基于 GC-MS 的苹果醋代谢物分析、抗氧化和抗尿石症特性

Singh AS, Singh A, Vellapandian C, Ramaswamy R, Thirumal M. GC-MS based metabolite profiling, antioxidant and antiurolithiatic properties of apple cider vinegar. Future Sci OA. 2023 Apr 11;9(4):FSO855. doi: 10.2144/fsoa-2023-0035. PMID: 37090488; PMCID: PMC10116371.

由于现代生活方式的影响，尿石症一直是全球性的医疗负担，并且每天都在恶化，似乎复发率非常高。尿石症可以通过药物疗法以及使用药用植物和保健品来控制。苹果汁产品对尿液生理学的影响已得到深入研究。使用 DPPH 和体外抗尿石症活性检查由此获得的产品的抗氧化测定。苹果醋 (ACV) 表现出剂量依赖性的自由基清除活性。ACV 在 DPPH 测定中表现出对 DPPH 自由基的显着抑制。ACV 可能是基于体外实验的天然抗氧化饮料的潜在来源, 植物化学和 GC-MS 分析是值得注意的，因此可以用作膀胱结石的治疗剂。

多个基因与饮食和环境变量的相互作用导致肾结石病的复杂表型 [ 1 ]。尽管男性和白人更容易患尿路结石，但最近的数据表明，女性和非裔美国人的患病率上升更为明显 [ 2 ]。通过提高我们对影响肾结石疾病风险的多基因因素的理解，精准医学可能成为可能 [ 3 ]。Tromethamine-E/乙酰半胱氨酸用于胱氨酸结石，碳酸氢钠/柠檬酸钾溶液用于尿酸结石并结合口服碱化 [ 4]. 患有尿石症终生风险的胱氨酸尿症患者经常需要反复手术，并且从长远来看更有可能出现肾功能下降 [ 5 ]。建议通过大量液体摄入、吡哆醇和治疗任何急性表现的结石来开始早期疾病管理，以预防肾功能衰竭和草酸中毒危象[ 6、7 ]。尽管如此，尽管进行了先进的医疗管理，许多患者仍会复发性肾结石，并且需要多次泌尿外科手术以确保游离结石状态。这就产生了对替代家庭治疗的需求，以帮助缓解疾病并保持健康而不会产生不良影响 [ 8]. 一项研究表明，同时服用苹果醋 (ACV) 和限制卡路里饮食会对食欲下降、体重下降、BMI、臀围和血浆甘油三酯水平产生积极影响 [9 ]。ACV 因其抗氧化作用和抗氧化酶（超氧化物歧化酶、硫醇、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶）的活性增加而广为人知，这可能有利于预防并发症 [ 10、11 ]。已发现 ACV 具有抗菌作用，但对真菌和酵母菌的活性较差，这可能有助于治疗尿石症，因为细菌感染有助于治疗[ 12、13 ]]. 在土耳其，家庭经常使用苹果醋和葡萄醋等传统表面消毒剂对水果和蔬菜进行消毒 [ 14 ]。通过调节抗氧化防御系统，ACV 有助于减少高脂饮食大鼠肥胖引起的氧化应激。它还通过降低致动脉粥样化风险 [ 15 ] 来降低肥胖相关疾病的风险。一项研究还发现，ACV 对金黄色葡萄球菌的免疫力、生长参数 和念珠菌属的抗真菌活性具有有益影响。[ 16–18 ]。ACV 可以通过帮助降低血糖和血脂、减轻体重和高血压来帮助治疗 2 型糖尿病和神经系统疾病 [ 19]]. 将 ACV 和犬蔷薇果实用于传统医学是有道理的，因为它们有效地对抗氧化应激的有害影响并抵消 H 2 O 2引起的生化和组织学改变[ 20 , 21 ]。每天应用 45 毫升 ACV 旨在帮助正常化脂肪储备和体重，而不会造成任何负面影响 [ 22]. 没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸和对香豆酸是果醋中最常见的酚类化合物。相反，酒石酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸是最常遇到的有机酸。果醋是一种有用的抗氧化剂膳食来源，因为它们通常富含多酚和有机酸 [ 23 ]。研究表明，手工醋（在我们的案例中是我们自己制作而不是从市场购买的醋）的质量远高于商业醋 [ 24 ]。我们用自制的醋进行了实验，而不是用市售的醋进行 GC-MS 分析和体外分析。GC-MS 分析有助于识别植物化学成分，GC-MS 分析揭示了各种植物化学化合物的存在，这可以为识别潜在化合物和开发新药铺平道路 [25、26 ]。在此背景下，我们研究的主要目标是筛选苹果果实的植物化学成分并评估 ACV 的抗氧化能力。检查 ACV 的 GC-MS 分析以确定 ACV 中所含的物质。

由于现代生活方式的影响，尿石症一直是全球性的医疗负担，并且每天都在恶化，似乎复发率非常高。目前的工作旨在通过 DPPH 测定、体外成核、结晶、生长测定和 GC-MS 分析来评估 ACV 的抗氧化和抗尿石症作用。ACV 表现出剂量依赖性的自由基清除活性。DPPH 生物碱、类黄酮、酚类化合物、皂苷、类固醇、单宁和萜类化合物可以通过植物化学筛选在新来源中找到，这对于工业和治疗目的都至关重要 [20 ]]. ACV 的植物化学筛选揭示了类黄酮、多酚等成分的存在，这些成分已被证明具有清除自由基和抗癌作用。生物碱、类黄酮、酚类化合物、皂苷、类固醇、单宁酸和萜类化合物可以通过植物化学筛选在新来源中找到，这对于工业和治疗目的都至关重要 [36 ]。由于现有医学疗法的疗效、治疗价值和对可能风险的关注增加，补充和替代医学，尤其是那些利用草药和药用植物的医学，是治疗各种疾病的最佳方法之一 [26 ]]. 发酵水果中对人体具有明显生理或生化作用的化合物或成分赋予其药用价值[ 42 ]。虽然地方性婴儿膀胱结石病在贫困国家的广大地区很普遍，但西方国家的上尿路结石患病率最近有所增加 [ 43、44 ]。饮食中的钙、植酸盐和液体摄入量都与较低的结石形成率有关，尤其是在年轻女性中 [ 45]. 而糖和动物蛋白增加了结石发病的可能性。虽然镁、钾和液体的摄入量降低了风险，并且维生素 C 的总摄入量增加了老年人出现症状性肾结石的风险，但在这一人群中，膳食钙与结石形成之间没有联系 [ 46、47 ]。众所周知，具有利尿和抗氧化特性的植物对晶体的形成、成核和生长具有抑制作用，使它们具有抗尿石症作用 [ 48]]. 此外，肾细胞氧化应激是许多疾病（包括尿路结石）的原因或影响之一。因此，还评估了 ACV 的抗氧化能力。ACV 在 DPPH 测定中表现出对 DPPH 自由基的显着抑制。这些馏分展示了将稳定的 DPPH 自由基（紫色）转化为非自由基（黄色）的 DPPH 的能力。在 60 mg/ml 时，最大抑制百分比为 86.75%。相比之下，在 10 mg/ml 时，最小抑制百分比为 46.14%——半数最大抑制浓度 (IC 50被发现为 54.7179)。当不同的晶体类型（例如磷酸钙、尿酸和 CaOx）暴露于肾上皮细胞时，ACV 会产生清除 DPPH 活性氧的能力，而进一步的活性氧会导致肾结石的形成 [40 ]。

体外实验研究包括尿石症条件下的成核、聚集和生长测定。成核测定表明晶体形成在浓度增加时受到抑制，Ic 50值为 48.1646 μg/ml。这一结果与之前进行的实验一致 [ 35 ] 并显示在最高浓度下抑制成核，发现成核分别为 61 ± 3.6%。聚集测定显示在最高浓度下吸光度最小，表明结石形成减少。此外，生长测定显示在增加浓度时的最高抑制为 81.59%，对 ACV 进行的类似研究分别为 51.79% [ 41]]. 在初步筛选和 GC-MS 中发现的几种具有药理活性的植物成分可能与抗氧化活性和体外抑制的结果有关。已知不同的植物化合物以不同的方式影响代谢过程，包括 1,2-环辛二酮、2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H) 呋喃-3-酮和双环 [2.2.1]、庚烷-2-羧酸、1,5-脱水-6-脱氧己-2,3-二酮糖、5-羟甲基糠醛和 3-脱氧-d-甘露酸内酯。此外，可以对已鉴定的生物活性化合物进行计算机分子对接，以确定它们与靶受体结合的潜力。所有数据都为探索具有亲和力的已鉴定化合物的生物活性铺平了道路。

研究的局限性

GC-MS 用于分析 ACV。GC-MS 只会揭示挥发性成分，而忽略非挥发性植物化学物质。因此，许多关键的植物化学成分将被遗漏。可以进行 LC-MS 技术以进行进一步分析。

我们将质谱 (MS) 与质谱数据库的 MS 库条目进行比较，而不是使用线性保留指数 (LRI) 技术。

结论

总之，ACV 可能是基于体外、植物化学和 GC-MS 分析的天然抗氧化饮料的潜在来源，这是值得注意的，因此可以用作治疗膀胱结石的药物。发现 ACV 在 DPPH 中的IC 50值约为 7 μg/ml，而 IC 50ABTS 测定中的 ACV 值约为 9 μg/ml。该信息可作为评估基于植物的疗法对自由基清除作用的保护作用的基础。这项研究的结果支持 ACV 的治疗应用。此外，还需要进行更多研究以通过 LC-MS 分析鉴定粗物质，对其进行表征并研究支持尿石症活动增强的可能机制。由于 ACV 治疗多种疾病和失调的巨大潜力，因此必须研究其药代动力学活性。此外，发现的化合物的活性可以与目标受体对接，以发现化合物对目标位点的亲和力。

苹果醋 (ACV) 是一种神奇的食物,ACV 可以抑制 CaOx 晶体的成核、生长和聚集。

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