

黄曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)是一种真菌毒素,由黄曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Aspergillusparasiticus)产生的次级代谢产物,具有高毒性。AFs广泛存在于各种粮食作物中,可能在作物成熟、收获和储存过程中造成污染。玉米、棉籽和花生等饲料作物容易受到黄曲霉毒素的污染,尤其是在高温高湿的环境中,这些条件有利于黄曲霉的生长和毒素的产生。目前,在已鉴定出的20多种不同的AFs中,黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1, AFB1)毒性最强,对人类和动物的健康构成了严重威胁,已被世界卫生组织列为一类致癌物。AFB1中毒可严重影响动物的生长性能和繁殖能力,而肝脏是AFB1在动物体内的主要靶器官,其对肝脏的特殊的亲和性而使肝损伤最为突出。我国GB 13078-2017《饲料卫生标准》中也对AFB1限量有明确的标准要求(图2)。

11.png

图1.黄曲霉毒素B1的化学结构

22.png

2.GB 13078-2017黄曲霉毒素B1在饲料中的限值


黄曲霉毒素B1对肝脏的致命打击

AFB1由于具有稳定的理化性质,在饲料中难以被除去,主要通过受污染的饲料进入动物体内。AFB1主要在肠道中被吸收,随后进入血液,运送到肝脏。肝脏是体内物质代谢和解毒最重要的器官。当机体摄入含有AFB1的饲料时,会导致急性或者慢性的疾病,其中,以肝脏的病变最为突出。在肝脏中,AFB1会发生还原、氧化、羟基化和去甲基化等多种代谢反应,一部分转化为毒性较小的代谢物,随奶、尿液或胆汁排出;另一部分生成代谢毒性物质AFBO可与RNA、DNA或肝脏蛋白发生反应,造成DNA损伤、蛋白失活或变性,还能通过 CYP450酶的催化作用引发活性氧(ROS)的生成,导致机体遭受氧化应激的损害,而且还会提高组织内丙二醛(MDA)含量。

黄曲霉毒素B1对动物的健康影响主要体现在肝脏损伤和免疫系统抑制上。急性中毒表现为肝中毒症状,如精神萎靡、厌食、黄疸、出血等,而长期接触会导致肝损伤,影响动物的生长性能和繁殖能力,体重下降和生产效率降低;进而导致严重的经济损失。

33.png

图3.黄曲霉毒素B1造成的肉鸭肝脏损伤


胆汁酸的应用

除了物理脱毒、化学脱毒、生物脱毒外,在饲料中补充外源性物质,实施外源调控是减轻AFB1对机体毒性影响的重要途径。胆汁酸作为一种天然的生物活性成分,已被证实对肝脏具有非常显著的保护作用。胆汁酸通过多种途径促进AFB1在肝脏中的生物转化和排泄,缓解AFB1引起的肝脏损伤。Liang Chen试验证实在饲料中添加胆汁酸可以保护肉鸡免受AFB1诱导的肝毒性、炎症和氧化应激;同时明显改善肉鸡的AFB1代谢和AFB1/AFBO从肝脏到胆囊和盲肠的排泄。

1、促进毒素代谢

胆汁酸提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)等抗氧化酶的表达。在肝脏解毒相关反应中,GST可催化AFBO与GSH结合,转化为无毒或低毒的代谢产物将其排出体外。体内的GSH含量是反映了氧化还原状态的关键,AFB1的暴露会降低体内GSH含量,还会降低抗氧化酶如过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性,并提高如MDA等过氧化物的体内水平。胆汁酸通过提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)等抗氧化酶的表达协助肝脏将AFB1转化为无毒或低毒的代谢产物。

2.促进毒素外排:

胆汁酸通过肝胆途径促进毒素的清除。游离的胆汁酸可以促进胆汁的分泌,增强胆汁对胆管的冲刷。胆汁分泌的增加可以协助肝脏将处理后的毒素带入肠道,随粪便排出,减少霉菌毒素在体内的滞留时间,从而减轻毒素对机体的损伤。

3.缓解因毒素引起的肝脏损

胆汁酸激活FXR信号通路具有抗炎、抗凋亡、抗自噬等作用(图4)。在肝脏中,FXR被认为是一种多功能的细胞保护剂(图5)。FXR维持肝脏正常的胆汁酸、葡萄糖和脂质代谢;FXR促进肝损伤后的再生和修复;FXR保护肝细胞免于死亡,增强细胞存活率;FXR通过抑制NF-KB和STAT3介导的信号通路来对抗肝炎症,从而防止炎症损害;FXR可以直接增加一些抑癌基因的表达,并抑制几种癌基因的转录。

胆汁酸减轻氧化应激。胆汁酸通过提高CAT和SOD的活性,降低了MDA水平,从而减轻了氧化应激。

44.png

图4.FXR信号通路抗炎、抗凋亡、抗自噬

55.png

5.FXR保护肝脏

胆汁酸激活TGR5信号通路抗炎、提高免疫、促进胆汁流动(图6)。TGR5的非代谢功能是保护肝脏,减少肝脏对炎症信号的暴露,并维持正常的胆道功能。

TGR5抑制促炎的NF-κB活性,减少以下细胞因子的表达:干扰素Y(IFNy)、白细胞介素13(IL-13)、IL-2、L6和TNFa,达到明显的抗炎效果。

TGR5的激活会促进氯离子分泌,随后通过阴离子交换蛋白2(AE2)与碳酸氢盐交换进入胆管,维持胆汁流动并促进毒素的外排。

66.png

图6.胆汁酸激活TGR5信号通路的免疫效应