橘皮素在制备调节人体皮质醇水平的药物或食品中的新用途

摘要

本发明属于药品、医用食品、保健食品、功能食品或食品领域，公开了橘皮素的新用途，具体涉及橘皮素在制备用于调节人体皮质醇水平的药物、保健品、功能食品、医用食品、或食品中的用途，尤其是调节运动状态下皮质醇升高以及调控人体皮质醇过度分泌的情形。本发明的研究表明，橘皮素具有明显的调节运动状态下皮质醇水平的作用，抑制皮质醇过度分泌，减少高强度运动引起的机体氧化应激反应，提升机体血清睾酮与皮质醇浓度的比值，促进肌肉合成，改善运动后的疲劳状态。

说明书

技术领域

本发明属于药品、医用食品、保健品、功能食品或食品领域，涉及橘皮素的新用途，具 体涉及橘皮素在制备用于调节人体皮质醇水平的药物、医用食品、保健品、功能食品或食品 中的用途；尤其是橘皮素在制备用于调节运动状态下皮质醇升高以及调控人体皮质醇过度分 泌的药物、医用食品、保健品、功能食品或食品中的用途。

背景技术

柑橘是我国及世界的第一大水果，橘皮素(tangeretin)是柑橘类水果果皮中富含的多甲 氧基黄酮单体化合物之一。据现有的文献报道，橘皮素具有多种重要的生物活性，如抗炎、 抗氧化、抗癌及预防心血管和神经退行性疾病等功能。与其它类黄酮单体相比，橘皮素口服 安全性好，吸收利用率高，绿色天然且毒副作用极低，非常适合人体使用。申请人的研团队 是国内长期专门从事柑橘果品与人体健康研究的省级高校创新团队，2011年正式论述“果品 营养学”概念，2012年出版国内该领域第一部专著《柑橘果品营养学》(2012年6月，科学出 版社)，2018年提出果品营养价值“三度”评价法，并率先对橘皮素等柑橘活性成分应用于运动 员保健进行了探索性研究。申请人所在团队的细胞和动物实验发现，橘皮素能够提高小鼠的 运动耐力，增强抗氧化酶活性，并降低力竭性运动所诱发的氧化应激伤害。同时，申请人的 研究团队还发现，人体补充4周橘皮素(200mg/d)后，举重运动员和短跑运动员的主观疲劳 感消除明显，血清睾酮水平基本稳定，但血清皮质醇含量显著下降，二者的比值明显提升。 这些结果说明橘皮素可能对提升运动员的身体机能与消除疲劳有积极影响。因此，基于上述 研究发现的基础上完成了以下发明创造。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供橘皮素的新用途。具体是橘皮素在制备用于调节人体皮 质醇水平的药物、医用食品、保健品、功能食品或食品中的用途。

进一步的，本发明提供的是橘皮素在制备用于控制运动状态下皮质醇升高的药物、医用 食品、保健品、功能食品或食品中的用途。

本发明实现上述用途，具体是通过抑制运动状态下皮质醇过度分泌实现，可以改善运动 后的机体恢复能力，减少运动后的主观疲劳感，利于提升身体机能。

为了更好的利用上述新用途，本发明的发明人是将橘皮素制成了药物、医用食品、保健 食品、功能食品或食品，以便推向具体的生产应用。

制备药物是以橘皮素为活性成分，加入药学上常规的辅料制成的口服制剂或注射制剂； 所述口服制剂为片剂、粉剂、颗粒剂、茶剂、胶囊剂、软胶囊剂、口服液、丸剂、膏剂、酒剂等；进一步优选，所述注射制剂为注射液。

制备保健品是以橘皮素为活性成分，加入保健品上常规的辅料制成的口服制剂。所述口 服制剂为片剂、粉剂、颗粒剂、茶剂、硬胶囊剂、软胶囊剂、口服液、丸剂、膏剂、饮料、酒剂、饼干类、糖果类、糕点类、液体乳类、复配营养素。

制备功能食品是以橘皮素为活性成分，加入食品上常规的辅料或添加剂制成的功能食品； 所述功能食品为软胶囊、硬胶囊、口服液、片剂、粉剂、丸剂、膏剂、饮料。

制备医用食品是以橘皮素为活性成分，加入食品上常规的辅料制成的医用食品；所述医 用食品为医用营养品、人用膳食补充剂和婴儿食品；具体的可以为软胶囊、硬胶囊、口服液、 片剂、粉剂、丸剂、膏剂、饮料。

制备食品是以橘皮素为原料，加入食品学上常规的辅料或添加剂制成的食品。

在上述用途中，具体的产品形式如下：

橘皮素口服制剂，其特征在于：以橘皮素为活性成分，加入药学上、保健品学上、功能 食品学上、医用食品学上常规的辅料制成的口服制剂。

橘皮素注射制剂，其特征在于：以橘皮素为活性成分，加入药学上常规的辅料制成的注 射制剂。

橘皮素食品，其特征在于：以橘皮素为原料，加入食品学上常规的辅料制成的食品。

本发明的研究表明，运动前服用以橘皮素为主要原料或活性成分制备的上述产品，具有 明显的调节运动状态下皮质醇升高作用，抑制皮质醇过度分泌，进而减少高强度运动引起的 机体氧化应激反应，维持机体血清睾酮水平稳定，促进肌肉合成，改善运动后的疲劳状态， 为公众提供了一种全新的安全效果显著的运动补剂。

附图说明

图1受试者分组(A)与实验日程安排(B)。

图2 YMM(实验组)和YLM(对照组)的身体成分变化情况(图2A-图2D)。

图3实验组和对照组全部受试者的血清睾酮(图3A-3D)。

图4实验组和对照组全部受试者的血清皮质醇(图4A-4D)。

图5YLM和YMM的血清睾酮(图5A)和皮质醇(图5B)变化趋势比较。

具体实施方式

以下为本发明橘皮素新用途的验证试验。

1.研究方法

1.1受试者

选取重庆市专业队24名短跑运动员(男女各12名)作为受试对象，运动等级均为国家 二级及以上水平；其中，包含一对女性同卵双胞胎(YMM和YLM)；此外，全部运动员选 自同一大训练组，且在实验期间采用相似的训练方案。本研究采用配对、随机实验设计。首先，按照性别、形态及运动等级将受试者逐一配对，然后随机分为实验组(身高172.19±4.67cm， 体重61.23±6.08kg，年龄23.30±3.39years)和对照组(身高175.20±8.88cm，体重59.73±9.41kg， 年龄22.10±2.76years)，其中，YMM分至实验组，YLM分至对照组(图1.A)。对照组服用 安慰剂：美国Cansure分离乳清蛋白粉(纯度95％，兴奋剂检测编号：2019FD279)，20g/d； 实验组服用本发明橘皮素补剂(20g/袋，含纯度95％的分离乳清蛋白粉19.8g和纯度99.79％ 的橘皮素200mg；生产许可编号：SC10611310113704；兴奋剂检测编号：2019FD234)，20g/d。

参与本研究前，受试者均经过系统的医学检查，排除患有抑郁症、心血管疾病、库欣综 合征及近五年曾患重大疾病者。受试者详细了解本研究的内容、流程及潜在风险，并签署知 情同意书。本研究所采用实验方法，均严格遵守了《赫尔辛基宣言》并经过上海体育学院学 术与伦理委员会批准。

1.2数据采集与处理

本研究在2019年冬训期间进行，为期4周。全部受试者均要求每日上午7:30-8:30进入 实验室，按编号现场领取、服用已冲兑好的橘皮素补剂或安慰剂，全程由研究人员监督完成。 分别在每周的第一天(T1、T2、T3、T4)以及实验结束后的次日(T5)采集受试者的血液样 本(图1.B)，每次抽取静脉血4ml，每位受试者采血前均为空腹状态(禁食≥8h)，采血结束 后立刻服用补剂或安慰剂。血液样本采集后30min内，使用高速离心机(蜀科TG16，中国) 分离出血清样本(2000R/min,15min)，之后将血清样本保存于-80℃医用冰箱存储(博科 BDF-86V158，中国)。干预实验结束后，由一名研究人员对血清样本进行统一分析(迈瑞SAL-6000，中国；BioTek-Epoch，美国)，记录血清睾酮、皮质醇、SOD及ACTH结果，并 计算血清睾酮/皮质醇比值(T/C比值)。另外，在实验开始(T1)和结束(T5)时对所有受 试者进行身体成分测试，获取体重、体脂率、脂肪量和肌肉量等数据。测试时，要求受试者 着轻便衣物静止站在身体成分测试仪(InBody 570，韩国)上。

整个实验过程中，严格控制并详细记录每位受试者的日常饮食情况。期间，重庆市竞技 体育训练中心餐厅负责食材的加工和派发。一名研究人员对食材的选择、烹饪等给予指导和 监督，排除可能影响研究结果的食材及佐料。此外，为尽可能减少其它因素干扰，全部受试 者从研究开始前2周至研究结束(共42天)禁止服用除指定运动饮料(佳得乐，美国)之外 的任何其它补剂及中药材等。在本研究过程中，所有受试者均未出现任何不适症状。

1.3统计学分析

通过SPSS 25.0软件进行统计学分析，数据以均值±标准差表示。采用双因素(2个组别× 不同时间点)重复测量方差分析受试者的各项身体成分指标(体重、体脂率、脂肪量和肌肉 量)及身体机能生化指标(血清睾酮、皮质醇、T/C比值、SOD及ACTH)。如有显著性差异， 在LSD标准的基础上进行两两比较。显著性水平定为p<0.05。另外，本研究还通过案例分析， 单独对同卵双胞胎(YMM和YLM)实验前后的身体成分及各项机能生化指标参数进行描述 性分析比较。

2研究结果

2.1补充4周橘皮素对身体成分的影响

实验组与对照组4周干预实验前后各项身体成分(体重、体脂率、脂肪量和肌肉量)可 见表1。实验开始前，实验组和对照组无统计学差异；实验结束，实验组的体重 (T＝-31.24p<0.001)和肌肉量(T＝-23.88p<0.001)显著高于对照组，但他们的体脂率 (T＝-13.84p<0.001)显著低于对照组。实验前后比较，对照组的各项身体成分无显著性差异； 但是，实验组的体重(T＝-2.51p＝0.033)和肌肉量(T＝-2.53p＝0.032)显著增加，体脂率 (T＝2.52p＝0.033)和脂肪量(T＝2.72p＝0.026)显著下降。

由图2单独比较同卵双胞胎的各项身体成分发现，实验开始，YMM(实验组)与YLM(对照组)的体重基本相同，但YMM的肌肉含量更低(21.1kg vs.22.1kg)，体脂率(18.1％vs.15.3％)和脂肪含量(8.6kg vs.7.3kg)更高。4周干预实验结束，YMM的各项身体成分均有 明显变化，YLM无明显改变。实验结束，YMM的肌肉含量为22.2kg，增加了1.1kg，与 YLM基本相同(22.4kg)；体脂率和脂肪含量分别为14.5％和6.8kg，分别下降了3.6％和1.8kg， 明显低于YLM(体脂率：15.3％；脂肪含量：7.4kg)。

2.2补充4周橘皮素对身体机能生化指标的影响

实验组与对照组4周干预实验前、中、后各项生化指标(血清睾酮、皮质醇、T/C、SOD和ACTH)可见表2。实验前(T1)，实验组与对照组的各项生化指标均无显著性差异。整个 干预实验期间，对照组的血清睾酮水平持续下降，且T3(T＝2.20p＝0.05)、T4(T＝2.44p＝0.033) 及T5(T＝2.71p＝0.02)时的血清睾酮水平显著低于T1；实验组的血清睾酮水平呈波动式变化， 如，T2略有上升，T4稍有下降，T5又略微增加，但血清睾酮水平始终维持在初始水平(与 T1无显著性差异)。与对照组相比，实验组的血清睾酮水平在T3(T＝0.77p＝0.023)和T5 (T＝0.66p＝0.046)时明显更高。

由图3可见，实验组有6名受试者T5时的血清睾酮低于T1(女NO.1、NO.3、NO.5， 男NO.8、NO.9、NO.10)，而同期对照组有10名受试者的血清睾酮低于T1(女NO.1、NO.2、 NO.3、NO.4、NO.5，男NO.6、NO.7、NO.9、NO.10、NO.11)；且对照组受试者的血清睾酮 下降幅度亦明显大于实验组。

表1补充橘皮素对身体成分的影响

注：与初始值(T1)比较，#，p<0.05；与对照组比较，**，p<0.01.

表2补充橘皮素对机体血清睾酮、皮质醇、睾酮/皮质醇比值(T/C)、SOD及ACTH的影响

与初始值(T1)比较，#，p<0.05；##，p<0.01；与对照组比较，*，p<0.05；**，p<0.01.整个干预实验期间，对照组的血清皮质醇水平有逐渐升高的趋势，但无显著性差异；实验组的血清皮质醇水平逐渐下降，实验结束(T5)时的血清皮质醇水平明显低于实验开始(T1)(T＝-2.93p＝0.019)，且显著低于对照组(T＝2.41p＝0.049)。整个实验过程中，对照组的T/C 比值持续下降，但无显著性差异；实验组的T/C比值有上升趋势，且实验结束(T5)时明显 大于对照组，但无显著性差异(T＝1.05p＝0.086)。

另外，对照组的SOD活性水平逐步降低，在T5显著低于T1(T＝2.91p＝0.014)；其ACTH 虽有小幅上升，但与T1相比，没有显著性差异。实验组的SOD活性水平小幅上升，而实验 结束(T5)时，其ACTH水平显著低于实验开始前(T1)(T＝6.28p<0.001)。

双胞胎(YMM和YLM)的血清睾酮和血清皮质醇水平在整个4周干预实验期间的变化趋势见图5。YMM(实验组)和YLM(对照组)的血清睾酮水平均明显增加，且增长曲线 高度一致(图5.A)，YMM在T1、T2略低于YLM，但在干预2周(T3)后开始反超，之后 差距逐渐加大。同样，YMM(实验组)和YLM(对照组)的血清皮质醇变化趋势也高度一 致(图5.B)，干预前3周都明显下降(T1-T4)，在最后一周(T5)上升；但从干预实验第二 周开始，两人的血清皮质醇水平差异逐渐增大。

3.讨论：

本研究旨在探讨橘皮素补充对短跑运动员冬训期间血清睾酮、皮质醇及其它相关生化指 标(T/C比值、SOD和ACTH)和身体成分的影响。研究发现，经过4周橘皮素(200mg/d)补充，运动员的血清睾酮维持稳定，血清皮质醇水平显著下降，T/C比值显著升高，SOD活 性水平小幅上升；同时，体重和肌肉量显著上升，体脂率和脂肪量显著下降。结果再次证实 了本团队前期的研究发现,即，血清睾酮水平略有上升，血清皮质醇含量显著下降。这充分证明了4周橘皮素补充能减少高强度运动引起的机体氧化应激反应，有效维持机体血清睾酮水 平，抑制皮质醇过度反应，改善身体成分。

睾酮是人体的一种必需激素，广泛分泌于生殖器官内，它的正常分泌对生殖器官发育、 神经肌肉适应、骨骼肌合成及骨密度维持等至关重要。研究发现，长周期的持续高强度运动 会导致生殖器官内自由基数量激增，由于睾酮合成过程中的限速酶(胆固醇侧链裂解酶)对 氧自由基极度敏感(如，自由基可能会诱发胆固醇侧链裂解酶分解并降低其活性)，进而导致 睾酮合成减少。Córdova等发现，经过3周高强度的环西班牙自行车赛后，运动员体内自由 基数量与皮质醇含量急剧增加，进而导致睾酮水平下降；Slivka等亦指出，为期3周山地越 野自行车赛(3211km)后，参赛选手的血清睾酮和SOD活性水平均显著性下降。与上述研 究类似，本研究发现：对照组运动员4周冬训结束后，其血清睾酮和SOD活性水平均显著下 降，其中，83.3％运动员的血清睾酮水平低于起始值(图3)。

补充抗氧化剂是清除体内过量自由基，维持或提升睾酮水平的有效手段。橘皮素作为一 种天然抗氧化剂，其抗氧化活性已在不同层面得到证实。体外实验发现，橘皮素能明显清除 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)与2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自 由基(ABTS+·)，清除率分别为10％和8％。细胞实验发现，橘皮素能显著减少过氧化氢叔丁 基(tert-butylhydroperoxide,t-BHP)诱发的HepG2细胞氧化损伤，并抑制自由基过度产生。 团队早期动物实验也发现，橘皮素显著增强昆明鼠机体的抗氧化酶活性，缓解大强度运动导 致的骨骼肌和心肌氧化应激损伤，大幅延长其力竭游泳的时间。本研究中，通过让实验组运 动员服用橘皮素补剂4周，期间对照组服用安慰剂，结果显示：实验组运动员的SOD活性水 平小幅上升，血清睾酮水平保持相对稳定。另外，本研究还观察到，实验组50％的运动员在 4周冬训结束时的血清睾酮水平低于初始值(图3)，明显优于对照组。此外，实验组的血清 睾酮还在T2、T3、T5显著高于对照组。比较双胞胎(YMM vs.YLM)的相关结果，本研究 同样发现，尽管二者的血清睾酮变化趋势基本一致，但服用橘皮素补剂的YMM上升幅度明 显高于服用安慰剂的YLM(图5)。基于此，本研究推断，橘皮素可能通过清除生殖器官内 的自由基来保护睾酮合成酶的活性，进而促进睾酮合成分泌，帮助运动员在高强度运动训练 中维持睾酮在一稳定水平。

皮质醇能抑制下丘脑-垂体-性腺轴(HPGA)与睾丸间质细胞分泌睾酮，加速蛋白分解和 糖脂代谢。补充橘皮素可能会影响皮质醇水平，进而预防运动性血清睾酮低下。研究证实， 运动产生的急性或慢性身心压力会刺激肾上腺分泌大量皮质醇，致使血液皮质醇浓度升高。 与已有研究结果一致，本研究同样发现，对照组运动员的血清皮质醇水平随冬训逐步上升， 与其它同类研究结果一致。但是，本研究发现：尽管实验组与对照组的运动负荷相似，但在 4周橘皮素补充过程中实验组运动员的血清皮质醇缓慢下降，T5时的血清皮质醇水平显著低 于初始值(T1)，且显著低于同期对照组。这与团队前期观察到的研究结果一致。此外，对比 双胞胎运动员(YMM与YLM)整个4周冬训期间的皮质醇变化，本研究发现，二者的血清 皮质醇变化趋势高度一致(图5)，这体现了良好的基因遗传性，但YMM(实验组)的血清 皮质醇水平明显低于YLM(对照组)，且越靠近实验后期，差异越明显。因此，橘皮素能延 缓高强度运动训练诱发的血清睾酮下降，有可能是因为其抑制机体分泌皮质醇，降低血液皮 质醇含量。

皮质醇分泌过量或不足均会影响人体正常生理功能，因此，皮质醇补剂的研发和配制， 既要抑制皮质醇分泌过量，又要避免皮质醇分泌不足。本研究发现，补充橘皮素4周后，实 验组所有运动员的血清皮质醇水平均在正常范围内(5-23ug/dl)，其中，9名运动员的血清皮 质醇水平低于初始值(图4)。这说明4周橘皮素补充(200mg/d)能在一定程度上抑制皮质 醇的分泌，但不影响其正常功能。本研究还发现，实验开始时血清皮质醇水平接近正常范围 上限的两名运动员(NO.4、NO.9)，补充4周橘皮素后，其血清皮质醇水平下降幅度最大； 其次为血清皮质醇水平偏高的三名运动员(NO.2、NO.3、NO.7)。而对于T1时血清皮质醇 水平适中的运动员(NO.1、NO.5、YMM、NO.6、NO.10、NO.11)，其血清皮质醇水平在4 周橘皮素补充过程中小幅下降或保持稳定；而血清皮质醇偏低的运动员(NO.8)则出现了逆 势上升。上述研究结果提示：橘皮素可能会对皮质醇分泌产生双向调控作用，但其具体作用机制尚需进一步研究。

皮质醇与ACTH紧密相关，后者可直接影响前者的分泌。An等研究发现，补充4周小补心汤(50mg/kg总类黄酮)后，小鼠的血清皮质醇和ACTH均显著下降。其认为类黄酮可 能会抑制ACTH，进而抑制皮质醇的合成与分泌。Kraemer等也研究发现，口服4周混合类 黄酮补剂后，10名男性受试者安静状态下的血清皮质醇与ACTH均显著性下降。本研究中， 对照组和实验组的ACTH变化趋势基本一致，均在T2和T3时下降，T4时上升。尽管实验 组ACTH亦受运动强度影响而波动，但其变化与血清皮质醇大体一致，均呈整体下降趋势， 与前者研究结果相似

人肾上腺皮质癌细胞(H295R细胞)是公认的用于研究皮质醇分泌的理想细胞。研究发现， 类黄酮会抑制H295R细胞内3β-羟基类固醇脱氢酶和细胞色素P450酶的活性，进而减少皮质 醇的合成。Ohno等

睾酮和皮质醇是调节人体蛋白质代谢的主要激素，前者促进蛋白质合成，后者促进蛋白 质分解。因此，T/C比值既是评估过度训练或机体疲劳的重要依据，也是反映机体肌肉合成 代谢能力的关键指标

4.结论：

发明人将橘皮素与水或分离乳清蛋白混合，应用于爆发力项目运动员冬训期间身体机能 的维持或提升。研究发现，补充橘皮素(橘皮素200mg/d)能减少冬训期间高强度运动引起 的机体氧化应激反应，维持血清睾酮水平稳定，抑制血清皮质醇过度分泌，增大T/C比值， 促进肌肉合成，改善身体成分，并加速身体对高强度运动负荷的适应能力。同时，考虑到所 有运动员在服用橘皮素期间无任何生理或情绪不良反应(如，失眠、恶心、烦躁等)，因此橘 皮素可作为运动补剂用于辅助运动员训练。