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研究

猫与主人关系纽带的认知与研究
经过 毛罗·伊内斯, 克莱尔·里奇-博诺特 * 和 丹尼尔·S·米尔斯 英国林肯郡林肯大学生命科学学院动物行为、认知和福利小组 LN6 7TS 学术编辑:Chiara Mariti 和 Jonathan Bowen收稿日期:2021 年 5 月 4 日/修订日期:2021 年 5 月 23 日/接受日期:2021 年 5 月 26 日/出版日期:2021 年 5 月 29 日 (本文属于特刊猫的行为、生理和福利) 简介:猫很受欢迎,但人们对它与主人的关系和纽带知之甚少。本研究以人类依恋和社会支持理论为基础,探讨猫与主人建立的不同类型的关系。一份调查问卷被用来收集关于不同情感因素的信息,这些情感因素可以支撑这段关系;猫对主人的潜在认知是一个安全的基地;主人与猫的接触程度、他们对猫的需求的敏感度以及他们与猫互动的一致性。五种不同形式的猫主人关系被确定。这些似乎构成了我们所说的“开放的关系”、“遥远的联系”、“偶然的关系”、“相互依赖”和“友谊”。这些关系在多大程度上涉及到作为社会支持或安全依附来源的对所有者的纽带。因此,我们得出结论,猫主人的债券不应该简单地或仅仅在其经典的心理意义上的依恋方面进行分析。 摘要:猫与人类形成密切的情感关系,但对此知之甚少。这项研究描述了猫可能与其主人建立的不同类型的关系。数据来自对使用与日常猫主人互动相关的社会支持和依恋表达而开发的问卷的 3994 份答复进行分析。主成分分析将项目缩减为四个因素:“主人对猫的情感投入”、“猫对他人的接受”、“猫对主人亲近的需要”和“猫的冷漠”。集群确定了三组业主,其中两组又分为两组。“开放式关系纽带”的特点是一个情感投入较轻的主人和一只回避型的猫。 “远程交往”和“随意关系”的特点是主人在情感上疏远,但猫对他人的接受程度不同。 “相互依赖”和“友谊”关系的特点是情感投入的主人,但猫对他人的接受程度不同,需要与主人保持亲近。总之,与任何复杂的社会关系一样,猫与主人之间的纽带类型是所涉及的个人之间存在的动态以及某些个性特征的产物,其中猫和主人更广泛的社交性期望可能特别重要。 关键词:感情纽带;附件;猫;人与动物的互动;所有者;关系;社会支持;气质 一、 介绍社会支持有助于福祉,并与身体和心理健康结果相关 [1]。动物可以与同种动物建立伙伴关系并从中受益,即使没有依附或以其他方式与其保持联系,也可以保持与他人的亲近 [2-4]。驯化可能使人类能够承担一种角色,从而可以为另一个物种提供社会支持 [5-7]。伴侣动物也可以为其主人提供社会支持 [8,9];即,动物的存在不仅会改善主人的日常生活,但它也可以潜在地帮助主人应对压力情况 [1],从而增加主人的适应能力 [10]。据报道,猫是一些主人的情感支持来源 [11],尤其是作为一种非判断性的红颜知己 [12,13]。人际纽带描述了个人在一起的原因;简而言之,它可以分为身体和心理纽带。如果猫没有被放出来,猫和它的主人之间就会存在身体上的联系,因为猫在身体上受到限制,不能离开主人。心理纽带表示两个人在一起的心理原因;这可能包括共同的目的,例如一起工作或有共同的兴趣(如许多工作团队发生的那样),也包括深情的情感纽带。深情纽带是从想要与另一个人联系的倾向中识别出来的,其特点是其情感内容[2]。情感纽带有多种形式;例如,受抚养人(被看护人)与其看护人之间的联系不同于看护人与其受抚养人之间的联系。前者通常以依恋行为为特征,而后者则以照顾或养育方式为特征[2]。因此,债券不一定是相互平衡的,一个人可能会利用另一个人;出现的关系将反映这一点。因此,虽然联系反映了一个人与另一个人之间相互作用的性质,但这种关系描述了由彼此之间的联系以及其他潜在因素引起的个人之间的动态。主人和伴侣动物之间的关系可能反映了一种持久的纽带,例如一种情感纽带,在这种纽带中,另一方作为一个独特的个体在情感上很重要,并且可以与其他人互换[2]。从历史的角度来看,依恋是一种情感纽带,一种强烈的情感联系,提供安全感、舒适感和参与其他活动的信心[2,14],正是在这种情况下,我们使用了“依恋”一词在本文中,根据先前试图在操作上定义猫主人关系的工作(例如,[15,16]),将其与可能表征这种关系的其他类型的情感纽带区分开来。在这种情况下,依恋的特点是希望与他人保持亲近(通常作为安全和保障的来源),以及在分离后重聚时的快乐。分离往往会导致痛苦,而持续的失去会导致悲伤[2]。在狗等物种中,有人认为狗和主人之间的纽带在很多方面很大程度上是依恋式的,这得到了狗在陌生情境测试中的行为的支持;该测试将依恋的定义用于研究目的[17]。这个结论在狗身上得到了支持,即使使用了平衡测试 [18],但在猫身上,当使用类似的测试时 [16]。因此,猫的债券可能不同,这可能反映了它们主要履行的角色。例如,伴侣动物也可能在依恋关系中扮演安全和保障提供者的互惠角色[19],尽管主人通常被称为照顾者。它们还可以在遇险时为主人提供安慰 [20],它们可能是快乐和安慰的源泉[21-23],而在缺席时它们可能会被错过 [22]。这些反映了情绪的多样性,因此在描述联系和相关关系时,在强调依恋的重要性时需要谨慎。考虑到合作伙伴在不同时间(例如,玩伴、照顾者等)所承担的社会角色的全部范围以及这可能提供的支持类型,需要认识到将个人保持在一起的深情纽带的情感复杂性。 自我报告问卷的使用是依恋和关系研究的常见做法[19]。有几种尺度可以衡量宠物与主人关系的质量 [24-30],但许多尺度对特定物种的特征并不敏感。然而,Howell 等人。 [30] 改编了蒙纳士狗-主人关系量表(MONASH)[29] 开发了猫 - 主人关系量表(CORS)来评估猫 - 主人关系的质量;考虑到它在狗文学中的最终基础,这个量表可能对主人-猫关系的复杂性提供有限的洞察力。猫是潜在的社会动物,能够形成稳定的合作种内群体,但也能形成种间关系与人类和其他家养物种[31]。在澳大利亚、英国和美国,大约四分之一到三分之一的家庭至少拥有一只猫 [32-34]。然而,由于行为问题和主人情况的变化,每年有大量猫被放弃 [33,35],这是放弃的两个主要原因 [35]。大约 77% 的主人报告说他们的猫至少有一种不受欢迎的行为;其中很大一部分与慢性压力和资源不足有关[34],表明主人对猫的行为和需求的期望通常很差。据报道,大约三分之一到一半的兽医对肥胖、获得兽医护理、慢性压力以及为他们的猫科动物患者提供的资源不足表示担忧 [34]。因此,更好地了解猫与主人之间存在的关系的性质可以帮助我们更好地照顾猫,改善猫与主人之间的关系,并更深入地了解养猫的潜在好处和局限性[19]。本研究的总体目标是通过使用依恋和社会支持理论作为支撑它们的情感纽带的理论基础,识别和描述主人对猫与它们建立的不同类型关系的看法 [14,19]。首先,我们需要开发一个可靠的工具(问卷调查)来探索可以产生从属关系的社会支持、亲情纽带和依恋(包括依恋风格)的特征。其次,我们检查了工具中的不同项目如何相互关联以形成主要成分,这些成分可以通过参考特定的潜在心理结构来解释。最后,我们可以使用与不同组成部分相关的分数来定义不同形式的猫主人关系,并评估它们与人口特征的可能关联,以了解支撑情感纽带的潜在性质。2. 材料和方法该研究得到了林肯大学研究伦理委员会的授权(参考:CoS 2020-1069)。 2.1. 问卷制作使用在线调查软件 QualtricsXM(补充表 S1)准备和分发四部分问卷。第一部分包括与主人人口信息相关的五个项目(年龄、性别、家庭人数、原籍国和居住国),第二部分也有五个项目,涉及猫的人口统计信息(年龄、性别、来源、拥有的猫的数量,可以进入户外)。主人被告知,如果他们有不止一只猫,那么他们应该回答关于名字在字母表中排在第一位的猫的调查。第三部分由总共 93 个李克特矩阵量表项目组成,根据它们对猫主人关系的理论应用生成,有 8 个量表点(从非常不同意到非常同意,包括一个不适用的选项)。这部分细分为以下三个小节: l 主人的照料风格——第一小节中的 38 个项目反映了主人的行为和态度,这些行为和态度与他们与猫的接触程度、他们对猫需求的敏感性以及他们与猫互动的一致性(改编自相关的人类文献)先驱 Bowlby [36]和Ainsworth[2,37]。l 猫与其主人关系的情感基础——第二小节,包含 25 个项目,旨在确定主人可能会被猫的情绪感知的不同方式(即,不同形式的情绪刺激 [38,39])。l 传统的附件特征——第三小节中的 30 个项目探索了各种猫与主人互动的各个方面,包括主人提供社会支持的能力、猫与主人之间关系的独特性以及猫将主人视为安全基地的看法 [2,5,37,40,41] . 在最后一部分,参与者被问及他们是否愿意参加另一项调查。完成整个调查大约需要 15 分钟。该问卷最初以英文设计,由作者之一 (MI) 翻译成葡萄牙语。两位母语为葡萄牙语的人被要求将问卷翻译回英语。他们的版本与另一位作者 (DM) 的原作进行了比较,以建立语言的一致性。为了便于理解,问卷以每种语言发送给 12 位猫主人,他们是与我们的目标人群一致的非科学猫主人;只进行了微小的修正以产生最终版本。 2.2. 数据采集该调查于 2020年7 月 19 日至2020 年9 月 7日通过社交媒体,包括个人和群组(经许可)Facebook 网站进行宣传。社交媒体允许使用滚雪球抽样方法招募大量人口;即,在初始主题组中,每个主题将依次引用新主题,依此类推 [42]。这种方法允许扩展到可能与原始来源密切相关的直接接触者之外[43]。然而,这种方法确实限制了研究人员对受试者选择的控制,引入了可能的偏见,以至于细节只能到达相互关联的个体,可能排除了一部分人群[44]。然而,在目前的情况下,这些都不是重要的问题,因为我们并不试图描述我们发现的真实流行情况。该研究的纳入标准是参与者年满 18 岁,并且他们仅完成了目前与他们一起生活了至少六个月的一只猫的问卷。他们可以选择用英语或葡萄牙语进行调查。2.3. 数据分析使用SPSS(v25,IBM)分析数据。2.3.1. 项目可靠性评估为了评估项目的可靠性,问卷在第一次回复后大约一个月通过电子邮件再次发送给同意参加第二次调查的受访者。获得的答复与对问卷的相应第一答复配对。由于我们随后的分析集中在问卷第三部分的回答模式和之间的关系,因此通过第一次和第二次调查之间这些项目的相关性和显着差异的评估来评估可靠性。保留项目需要 Pearson 相关系数大于 0.7 且显着(p < 0.01)。项目也不能有显着差异,因此如果满足第一个要求的项目在两次调查之间的价值显着不同(Wilcoxon 配对测试),则会被拒绝。只有满足这两个要求的项目才会保留在下一阶段的分析中,因为这表明相关性与以0为中心的截距没有显着偏移。 2.3.2.可靠项的潜在结构为了调查问卷中不同项目之间的相互关系,对问卷第三部分的可靠项目使用了主成分分析 (PCA)。倾斜旋转(直接倾斜)用于提取,因为假设不同的项目可能是相关的[45]。模式矩阵用于确定 PCA 中不同因素的权重 [45]。要提取的主成分 (PC) 的数量是根据碎石图上的拐点结合 Kaiser 标准确定的。对于主成分的解释,仅考虑系数大于 0.4 的项目。 2.3.3. 人口结构生成每个受访者的主成分分数。然后使用层次聚类分析(使用 Ward 方法和平方欧几里得距离)来描述受试者之间的关系。然后评估得到的树状图的可行集群(群体)。 2.3.4. 群体特征根据每个 PC 的中值分数对组进行表征。使用 Kruskal-Wallis检验检测到组之间的显着差异(因为每个集群中不同PC 的分数的标准化残差不是正态分布的)。还使用 Kruskal-Wallis测试评估了未在任何 PC 上加载的项目分数的显着差异。 通过 Kruskal-Wallis 检验(主人和猫的年龄)或卡方检验(用于回答问卷的语言、猫和主人的性别、家庭规模、主人所在的国家/地区)评估与人口统计相关的集群之间可能存在的显着差异。来源和居住地、猫的来源、拥有的猫的数量和户外活动)。当使用 Kruskal-Wallis 检验时,用于成对比较的事后检验用于确定哪些组之间存在显着差异。当使用卡方检验时,标准化残差确定了在特定群体中或多或少普遍存在的人口统计学特征。 当 p< 0.05调整后,结果被认为是显着的,使用 Bonferroni当对相关变量进行多次测试时应用校正。 3. 结果问卷共有6965份回复。在删除了不适当的主人或猫年龄条目(例如,给出了多个年龄条目)的响应后,剩下 6357 个(数据集A)。 大多数受访者为女性 (91.7%),她们在英国生活 (71.1%) 和长大(68.1%)的两人家庭 (44.8%)。大多数猫都已绝育(94%),有某种形式的户外活动(70.5%),要么自己生活(40.9%),要么与另一只猫(32.4%)共用房子(补充表S2)。 3.1. 项目可靠性评估第二次共向237名受访者发送问卷,收到75份回复。为了比较完整的答案集,从数据集中删除了至少有一个空白答案的所有答案。这产生了56 个配对的响应集。问卷第三部分共 93项,保留 26项(第一部分38 项中的 9项,第二部分 25项中的 6项,第三部分 30 项中的 11项)用于进一步分析(补充表 S3 和 S4)。 3.2. 可靠项的潜在结构在数据集 A 中的 6357 个回答中,排除了对剩余 26 个项目中的一个或多个没有回答的任何回答。总共剩下 3994 个(数据集 B)。数据集 B(表 1)经过目视检查并被认为与数据集 A 相似,因此用于 PCA。提取了 4 个 PC,占总方差的 39.4%。有 22 个项目在 PC 上的加载系数大于 0.4,4 个项目在任何 PC 上都没有加载(表 2 和补充表 S5)。未完待续……点击查看:更多生物学分类文章使用文档翻译功能 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:MDPI
2021-06-08 19:03:42
国际COVID-19试验重新开始,重点是免疫反应
  世界卫生组织将测试三种现有药物是否可以挽救住院患者的生命。  海蒂·莱德福德(Heidi Ledford) 一名患者,在佛罗里达州萨拉索塔纪念医院的重症监护病房的COVID部分中度过了近一个月的时间。图片来源:Shannon Stapleton /路透社/ Alamy   一项具有里程碑意义的计划将在数十个国家/地区测试潜在的COVID-19疗法,并且将重新开始治疗,这是一个新的尝试-这次的目的是缓和可能加剧严重疾病的剧烈免疫反应。这项名为“团结”的临床试验将由世界卫生组织(WHO)进行协调,将测试三种抑制炎症的药物,这种方法已经在住院COVID-19的患者中显示出希望。   挪威公共卫生研究所科学主任,团结试验国际指导委员会主席约翰·阿恩·罗廷根说,这三种药物都是根据它们在较小的临床试验中显示的前景和广泛使用而精心选择的。他说:“您至少需要有希望的信号,其中一些信号会起作用。” “而且我们需要研究可以在广泛的国家/地区中投放的药物。”  当世界卫生组织在2020年3月推出的团结,研究的重点是抗病毒药物。到10月,该试验已在30个国家招募了超过11,000名COVID-19住院患者。但是,它也发现,它所测试的四种药物(伦德昔韦,干扰素,疟疾药物羟氯喹以及称为洛匹那韦和利托那韦的HIV药物的组合)均无法挽救生命或缩短住院时间1。  Røttingen说:“没有一种抗病毒药对住院患者显示出强效作用。” “新出现的共识是,为时已晚。抗病毒药物可能会受益的地方是,经过阳性测试后很快就可以实现。”现在,在停顿下来以找出下一步可以尝试的疗法之后,该试验希望将注意力集中在控制可能导致严重形式的COVID-19的免疫反应上。   调整免疫反应  随着病毒感染的发展,人体自身的免疫反应可能会造成伤害,从而损害健康组织以杀死被感染的细胞。2020年6月,英国一项名为RECOVERY的大型研究发现,具有免疫抑制作用的类固醇地塞米松可减少因冠状病毒感染而导致呼吸机或接受补充氧气者的死亡2。一项名为REMAP-CAP的大型国际试验发现,阻断关键免疫蛋白(白介素6(IL-6)受体)的药物可以减少COVID-19 3危重患者的死亡。伦敦帝国理工学院麻醉师安东尼·戈登说,在某些国家,地塞米松或同时使用地塞米松和IL-6受体阻滞剂已成为需要呼吸帮助的住院COVID-19患者的标准护理。 REMAP-CAP指导委员会。但是仍然存在改善的空间:“我们知道,即使采用这些治疗方法,仍有一些患者仍然生病,”他说。 因此,研究人员正在寻找其他方法来关闭特定的免疫反应。待测药物之一是英夫利昔单抗,用于治疗自身免疫疾病,包括克罗恩氏病和类风湿关节炎。它阻断一种称为肿瘤坏死因子α(TNF-α)的蛋白质,该蛋白质由称为巨噬细胞的免疫细胞释放并促进炎症。 该试验的第二种治疗方法是一种称为伊马替尼的抗癌药。研究人员希望它能同时针对冠状病毒和炎症,阻断人类细胞的病毒浸润,并降低称为细胞因子的促炎蛋白的活性。最后,团结基金会正在测试青蒿琥酯(青蒿琥酯),一种具有潜在抗炎作用的抗疟疾药物。Røttingen说,每种药物都将与标准护理同时提供,在许多地区包括地塞米松。   戈登说,REMAP-CAP还计划测试伊马替尼,这可能有助于防止肺部周围血管中的液体泄漏。该试验还将测试另一种针对TNF-α的药物,以及一种名为namilumab的药物,该药物可阻断一种称为GM-CSF的蛋白质,并可能降低细胞因子的活性。  凡尔赛大学(University of Versailles)的重症监护医师Djillali Annane说,通过所有这些方法来降低免疫系统的温度,研究人员必须小心,以免抑制免疫反应,以至于人们容易受到其他感染的伤害。法国Saint-Quentin-en-Yvelines,并且是REMAP-CAP国际指导委员会的成员。  在REMAP-CAP试验中,将首先为参与者提供类固醇(如地塞米松)和一种阻断IL-6受体的药物。仅当参与者在前两个治疗后未能改善时,他们才能获得针对免疫系统的其他药物。“这是针对那些没有反应的患者,” Annane说。“那么问题是,如果我们增加另一种方法来调节这些患者的炎症反应,我们可以挽救更多生命吗?” 点击查看:更多有关冠状病毒文章更多医学分类文章使用免费文档翻译功能 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:nature
2021-05-08 18:19:43
为肌肉力局部耐力建议:重复连续性检查(总结)
安德森和Kearney的早期工作[5]支持沿着重复连续核对肌肉耐力的支持。这些研究人员分配了43名未经训练的年轻人,以便在高(3组6至8rm),中等 - (2套30至40rm)或低(100套100至150rm)负荷上进行替补卧室9周的研究期。在每个参与者的1RM的40%的40%评估相对耐久性,并且在所有参与者〜27公斤评估绝对耐久性。结果表明,低负载基团的绝对肌肉耐力增加了41%和39%(〜15重复的增加),而高负荷集团实现了28%的增益(增加〜9 rep- etitions)。与高负荷组中的降低7%相比,相对肌肉耐久性的增加分别为22%和28%,而低负载基团相比。通过石头和Coulter的后续研究[6]在使用高度 - (3套6至8 rm),中等 -(2组15至20rm)或低(1套30至40rm)负载。使用绝对和相对评估,对上半身(台压和下蹲)进行肌肉耐力测试。对于绝对的评估,上身的增益肌肉耐久性有利于中负荷条件,与高负荷条件相比(分别为44%,分别为31%和20%),与重复连续统一体不一致。或者,下半身肌肉耐久性评估表现出符合拟议重复连续体的结果,观察到的增加84%,80%和137%,分别用于高载荷和低负荷。基于预测试RM的肌肉耐久性的相对评估结果与绝对评估中观察到的相似性。上半身的结果显示U形反应,分别增加了58%,67%和54%,分别为高,中等和低负荷。另一方面,下半身肌肉耐久性有利于培训,低(83%)与高(66%)和中等 - (61%)负荷相比。这些发现表明,局部肌肉耐力的重复连续效果似乎与下半身比上身肌肉组织更相关。请注意,安德森和Kearney [5]和石头和Coulter [6]研究中的“中等”和“低”负载条件采用重复范围> 15 rm,包括重复连续体的“耐力”方面。此外,对较轻的负载条件进行的套数逐渐减少,这些研究提出了关于在肌肉耐久性的情况下是否显示出优势的问题,如果套装已经等同于体积负荷。目前尚不清楚为什么上肢和下肢之间存在肌肉耐久性的粘性差异,而相对于强度或肥大结果没有看到这种效果;需要进一步的研究来更好地理解这种明显的现象。 在解释证据时,重要的方法考虑与使用预干预或干预后1RM值有关。具体地,一些研究评估了在肌肉耐久性对不同加载方案对不同装载方案的影响使用预先干预(基线)1RM值来确定耐久性测试的负荷,而其他使用后介入性值[20,31]。例如,如果一组参与者在预介入测试中按100千克的平均1RM,则我们使用60%的1RM用于肌肉耐久性测试,负载将设定为60千克。但是,如果参与者在干预后的1RM增加到120公斤,那么初始测试中使用的60千克现在将达到新建立的1RM的50%,这将自然地改变一些生理需求测试。另一种选择是根据新建立的1RM重新调整干预后测试中的重量。在我们的示例中,干预后1RM为120千克,肌肉耐久性测试的新负载将设定为72千克。然而,这种方法的限制是它使测试中的值偏向低负载条件。如前所述,高负荷训练通常导致1RM的增加,因此还需要在肌肉耐久性评估中使用更高的载荷[10]。实际上,我们的组[20]在与中等-(8至12rm)载荷相比,在低(25至35 rm)的训练时,对相对上身肌肉耐久性(卧式压力机50%1rm)的提高表现出更大的改善。然而,后期后测试基于后期后1RM,可想象的偏置导致低负荷条件。或者,局部肌肉耐力测试基于研究前1RM的研究倾向于驳斥低负荷训练对这一结果的益处。Jessee等人[31]显示,在进行为期8周的训练计划(使用15%或70%1RM的负荷)后,在单侧膝盖伸展中,在测试前1RM的42.5%评估下,相对肌肉耐力也有类似的增加。最近,Buckner等人[79]发现,在试验前1RM的42.5%时使用肘关节屈曲来评估相对肌肉耐力,在高(70%1RM)和低(15%1RM)负荷条件下,负荷没有影响。鉴于使用预干预前的研究之间观察到的差异结果与干预后1RM值用于确定肌肉耐久性测试中的负载,未来的研究可以考虑使用两种测试方法。使用预先干预和干预后的肌肉耐力评估1RM值可能需要多天的测试,这可能会出现一些后勤限制。尽管如此,石头和Coulter的早期工作采用了这种方法[6]。在该研究中,当使用预先服用前1RM值时,所有基团都经历了肌肉耐久性的增加。然而,当将负载重新调整到干预后1RM值时,均未在上体内耐久性的增加,并且对于低体内,在6-8RM培训的组中发现显着增加(31%;〜11重复)和培训30-40rm的组(33%;〜10重复)。在15-20欧元的组培训中没有观察到显着差异,这将否定重复连续内提出的理论。 另一种选择是使用肌肉耐久性测试,不会受到1RM值变化的影响。例如,一项研究比较了培训对80%1rm的培训对培训的影响,培训具有40%的1RM [29]。参与者进行了一种等级试验,评估了总工作,被认为是肌肉耐力的代理。在这项研究中,40%1RM的团体培训经历了总工作的15%,显着大于80%1RM组(5%)中观察到的增加。因此,当使用等动力学任务中的总工作来测量肌肉耐力时,重复连续内容似乎有效。尽管如此,这一发现仅基于一项研究,突出了对未来研究的需求。比较重载和中等负荷训练的影响的研究表明条件之间肌肉耐久性的增加[21,24]。这表明对该主题缺乏剂量响应关系。因此,如果实际上存在对肌肉耐久性的负荷诱导的影响,这仍然是可疑的,它似乎仅限于重复连续体的远方方面。表3列出了对该主题的研究摘要。5.结论尽管普遍接受重复连续体作为加载范式,但目前的研究未能支持其一些潜在的推定。考虑到文学的身体时,可以绘制以下基于循证的结论,提出了用于锻炼处方的新装载范式(见图2)。 图2.电阻训练有关负荷特定适应的现有证据摘要。证据支持重复的连续uum关于使用动态恒定电阻运动的1RM测试造成的肌肉强度。这至少部分可以归因于测试在研究方案中使用的运动中通常进行测试,这提供了更好地转移与特异性原则一致的培训。或者,当在等距器件上进行测试时,在负载条件之间的强度相关的改进几乎没有差异。这些发现与运动表现有关的实际意义以及仍有仍有待开展日常生活活动的能力。关于肥大,文献的令人信服的身体表明,可以在宽的载荷范围内实现类似的整个肌肉生长(即肌肉厚度,CSA)〜30%1RM。这些发现与年龄和培训状况无关。因此,作为一个原则,没有理想的“肥大区”。然而,从实际的角度来看,鉴于光负荷训练与使用较重负载相比,既有载重量相比,可以提出适度负荷提供最有效的载荷手段,以便进行更多的重复,这又增加了培训的时间越来越多的重复。此外,伴随光载荷的高水平代谢酸中毒趋于引起不适[81],这又可以产生负面影响。或者,证据表明,重载训练需要更多的组,以实现相当的肥大到中等负荷。不仅从a效率低下时间立场,但高训练量的重负荷的组合提高了关节相关的应力,增加了过度训练的可能性。急性[40,41]和纵向[83-86]数据表明,与结构RT程序的一部分相结合的潜在的肥大益处,尽管调查结果的实际影响仍然是可疑的;需要进一步研究以吸引更强的课题结论。对局部肌肉耐久性的载荷特异性效果的证据仍然是等因力的。早期工作表明,在肌肉耐力的肌肉耐力训练的潜在益处,特别是在绝对地测试时。也就是说,这种效果的证据相当弱,似乎与下半身肌肉组织更相关。或者,研究调查负载对相对肌肉耐力的影响是相互冲突的,并且在大多数情况下,似乎并没有支持从重复连续统计中汲取的建议。总体而言,在妇女上有一个缺乏研究的主题。鉴于妇女具有更大的抵抗疲劳能力的证据表明,可以想到,在重复的连续体内可能存在性别特异性差异。未来的研究应该努力在用不同装载方案训练时确定在力量,肥大和与耐力相关的结果中的性别二态性的潜力。其余参考部分可至原网站产看  点击查看:查看文章上部分内容更多有生物学文章更多医学分类文章使用文档翻译功能  免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。  来源于:mdpi
2021-04-07 19:08:38
在活细胞中研究RNA与蛋白质相互作用的动力学
了解生物分子在细胞中结合和解离的速度对于建立生物学定量模型至关重要,但是直到现在,才可以使用体外纯化的蛋白质来测量这些动力学。 正如遗传学家Theodosius Dobzhansky在1973年指出1时,“除了进化,生物学上没有任何意义。” 许多现代生物学家可能会补充说,除了从生物化学的角度来看,分子生物学没有任何意义-如果没有生物化学提供的定量理解,生物学家如何预测生物体早期发育过程中蛋白质水平降低两倍的影响,还是癌细胞中另一种蛋白质的浓度增加了十倍?长期以来,简化的生物化学实验与混乱的细胞之间的鸿沟似乎无法克服。现在,Sharma等人在《自然》杂志上撰文。2个 报告了一种能够对细胞中的分子相互作用进行生化分析的技术。 作者专注于RNA分子与蛋白质之间相互作用的动力学。信使RNA分子与各种RNA结合蛋白(RBP)结合,这些蛋白控制着mRNA生命周期的几乎每个方面-从最初加工的RNA到最终的破坏3。每个RBP可以结合数百个RNA分子,每个RNA可以被数十种不同的RBP 4结合。此外,RNA-蛋白质相互作用不是静态的5,6。取而代之的是,蛋白质可以快速结合至其靶RNA,并与它们迅速解离(图1),而这些动力学是基因调控的核心。换句话说,RNA-蛋白质相互作用的动力学是基因表达的驱动力。因此,定义细胞中这些动力学的参数对于充分理解基因表达的调控至关重要。 图1 | 一种探测细胞中RNA与蛋白质相互作用的方法。作用于RNA分子的蛋白质会迅速与其靶结合位点缔合和解离。为了定量地了解基因调控,需要测量缔合和解离的速率,但是在活细胞中不可能做到。Sharma等。图2描述了一种称为KIN-CLIP的方法,该方法使用紫外线的超快脉冲在细胞中的结合蛋白与RNA分子之间产生共价交联。这不仅可以鉴定蛋白质的RNA靶标(如先前报道的交联技术中可能的那样),而且由于交联过程的快速性,还可以确定缔合和解离的动力学。 尽管已经研究了RNA与蛋白质的相互作用数十年,但尚未对其在细胞中的动力学进行表征。广义上讲,动力学见解只能从使用纯化蛋白的体外研究中获得。在细胞中的实验已经能够识别RBP的RNA目标,但缺乏测量相互作用动力学的精度5。随着高通量测序方法的出现,体外方法现在可以探测蛋白质与成千上万个RNA变体7相互作用的动力学。但是这些实验仍然在没有细胞环境的情况下对纯化的蛋白质进行。在过去的几年中,一种称为交联和免疫沉淀的方法8(CLIP)已成为表征细胞中RNA与蛋白质相互作用的主要工具。在CLIP中,使用紫外线将与RNA分子复合的蛋白质共价交联到RNA上。然后分离复合物,并通过高通量测序鉴定交联的RNA。这种方法提供了在复杂细胞环境中与特定RBP结合的RNA的目录,但充其量只能提供这些相互作用的快照。 Sharma和他的同事现在弥合了体外之间的鸿沟通过开发一种可以确定细胞中RNA与蛋白质相互作用的动力学参数的CLIP的策略和CLIP。作者的主要见解是,先前报道的CLIP方法的某些技术方面使此类方法无法用于捕获动力学参数。最具挑战性的限制是,交联速率必须快速以捕获蛋白质和RNA分子缔合和解离的速率。常规的UV源无法实现足够快速的交联,因此使用它们来测量动力学就像使用慢速快门拍摄奔腾的骏马-图像中的所有东西都模糊在一起。这一认识促使作者使用脉冲飞秒紫外线激光器,该激光器将蛋白质交联到RNA的速度足够快,可以捕获动力学参数。 为了测试该方法,作者将其应用于名为Dazl的RBP,这是生产生殖细胞所必需的,并调节基因表达9。Dazl结合数百个目标mRNA,增加其稳定性和产生的蛋白质数量10。然而,尽管其具有生物学重要性,但关于Dazl的结合和功能的许多知识仍未知,这使其成为KIN-CLIP实验的理想候选者。 Sharma和同事首先验证了KIN-CLIP可以识别从“快照” CLIP生成的先前发布的数据集中发现的RNA靶标。然后,他们计算了Dazl与RNA中数千个结合位点的缔合和解离的动力学参数,称为速率常数。这些结果表明,Dazl结合是高度动态的:其结合时间短;RBP仅驻留在各个站点几秒钟。Dazl也很少结合,因此在大多数情况下,结合位点都不含蛋白质。 作者还发现,多个Dazl分子倾向于在彼此靠近的位点结合。动力学分析表明,这可能是由于合作结合引起的,这种现象是一种蛋白质与一个位点的结合增加了其他蛋白质与附近位点结合的可能性。最后,作者将新确定的Dazl动力学参数纳入了其对基因表达影响的预测模型中,从而为Dazl的功能提供了生化基础,并为将来的研究奠定了基础。 这项研究最令人兴奋的方面之一是KIN-CLIP在研究其他RBP方面的潜力,但是该方法确实有一些局限性。例如,与所有基于CLIP的技术一样,将目标蛋白质与结合的RNA交联的能力是必需的。这可能具有挑战性,因为某些蛋白质没有正确定向的必要侧链以进行交联。但是,对于潜在的KIN-CLIP转换而言,最大的障碍是交联需要专用设备:对于许多生物学家而言,脉冲飞秒激光可能并不容易获得。此外,KIN-CLIP库的实验过程和相关分析比标准CLIP实验的过程更复杂,并且可能被证明是采用该过程的另一个障碍。 尽管如此,这项研究将生物化学的工具带入了活细胞,并且在此过程中可能为研究RNA与蛋白质的相互作用提供了一个转折点。下一步是将KIN-CLIP应用于其他RBP,但将其应用到其他类型的相互作用生物分子上的前景也已浮出水面。的确,作者们有趣地注意到,脉冲飞秒激光可以使蛋白质与DNA交联-也许“ DNA KIN-CLIP”就可以实现。Sharma及其同事不仅为RNA生物学设定了新标准,还可能更广泛地释放了生物化学对分子生物学的影响。 点击:查看更多生物学文章 查看更多医学文章 使用免费全文翻译功能 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。 来源于:nature
2021-03-04 19:04:08
睡眠不足的年轻健康人中与注意力相关的生理相关
经过瓦伦蒂娜·切萨里(ValentinaCesari),埃琳娜·玛丽娜(Elena Marinari),马可·劳里诺(Marco Laurino),安吉洛·吉米尼亚尼1(Angelo Gemignani 1)和达尼洛·梅尼库奇(Danilo Menicucci) 1 比萨大学外科,医学和分子病理学与重症医学系,意大利比萨561262 国家研究委员会临床生理研究所,意大利比萨56124*应与之联系的作者 摘要:认知功能可以进行特定的更改,但会被工作负载的非特定影响所掩盖,工作负载是影响调节外围输出的认知功能的常见因素。为了确定工作量相关的和特定的,任务相关的成分,通过研究15名健康志愿者在基线和睡眠剥夺条件下(一周间隔)进行注意任务,得出认知功能的生理相关性。引入睡眠剥夺以增加工作量。在执行任务后评估注意力网络效率(ANT,注意力网络任务; CCT,连续补偿跟踪器)的工作量评估任务期间,我们记录了心搏,面部温度和头部运动。在两种情况下研究了认知和生理指标的变化。通过校正从条件到睡眠剥夺后任务指标的变化与校正条件间工作量变化后的生理指标的相关性,来识别认知表现的生理相关性。我们发现剥夺睡眠后工作量的精神和身体需求增加。我们发现跨条件的认知和生理指标没有变化;注意系统的特定生理相关性,如ANT改变的变化与头部运动幅度的变化之间的负相关,以及CCT速度指数警觉性的变化与面部温度的变化之间的正相关。 关键词:认知功能;注意力;生理信号;工作量;睡眠不足1. 介绍人类的日常生活是由与现实世界中感官输入的转化,减少,细化,存储和恢复有关的认知过程驱动的[1]。独特的认知功能的功能是基于特定的大脑网络,并引起可区分的激活。然而,影响认知功能的一个共同因素是工作量,即多维结构量化了表演者响应于认知任务而付出的身心努力的水平。工作量的评估范围从经典的神经认知测试到动态情况,例如航空和驾驶[2];但是,它通常被认为是个人对苛刻情况的态度而不是对任务的态度的属性[3,4]。工作量是通过唤醒来维持的,它被描述为工作记忆压力的指标[5]。工作负荷中的唤醒暗示了自主激活,参与了动态平衡的无意识身体协调反应[6]。自主神经通过中央自主神经网络的活动来维持,该网络控制着与认知和情绪加工有关的电生理变化[7]。除了工作量相关的影响外,多项研究还强调了与涉及不同领域的认知任务相关的特定神经功能模式。关于这三个注意网络,波斯纳和彼得森[8]提出了警惕,定向和执行力网络。唤醒和个体认知功能的变化都会引起周围自主神经输出的变化[9],我们在当前工作中对此进行了研究。从方法学的角度来看,已经利用受试者内部的变异性研究了认知功能,该变异在睡眠剥夺的背景下得到了广泛的评估,可作为诱发急性应激反应的可靠范例。的确,急性和慢性睡眠剥夺是一种有形的风险,使受试者处于现代社会的压力条件下,对生活质量和心理-身体健康(包括认知能力下降)构成高风险和重大风险[10]。急性总睡眠不足和慢性睡眠受限都会增加体内稳态睡眠(过程S),从而导致睡眠负担。过程S在清醒时增加,在睡眠时间减少[11];这越来越削弱诸如醒觉期间的注意力,认知速度和记忆等认知功能[12]。因此,一些研究使用急性睡眠剥夺模型来了解其对各种认知领域和主观工作量的影响。确实,急性睡眠剥夺可能会对认知功能的某些方面产生负面影响,尤其是警惕性,如果降低警戒性,则会增加发生事故的风险[13]。据报道,受试者在一夜失眠后感觉到较高的工作量,而任务外部的因素也导致感觉到的工作量增加[14,15]。这些研究中,通常会评估自主神经的输出,因为较高的脑力劳动量会减少副交感神经(“休息或消化”)自主性的降低。神经系统活动和交感(“战斗或逃跑”)活动增加[16]。 在评估不同认知领域的任务中,通过多种外周生理指标(例如心率,皮肤电导和外周温度[17])估计了自主神经系统活动的这些变化。例如,认知负荷,大脑中的葡萄糖和氧气水平与前额温度[19,20]之间存在正相关。随着决策难度和注意力水平的增加,心率增加[21,22],以及由于反应抑制和记忆的难度增加而使心率变异性降低[23,24]。关于皮肤电导,在注意力,记忆力,警惕性和视觉跟踪任务的执行过程中已发现其增加[25-27]。此外,据报道使用了放置在不同推定位置的不同传感器[19,28,29]。在这里,我们将所有传感器组装在眼周区域-che骨和前额的皮肤温度[19],glabella(眉毛之间和鼻子上方的小区域)[30]的心搏,以及来自与头[31]。总之,许多研究已经使用特定的认知任务来建立与认知相关的生理结果。考虑到主观工作量的几项研究表明,生理措施取决于执行任务时主观感知到的困难程度。实际上,据报道主观工作量测量通常与认知表现无关(例如,受试者报告了较高的认知需求,但认知表现并未受到负面影响[32])。该证据暗示了如维持不同认知域的特定中央网络所建议的那样,对周围生理信号识别特定认知功能的调节的冲动。实际上,特定认知相关因素的识别对于检测和恢复那些可能会发生特定变化但被工作量的非特定影响所掩盖的功能至关重要。为此,我们研究了在基线和睡眠剥夺后经历不同认知任务(涉及注意力系统)的受试者眼周区域中放置的传感器的周围生理相关性(心率,头部运动和面部皮肤温度)。我们评估了在这两种不同条件下执行任务的感知工作量,并研究了从基线到睡眠剥夺的生理指标变化与纠正工作量变化的认知指标之间的关联。我们选择管理注意力网络任务(ANT,[8,33])和持续补偿跟踪器(CCT,[34,35])测试,以更好地表征不同系统功能(警报,定向,执行网络)的独立性,被证明受到不同的影响通过睡眠剥夺[36]。为了评估认知测试后的主观工作量,我们使用了NASA任务负荷指数(NASA TLX)量表[37],因为先前的研究表明,该方法在检测有经验的工作量变化方面是一个合理的量表[14,38]。睡眠剥夺的使用使我们能够诱发短暂和可逆的认知改变,可以对其进行研究以比较特定的注意力改变。当在同一主题中执行不同任务时,我们有机会将与假定的认知工作量相关的任务的共同外周反应与表征每个特定任务的特定认知功能的那个反应分开。作为认知改变的指标,对周围反应变化的认识可用于检测日常生活活动(如驾驶)中的注意减少,而不会使受试者偏离进行认知任务的管理。2. 材料和方法2.1.参加者15名健康的年轻志愿者(9名女性和6名男性;平均年龄): 24.5年(2年)参加了该实验方案。符合纳入条件的受试者符合以下标准:无精神症状,如Symptom Checklist-90-Revised所评估[39,40];根据失眠严重程度指数(ISI)[41,42]和爱华氏嗜睡量表(ESS)[43,44]评估,没有睡眠-觉醒障碍;通过定性回忆调查表评估,没有器质性病变和精神上瘾;正常或矫正视力;年龄介于18至35岁之间。2.2.实验协议实验方案包括两个阶段(图1A),这些阶段在参与者之间随机分配并保持平衡,并且至少间隔一周。每次会议从下午6点开始,每个志愿者都接受了单独的测试。实验室温度是受控的(22℃)。图1.实验方案。 (一种)。实验方案流程图。 (B)。上图是当对象正坐在电脑前时通过PERFORM系统在线记录面部温度,头部运动和心搏的示意图;下面是基线和睡眠剥夺条件下实验时间表的示意图。在基线阶段和剥夺睡眠后阶段均完成了两项认知测试,然后进行了感知的工作量评估。图1B。睡眠剥夺从会议开始前一天的8:00 am持续到会议结束之后(大约8:00 pm),共36个小时。为了确保志愿者在基线会议之前可以正常睡眠,通过活动记录仪记录每次睡眠前两天的睡眠日记来完成睡眠监测[45,46]。还进行了活动学监测,以确保志愿者在睡眠后剥夺期完全丧失睡眠;任何睡眠事件都暗示该研究被排除在外。为了实现这一双重目的,参与者佩戴了ActiGraphwGT3X-BT(ActiGraph,美国佛罗里达州彭萨科拉)放在他们的手腕上。使用Actilife软件(版本6.11.9)对数据进行分析和视觉检查。对于每节课,志愿者都要进行“注意力网络任务”(ANT)和“持续补偿跟踪器”(CTT)任务,该任务在心理学实验建筑语言(PEBL)软件中实施并在PC显示器上进行管理(距27英寸屏幕的距离为60厘米)到眼睛,屏幕分辨率为1024768)。执行ANT和CTT任务的时间分别为15分钟和10分钟。我们连续执行每个任务,没有任何间隔。为此,我们使用PEBL软件提供的设置选项将任务链接在一起。在PEBL软件中,假定受试者执行标准化的培训课程以熟悉任务说明并防止归因于课程顺序的偏见。在认知评估过程中,参与者必须佩戴“心理生理学面具”或“现实生活中的认知监控”(PERFORM),这是一种用于生物信号获取的眼周感应面具[29]。因此,通过使用PEBL NASA任务负荷指数(PEBL TLX)量表对两种情况下的PEBL认知任务完成后,立即评估了感知的工作量[47]。会议的总时长约为30分钟。2.3.认知评估2.3.1.心理实验教学语言(PEBL)注意网络任务注意网络任务(ANT)旨在评估警报,定向和执行控制注意网络的功能[8,33]。假定参与者在一组五个箭头中确定中心箭头的方向,而忽略周围箭头的方向。为了指示中心箭头的正确方向,参与者必须按下键盘上的相应按钮。在当前的研究中,使用了Attentional Network Test的PEBL版本,并且据Fan等人所述。 [33],我们考虑了性能指数计算的正确试验(即,没有考虑错误答案),以(1)警报指数,(2)定向指数和(3)冲突指数表示。警报网络的效率通过警告信号引起的反应时间(RT)的变化来检查。预警指数是通过从无提示条件的平均RT中减去双提示条件的平均RT来计算的[36]。定向的效率通过伴随指示目标将发生位置的提示的RT变化来检查。定向指数表示为处于中心提示条件(“中心提示”)的项目的平均RT与处于空间提示条件(“空间提示”)的项目的平均RT之差[36]。通过要求参与者通过按下两个键来指示执行箭头的响应来检查执行网络的效率,这两个键指示被同等,不一致或中立侧翼包围的中心箭头的方向(左或右)。冲突指数是通过从不一致侧翼条件的平均RT中减去一致侧翼条件的平均RT计算得出的[36]。 2.3.2.PEBL连续补偿跟踪器持续补偿追踪(CCT)是一种认知测试,最初是用来评估机敏性和警觉性的[34,35],也用于评估持续的注意力。在连续八次试验(从T1到T8)期间,参与者必须不断调整指针的位置以使其与目标重叠。指针处于需要持续补偿的随机指向的力之下[47]。在当前的研究中,使用CBL任务的PEBL版本通过两个指标(CCT偏差和CCT速度)来评估警惕性。通过考虑从任务开始(T1)到结束(T8)的偏差和速度的变化来评估适应程度:l CCT偏差。针对每个试验计算目标位置和指针之间的空间位移的中位数(中位数偏差的下限值与到更高的任务执行精度)和CCT偏差,因为位移从第一次试验到最后一次试验都发生了变化。l CCT速度。对于每个试验,计算任务上鼠标速度的平均值,并将CCT速度估算为从第一个试验到最后一个试验的速度变化。鼠标速度应指示对象对任务的反应程度;较高的值对应于较高的反应度,用于补偿指针的随机运动。 2.3.3.PEBLNASA任务负荷指数(PEBL TLX) NASA任务负荷指数[37]是一个自我报告的多维量表,旨在根据六个子量表的加权平均值提供总体可感知的工作量得分。分量表是精神需求,身体需求,时间需求,自己的表现,努力和挫败感。受试者必须通过选择六个分量表的分数(从0到100)来评估在先前完成认知任务时经历的感知工作量;较高的值表示更大的可感知工作量。在本研究中,使用PEBL软件(PEBLTLX)上的NASA TLX版本评估了可感知的工作负荷等级[47]。2.4.生理评估在进行认知评估期间,参与者佩戴了针对现实生活的认知监控(PERFORM)的心理生理学面具,这是一种经过验证的多传感器可穿戴和非阻塞性面具[29],能够从一组以下物体中检测,记录和分析以下生理信号:干燥的电极置于眼周区域:l 面部温度信号,以1Hz采样率从放置在左右肌和左右前额上的传感器记录下来;l 心脏脉搏,用光电容积描记器传感器以100 Hz采样率记录,该传感器置于glabella(眉毛之间和鼻子上方的区域)上方;l 头部运动信号以100 Hz采样率从位于面罩左侧的3轴加速度计记录下来。 对于每个信号,都提取了外围测量,以研究执行认知任务如何改变外围输出。根据每次测量的生理特性,我们获得了从每个认知任务开始到结束的时间序列测量。因此,作为与执行的任务相关的有效参数,我们考虑了每个提取的度量从任务开始(度量在其时间序列的前十分之一的平均值)到结束(度量在最后一个度量的平均值)之间的变化。时间序列的十分之一)。从面部温度时间序列,我们考虑了:l MaxT,定义为任务开始和结束之间计算出的四个温度变化中的最大值;l zfT,通过比较上述额头和vs骨的T变化来定义(zfT =ΔTzΔTf,其中ΔTz是两个额头传感器的平均变化,而ΔTf是两个che骨传感器的平均变化)。从心脏脉冲时间序列中,我们获得了脉冲到脉冲时间间隔序列[48],这使我们能够估计心率(HR)的变化,心率(HR)定义为心率开始和结束之间计算出的心率变化。任务。从头部运动时间序列中,我们从在连续的1 s窗口内计算出的三个轴向振荡组合的方差获得了头部运动的综合度量。我们估计头部运动幅度(HMA)是该措施任务开始和结束之间的变化。2.5.统计分析这项工作旨在确定主要涉及独特注意力成分的执行任务的特定生理相关性。我们用睡眠剥夺来操纵为了消除一般工作量对生理反应的影响。我们制定了以下假设(Ha)与原假设(H0)进行比较:l H0=校正工作量后,从基线到睡眠剥夺后的认知和生理指标之间无显着相关性变化。变量之间的相关性= 0;l Ha=认知和生理指标变化之间的显着相关性校正工作量后进入睡眠剥夺后基线的基线。变量之间的相关性为<0或> 0。如果Sig <α,则H0被拒绝,其中<α= 0.05因此,我们通过以下 两个主要步骤来分析数据: (1)识别剥夺睡眠对感知工作量的影响; (2)消除工作量变化的影响后,在不同的认知任务中识别受试者内部认知能力变化(从基线到睡眠剥夺后)的生理相关性。对于步骤(1),通过两尾Wilcoxon符号秩检验评估睡眠剥夺和基线阶段之间的PEBL TLX子量表差异。使用非参数测试是因为它们允许研究参数,而与正态无关。确实,这项研究中的变量是异类的(从心理评分到生理参数)。有些是歪斜的,有些则在几个离散值的范围内变化。我们使用以下公式估算非参数测试的效应大小:其中N是Z评分所基于的观察总数[49]。对于步骤(2),通过将认知任务指数的变化与从基线到睡眠剥夺后的生理测量值相关联,来识别受试者内部认知能力变化的生理相关性。为了从认知指标和生理指标之间的相关值中消除工作量变化的贡献,通过控制在步骤(1)达到统计显着性的那些工作量子量表来计算偏相关(rp,偏等级相关)。运用Yekutieli和Benjamini程序[50]来控制关于与每个认知任务指数相关的所有生理特征的假设检验系列的错误发现率(FDR)。将错误发现率设置为等于0.05,并计算调整后的p值。3. 结果3.1.感知的工作量从基准更改为睡眠剥夺任务后测得的感知工作量在精神和身体需求量表的条件之间有所不同;睡眠剥夺后的精神和身体需求增加(分别为p = 0.04和p = 0.01)。表1提供了每个PEBL TLX子量表的统计信息。3.2.注意系统功能的生理相关性关于注意和生理指标,没有发现条件之间的显着差异(补充表S1-S4)。然而,在消除与知觉工作量变化相关的推定联系效应后,认知指数与生理指标之间发现显着关联(图2)。图2.注意系统功能的生理相关性。散点图显示,在校正了TLX的精神和身体需求之后,生理指标与认知指标从基线到睡眠剥夺后的状态变化之间的关联(rp,部分等级相关系数-错误发现率<0.05)。点击查看:查看下部分内容 更多医学文章 使用英文翻译功能免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:mdpi
2021-02-19 18:27:31
心脏骤停中的ECMO:文学叙事回顾
通过 阿曼丁·德·沙里埃(Amandine DeCharrière),本杰明·阿苏林(Benjamin Assouline),马克·谢恩娜塔莉·曼莎(Nathalie Mentha),卡洛·班菲卡里姆·本杰利德(Karim Bendjelid),和拉斐尔·吉罗(RaphaëlGiraud) 1.瑞士日内瓦大学医院重症监护室,1205;瑞士; amandine.decharriere@hcuge.ch(A.D.C.); benjamin.assouline@hcuge.ch(文学士); marc.scheen@hcuge.ch(硕士); karim.bendjelid@hcuge.ch(K.B.) 2.日内瓦大学医学院,1205瑞士日内瓦; nathalie.mentha@hcuge.ch(N.M.);carbanfi@gmail.com(C.B.) 3.日内瓦血液动力学研究小组,1206年,日内瓦,瑞士 4.米兰圣多纳托医院集团心胸外科Sant’Ambrogio医院,米兰大学心脏外科主任,20149意大利米兰 *应与之联系的作者。摘要:心脏骤停(CA)是常见的死亡原因,也是主要的公共卫生问题。迄今为止,常规的心肺复苏术(CPR)是唯一可以有效影响预后的有效复苏方法。体外膜氧合(ECMO)是一项复杂且昂贵的技术,需要专业技术知识。并非所有医院都将其视为护理标准,仅应在大容量医院中使用。 ECMO与CPR结合被称为ECPR(体外心肺复苏),它可使传统CPR难治的CA患者的血流动力学和呼吸稳定。该技术可在保持器官灌注的同时并行治疗CA的潜在病因。但是,目前的证据并不支持在所有难治性CA患者中常规使用ECPR。因此,病人适当选择谁可以从这个过程中受益是关键。通过执行高质量的CPR并促进获得ECPR来减少低血流的持续时间,可以提高难治性CA患者的生存率。确实,受益于ECPR的患者似乎具有更好的神经功能。本篇叙事综述的目的是介绍有关ECPR的最新文献,并阐明其潜在的治疗作用,并对设备及其设置,患者选择过程和患者进行深入的解释。 ECPR后的管理。关键词:体外膜氧合;ECMO;心脏停搏;ECPR 1. 介绍心脏骤停(CA)是主要的公共卫生问题。在北美和欧洲,其发病率约为每100,000例50至100例[1]。心血管病因占记录病例的一半。全世界接受心肺复苏(CPR)的院外心脏骤停(OHCA)患者的30天生存率是全球的10.7%[2]。确实,这种差的存活率引起了人们对传统复苏技术联合方法的开发的兴趣,该方法是通过体外心脏压缩和体外生命支持通过体外体外膜氧合作用除颤(ECMO)。因此,体外心肺复苏已经成为患有CA的患者的救生方法,该CA被认为对常规复苏是难治的。在对CA的主要病因进行调查并提供病因治疗的同时,ECPR有助于维持器官灌注。最近,有证据表明,用ECPR治疗的院内心脏骤停(IHCA)显示有希望的生存率在20%至45%之间波动[3,4]。另一方面,对非住院患者(院外CA:OHCA)进行的研究显示出较差的结果[5]。尽管如此,有关OHCA管理的最新指南详细说明了使用ECPR的可能性,但不是作为常规护理标准。更好的生存率。 IHCA归因于更早实施更好的复苏质量,以及更快地获得ECPR。此外,在研究使用ECPR的研究时,常规心肺复苏(CPR)的时间似乎对生存率有负面影响[6]。当校正低流量期的持续时间时,用ECPR处理的OHCA和IHCA之间的生存差异会消失[7]。因此,通过促进获得ECPR似乎可以缩短CPR时间并改善CA后的生存率[8]。大量研究表明,ECPR在心脏导管室,急诊室和院前环境中的有效性[9-11]。但是,正如最近发表在两篇评论文章中的那样,各中心之间的ECPR计划存在很大差异,并且是缺乏标准化的原因[12,13]。在本文中,作者介绍了CA患者ECPR的最新文献。2. 方法本文针对该文献进行了叙述性综述,而不是系统性综述,重点是ECRP在常规心肺复苏难治性心脏骤停中的作用。它包括2000年至2020年10月底在MEDLINE / PubMed数据库中发表的文章。搜索工具栏集中包括以下术语:“体外膜充氧”或“ ECMO”或“ ECLS”或“ ECPR”和“心脏”逮捕”。总共确定了1552篇可能相关的文章。阅读标题和摘要后,选择了75篇文章进行全面分析。最后,对所包括论文的参考文献进行筛选,以查找在最初的文献搜索中找不到的其他材料,并且不采用语言限制。 3. ECPR的实施地点尽管有国际建议,但复苏程序在一个中心与另一个中心之间有所不同。建立ECPR的后勤方式也有所不同。许多中心建议采用“偷窥逃跑”的方法,用救护车将患者迅速转移到ECPR中心[9,14]。或者,使用能够在OHCA上启动ECPR的移动式紧急复苏单元(SMUR)的“住宿和治疗”态度也已被证明是替代选择[10]。考虑到应该在CA的60分钟内启动ECPR的事实,最佳策略仍有待确定。每个社区的设施和经济医疗服务均起着主要作用。在有或没有紧急医疗服务(EMS)的医疗机构中使用的“隐蔽式运行”方法在ECPR的迅速启动中已显示出局限性[14,15]。在巴黎(法国),EMS于2011年建立了院前ECPR计划。法国其他一些城市(里尔里昂和佩皮尼昂)也使用了类似的计划。与医院启动的ECPR相比,这种方法证明了OHCA后低血流时间的减少,具有相似的ECPR启动时间和并发症[10]。但是,根据Bougouin等人的说法。 [16]在2011年至2018年期间在巴黎诊断的13,000 OHCA中,有525例受益于ECPR的启动,其中389例在医院内,136例在医院外。此外,经历过ECPR的患者和接受常规复苏的患者在死亡率上没有差异。ECPR的启动需要经过专门培训且组织良好的团队。此外,尽管ECPR团队专注于插管过程,但坚定的团队负责人必须监督复苏过程。团队配置会根据当地限制,ECPR提供中心内的组织和可用的人力技能而有所不同。用于心脏适应症的ECMO启动速度不同于呼吸衰竭所需的速度。确实,很少有心脏病病因需要针对基础疾病进行快速治疗(例如,经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的急性冠状动脉综合征(ACS)),因此,可大大减少生存所需的循环辅助治疗时间。因此,必须迅速选择实施ECMO。理想地,ECMO作为血液动力学支持在区域转诊中心或综合护理中心进行,可以将其作为晚期心血管疾病的常规管理方法,例如需要PCI的ACS,长期心脏辅助设备和心脏移植的实施[ 17]。这些ECMO中心必须具有可快速部署的协议,这些协议应迅速发挥作用,这是一个多学科心脏小组,由介入心脏病学家,心脏外科医生,心力衰竭专家和强化专家组成,团队中所有其他成员被认为对适当的管理策略[18-20]。重要的是要强调,ECMO是一种短期辅助设备,可用作循环支持,但对潜在疾病的病因治疗没有影响。应及时管理CA的潜在病因,以最大程度地提高康复机会并加快从ECMO的安全撤药。这可能包括但不限于ACS患者的血运重建(经皮或外科手术)[21,22],难治性心律不齐患者的药物或消融治疗以及瓣膜功能不全患者的外科瓣膜手术[23,24]。对于那些不太可能恢复足够的心室收缩功能或无法安全退出VA-ECMO的患者,应考虑早期评估长期心脏支持治疗[25]。除了先进的心血管平台,支持严重肺血管疾病患者的ECMO中心还应获得治疗肺动脉高压的专家[26]。最后,受益于ECMO心脏辅助的患者处于发生肺部并发症的风险中,需要开始高级呼吸支持,例如静脉-静脉ECMO类型,甚至是静脉-动静脉ECMO。这些技术应提供给提供这些机械支持技术的中心[27]。一个中心实施的ECMO数量越多,住院死亡率越低[28]。这表明大量的ECMO参考中心可能具有更好的生存结果[29-31]。对于没有能力实施ECMO的地方和转诊中心,我们提倡在转诊和/或综合中心周围建立区域网络,从而能够部署ECMO流动团队来启动和运送这些患者[32]。如果在CA的背景下由经验不足的本地中心启动ECPR,则患者可能承担次优结果的巨大风险。对于这些中心,我们提倡与三级医疗或区域转诊中心进行正式合作,这些中心应配备并接受过培训以接受这些患者(具有共同的适应症,禁忌症,插管程序和起始标准)[33]。这些策略已成功应用于呼吸ECMO中心[30,34,35]。ECMO中心的最小案件量仍然是争论的话题。在一项研究中,每年处理30例以上ECMO患者的成人中心的存活率明显高于每年处理6例以下ECMO患者的成人(调整后的OR:0.61,95%CI 0.46-0.80。在心力衰竭的背景下实施ECMO[32],但是,目前的证据是基于来自专业水平未指定的中心的回顾性数据。在ECPR中使用ECMO有其自身的挑战。与严重的心源性休克相反,它通常发生在特定的环境(导管实验室,ICU或手术室)中,CA是不可预测的,并且可能发生在医院内的任何地方,包括急诊室,ECPR计划越来越多发展。 ECPR也可以在院前环境中实施。目前,这种新方法正在研究中(NCT03700125,NCT04620070,NCT02527031)[10,13,36]。强烈建议将ECPR计划与经验丰富的医院重症监护病房相联系,这些病房在管理ECMO患者方面经验丰富,并在可能的情况下尽快将患者转移到转诊中心以保证适当的治疗[37]。4. 设置ECPR的设备和技术在CA期间放置ECMO很复杂,需要特定的专业知识。表1列出了实施ECPR所需的设备和安装。ECMO的插管可以通过超声引导下的血管穿刺术和根据标准Seldinger技术的顺序扩张术进行,也可以通过直接的股骨直接入路[ 38]。通过Scarpa三角形切口的外科手术方法是另一种方法。每种技术都有其优点和缺点。本文将不介绍每种技术的细节,但是技术的选择本质上取决于操作员的技能。图1是用于eCPR的外周股股静脉-动静脉ECMO的示意图。表1.实施ECPR(体外心肺复苏)的设备和安装。但是,在一家大学医院进行的ECMO植入手术数量众多的回顾性研究中表明,在814例植入患者(485例外科手术和329例经皮手术)中,经皮途径与局部感染相关性较低(16.5%比27.8) %,p = 0.001),可比的肢体缺血(8.6%vs. 12.4%,p = 0.347),类似的神经系统并发症(2.6%vs. 2.3%,p = 0.779)和更好的30天生存率(63.8%vs 56.3%,p = 0.034)。然而,经皮插管(相对于手术方法)与更多的无瓣膜后血管并发症相关(14.7%vs. 3.4%,p <0.001),主要是需要手术止血的局部出血(9.4%vs.1.5%,p<0.001)。 0.001)[8]。无论使用哪种插管技术,都必须执行超声心动图检查,以确保在安装ECMO之前正确放置了导板和插管[39]。插管的大小是ECPR有效性的关键决定因素。静脉插管直径的适当选择允许对病人的血液引流优化。正确的动脉套管直径可确保向患者令人满意的血液注入[38]。对于成人,建议引流套管最低为23至25 Fr,再注入套管最低为17至19Fr。尽管缺乏关于维持良好器官灌注所需的理想ECMO流量的证据[38]。动脉插管可以完全阻塞股动脉,并引起插管下肢缺血。为了防止这种并发症的发生,提倡将再灌注套管系统地放置在同侧浅表股动脉中。该再灌注套管连接到动脉回路,因此允许对下肢的套管末端进行充分的灌注。这种再灌注策略的放置可以在距初始插管一定距离的位置进行,因此建议尽早放置。该再灌注导管可通过手术或经皮插入超声引导[40]。然后,ICU护士应每小时对脚部灌注进行多普勒监测。 图1.用于ECPR的周围股骨-股静脉-动脉ECMO。 5. 患者选择过程直到最近,难治性CA一直被定义为对30分钟的常规心肺复苏(CPR)无反应的CA [41]。在平均30到40分钟的不成功的CPR之后,通常选择从常规CPR转到ECPR的时间较晚。因此,生存率变化很大。令人信服的证据表明,常规CPR的长度是难治性OHCA的独立预后参数。传统的心肺复苏术时间越长,结果越差,这一时期的CA被称为低流量[7]。最佳情况下,应在CA开始后60分钟内启动ECPR,以使低流量时间保持在60分钟以下[4]。 Kim等。提示从常规心肺复苏转换为ECPR的最佳时间为21分钟[42]。雷诺兹等。有研究表明,心肺复苏16分钟后,具有良好神经学预后的生存率会降低[43]。因此,对于在常规复苏的前10分钟内没有反应的合格患者,应预见ECPR并立即提供。此外,ECPR应该在CA的20分钟内启动,以便ECMO可以尽快为患者提供帮助。但是,就生存率而言,最重要的决定因素是无流量的持续时间,在此期间患者没有接受复苏[44]。当前的建议指出,早期高质量的心脏按压会影响所有其他手术的有效性[45]。因此,至关重要的是,塌陷后应立即开始CPR,以最大程度地减少无流量时间。即使ECPR的年龄上限有所不同,大多数研究仍排除了70至75岁的患者[5,46-48]。心律失常与OHCA患者的死亡率降低相关[49]。初始心率还可以预示更短的无流量持续时间。在最近的研究中,Tanguay-Rioux等人。研究表明,对于2532年的OHCA,令人震惊的初始节律的总体生存率为13.8%至34%。随着无流量持续时间的增加,维持令人震惊的初始节律的可能性降低(调整后的OR:每分钟0.88,95%CI0.85–0.91)。最初有令人震惊的节律的患者中,有94%(95%CI92–96%)的空流量少于10分钟。作者得出的结论是,每过一分钟无流量,出现令人震惊的初始节律的机会就会减少,从而强调了尽早进入除颤的重要性以及及早筛查可能的ECPR候选人的必要性[50]。另一方面,> 90分钟的低流量患者则不太可能受益于ECPR [4]。确实,最新建议建议ECPR应该在CA的前60分钟内开始[45]。 Otani等在最近的一项回顾性研究中对135例难治性CA患者实施了ECPR。研究了预测神经功能预后良好的预后因素。在包括的患者中,有22名(16%)的神经系统预后令人满意。在“令人满意的神经系统进化”组中,低血流时间较短,阈值为58分钟[51]。在低流量期间,CPR的高质量至关重要。[52]为确保这一点,建议监测过期的二氧化碳(EtCO2),这是CA中生存率的有效指标。 EtCO2 <10mmHg似乎与较低的存活率有关。心肺复苏术期间的通气可能导致峰值吸气压力增加,而高吸气压力可能成为肺损伤的来源。后者使提供所需的潮气量以实现足够的通风具有挑战性。机械压缩装置的使用进一步加剧了医疗提供者面临的困难。但是,当前的国际指南均未提供有关在 机械心肺复苏过程中使用的“最佳”机械通气策略的建议。最近对38篇论文的文献进行了回顾,探讨了机械心肺复苏期间的各种通气策略,结果表明,在心肺复苏期间必须确保高FiO2含量,而证据等级较低的证据是,关闭吸气触发并使用PEEP 5 cm H2O有利。在评论中,作者还提出了一种有趣的操作算法,可能值得将来讨论,并且可能具有前瞻性试验[53]。总之,在发生CA的情况下,正确选择可以从ECPR中受益的患者至关重要。选择没有已知主要合并症,持续性令人震惊的心率,尽可能短的无血流时间并在复苏过程中快速实施目标EtCO2> 10 mmHg的高质量CPR似乎是合理的。最近,还提出了独立于心律的“生命体征”(自发运动,呼吸,喘气和瞳孔反射),作为受益于ECPR的患者生存的良好预测指标[9]。最后,在意外体温过低的情况下,难治性CA的特定病例必须通过ECPR可以发挥其作用的特定方案进行特定管理[54,55]。ECPR仅应用于心脏骤停的高度精选患者。此外,适应症和禁忌症可能因医院,心脏骤停小组的经验水平以及ECLS部署的准备程度而异。迄今为止,还没有ECPR的RCT,也没有针对ECPR适应症或患者选择的前瞻性验证标准。然而,当在多种情况下用于心脏骤停时,ECPR有望获得良好的结果(表2)[45,56]。 表2.对于院外心脏骤停启动院内ECPR的有利和不利标准。6. ECPR后的患者管理ECPR后的管理重点是保持足够的器官灌注,恢复具有天然心输出量的搏动性心律。建立足够的体外循环后,可以停止胸部按压。在这一点上,在改善了冠状动脉灌注压力并从体外泵提供了更好的氧气后,可电击性节律的除颤通常更为有效。引入体外循环后,应对高氧血症具有挑战性。为了不对神经和心血管结果产生负面影响,必须对氧气供应进行充分的校准。平均动脉血压(MAP)应保持在65至75 mmHg(专家建议)之间,并在静脉套管内的流量与负压之间保持谨慎的平衡。大多数情况下,使用升压药(去甲肾上腺素)达到目标MAP。侵入性血压监测是强制性的。建议对右radial动脉进行导管插入术,以便在左心功能恢复的情况下预见Harlequin综合征的发生,并允许检测肺源性低氧血症。有时可能需要进行积极的容量复苏(缺血再灌注综合征),以确保有足够的预负荷来支持ECPR。外周静脉动脉ECMO(VA-ECMO)的循环支持是基于通过逆行动脉血流进行的器官灌注[57]。该策略的重要局限性是左心室后负荷的增加[58]。在心源性休克的情况下,难治性CA后常出现这种情况,左心室后负荷的增加会导致心肌缺血的增加,心律失常,肺水肿和血栓形成事件的发生率增加[59-62] 。严重的主动脉瓣反流应作为VA-ECMO的禁忌证,因为左心室超负荷的风险过高。此外,对于轻度至中度的主动脉瓣反流,心室扩张的风险不可忽略[63]。可以将几种干预措施与ECMO结合使用,以减轻左心室(LV)的负荷,从而避免一些与LV后负荷增加相关的并发症[57,61]。然而,在VA-ECMO期间降低左心室后负荷的最佳方法仍然未知。可以像小剂量多巴酚丁胺一样使用正性肌力药物,以确保主动脉瓣打开并最小化左心室输出[64]。后者可通过打开主动脉瓣来优化左心室收缩力,并防止发生急性充血性肺水肿。建议最小脉冲压力至少为10 mmHg。在某些中心,主动脉内球囊泵被认为是护理的标准,而在其他评估中,LV卸载的评估决定了其使用[65]。最后,某些研究小组表明,通过连续轴向流泵(例如Impella®型)卸载LV可以提高VA-ECMO患者的生存率[66]。最近对近4000名患者进行了荟萃分析,其中42%的患者接受了伴随VA-ECMO的左心室卸载设备(主动脉内气囊91.7%,经皮心室辅助设备5.5%,肺静脉插管或左心房间隔2.8%),受益于静脉无负荷装置的患者的死亡率低于未受益于这种装置的患者。 (54%比65%,相对风险:0.79; 95%置信区间:0.72至0.87;p<0.001)。然而,左心室卸载设备的溶血率较高[67]。一旦为患者提供了VA-ECMO的帮助并使其稳定下来,就应该开始对可疑的CA原因进行治疗。如果怀疑是急性冠状动脉综合症,则必须转诊患者进行PCI即时冠状动脉造影。在这组特定的患者中,研究表明冠状动脉病变多发于近端[68,69]。而且,已经表明CA和PCI之间的延迟与生存有关[70]。如果肺栓塞是CA的起源,则应考虑注射肺部CT扫描以确认诊断[71]。超声心动图也可以提供有用的诊断线索[72]。一些研究小组还建议ECMO支持进行原位溶栓或外科血栓切除术[73,74]。其他人则认为ECMO的作用完全归因于患者固有的纤维蛋白溶解,因此,仅应采用肝素治疗来治疗患者[75-77]。最后,颅内出血(ICH)是接受ECMO治疗的成年人的常见并发症,并伴有死亡率增加。在ECMO中治疗ICH代表了促凝和抗凝需求之间的平衡。神经外科治疗与严重的发病率有关,但在某些情况下已经成功[78]。如果怀疑患有ICH,则在随后进行的任何干预措施或ECMO插入术中,必须优先进行脑部CT扫描。查看心脏骤停中的ECMO:文学叙事回顾(结论)点击:查看更多医学文章 使用英文翻译功能免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:mdpi
2021-02-02 19:50:54
咖啡及其成分对胃肠道和脑肠轴的影响
咖啡及其成分对胃肠道和脑肠轴的影响阿马亚·伊里安多·德洪(Amaia Iriondo-DeHond),何塞·安东尼奥·乌兰加(JoséAntonio Uranga),玛丽亚·多洛雷斯·德尔卡斯蒂略(Maria DoloresdelCastillo)和拉奎尔·阿巴洛(Raquel Abalo)引文:A。Iriondo-DeHond;乌兰加(J.A.)马里兰州德尔卡斯蒂略; Abalo,R.咖啡及其成分对胃肠道和脑肠轴的影响。营养素2021、13、88(本文属于《人类健康咖啡和咖啡因消费特刊》)收到:2020年12月9日接受:2020年12月25日发布时间:2020年12月29日 1.西班牙食品科学研究院(CIAL)(CSIC-UAM)生物活性与食品分析系食品生物科学小组,西班牙马德里28049,CalleNicolásCabrera2.消化系统生理病理学和药理学高级研究小组,NeuGut-URJC,卫生科学学院基础卫生科学系,雷亚·胡安·卡洛斯大学(URJC),阿夫达大学。de Atenas s / n,28022马德里,西班牙3.西班牙国家研究委员会药物化学研究所(Unidad Asociada I + D + i delQuímicaMédica研究所,IQM)联合单位,CSIC Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas,西班牙马德里28006应与之联系的作者。 摘要:咖啡是全球消费最流行的饮料之一。烘焙咖啡是数千种生物活性化合物的复杂混合物,其中一些具有许多潜在的健康促进特性,已在心血管和中枢神经系统中进行了广泛研究,而对其他人体系统的关注则相对较少,例如胃肠道及其与大脑的特殊联系,称为脑肠轴。这篇叙述性评论概述了咖啡冲泡的效果;其副产品;及其在胃肠道粘膜上的成分(主要涉及通透性,分泌和增殖),负责其运动功能的肠壁的神经和非神经成分以及脑肠轴。尽管有体外,体内和流行病学研究表明,咖啡可能对消化道产生多种影响,包括对粘膜的抗氧化剂,抗炎和抗增殖作用,以及对外层肌肉的促运动作用,但在很大程度上仍然令人惊讶地未知。需要进一步的研究,以了解咖啡对胃肠道某些健康促进特性的作用机制,并将这一知识传递给行业,以开发功能性食品来改善胃肠道和脑肠轴的健康。 关键词:脑肠轴;咖啡因;咖啡;咖啡副产品;膳食纤维;肠溶肠胃;黑色素黏膜肠系膜1. 介绍在过去的几年中,咖啡已从电影中的反派变成了反常的英雄。 1991年,世界卫生组织(WHO)的专门癌症研究机构国际癌症研究机构(IARC)将咖啡归类为“可能对人类致癌”(第2B组)。该评估是基于有关膀胱癌与咖啡摄入量相关的有限证据进行的。 2016年,经过对1000多个观察和实验研究的重新评估,来自10个不同国家的23位科学家得出结论,广泛的科学文献没有显示咖啡消费与癌症之间有关联的证据[1]。因此,咖啡从第2B组(“可能对人类致癌”)转移到第3组(“无法分类为致癌性”)。此外,IARC还发现有证据表明,喝咖啡实际上可以帮助减少某些癌症(结肠癌,前列腺癌,子宫内膜癌,黑色素瘤和肝癌)的发生[1,2]。“咖啡悖论”包括以下事实:咖啡因会升高血压,但喝咖啡却会降低患高血压的风险[3]。实际上,尽管每天喝咖啡与心脏病的患病率降低有关,咖啡饮用者吸烟的趋势[4]。此外,每天适量饮用3-4杯咖啡可延长寿命,降低全因死亡率[5]。饮用咖啡还与代谢疾病(2型糖尿病,代谢综合症,肾结石和不同的肝脏疾病)和神经退行性疾病(帕金森氏症和阿尔茨海默氏病)有基于证据的有益关联[2]。因此,建议饮用咖啡作为健康饮食的一部分[6,7],因为它含有几种具有治疗特性的生物活性化合物[8]。表1显示了生咖啡,烘焙咖啡和酿造咖啡的化学成分。烘焙过程严重影响了生咖啡豆的成分,在烘焙过程中,尤其发生了美拉德反应。该反应减少了游离绿原酸(CGA)的数量,但形成了其他抗氧化剂化合物,例如将CGA掺入其骨架的黑色素(表1)[9]。这些化合物以及在加工过程中形成的其他化合物,可导致烘焙咖啡豆呈棕色,并有助于咖啡的抗氧化能力[10]。另一方面,美拉德反应产生新形成的污染物,例如丙烯酰胺。欧盟委员会表示,可以通过以下缓解措施降低咖啡中丙烯酰胺的含量:控制烘烤条件或用天冬酰胺酶处理[11]。烘焙咖啡是数千种生物活性化合物的复杂混合物,其中一些具有潜在的促进健康的特性,例如抗氧化剂,抗炎,抗纤维化或抗增殖作用[5]。表1.阿拉比卡咖啡生,烘焙,过滤和冷煮咖啡的化学成分。冲泡程序也将影响最终咖啡杯的生化成分(表1)[30]。咖啡冲泡是一种固液萃取,包括研磨咖啡的吸水,热水中咖啡的溶解以及从废咖啡渣中分离出水提取物。许多变量都会影响咖啡杯的组成,例如咖啡颗粒大小,提取时间,压力,过滤器类型和水温等[31]。在过去的几年中,消费者对“冷冲泡”表现出了极大的兴趣,这种冷冲泡是用冷水(室温或冷冻水)煮制长达24小时的咖啡饮料[32]。最近的研究表明,冷热冲泡的咖啡差异很小但很重要,特别是所得咖啡的总抗氧化能力[21]。尽管冷冲泡咖啡中尚未鉴定出黑色素(表1)[33],但水提取温度会导致这些分子的溶解度不同[34]。因此,需要进一步的研究来完成这种流行饮料的化学表征。无论采用哪种冲泡方法,咖啡及其成分都会对人体产生深远的影响,上面已经提到了其中的一些。对于任何其他食物或饮料,胃肠道是与咖啡接触的第一个身体系统,并且确实会发生局部影响。当然,在吸收了不同的咖啡成分后,还会发生其他胃肠道疾病,这些也值得一提。因此,本综述的第一部分着重于咖啡,其副产品及其成分在胃肠道中产生的影响。这些可能影响胃肠道不同器官的肠壁不同成分(即粘膜,肌肉和内在神经)的功能(图1),因此其作用与胃肠道癌,炎症和粘膜有关将讨论功能(通透性,分泌性)以及运动功能。 图1.(A)前胃,空肠回肠(小肠的最长部分)和结肠壁的组织学外观。 (B)在有意识的大鼠中,在给予胃内钡剂后的不同时间点,通过射线照相方法观察大鼠胃肠道的器官。由于大鼠不呕吐,钡只能向肛门方向发展:对比1小时后,可以区分大鼠胃的两个部分(前庭胃和体)以及十二指肠和空肠回肠。对比后4小时,仍然可以部分看到胃和小肠,但是盲肠充满了对比。造影后8小时,几乎看不到胃和小肠,但盲肠充满造影剂,结肠内有一些粪便颗粒。 (C)显示肠神经系统外观的显微图像:组织学切片中大鼠回肠壁内的粘膜下层(SMP)和肌间神经丛(MP)的位置被苏木精/曙红(H / E)染色;解剖粘膜,粘膜下层和环形肌,仅留下纵肌层并附有肌间神经丛的中,右,整装或“片状”制剂(来自豚鼠回肠);对整个制剂进行免疫组织化学处理,以显示所有带有泛神经标记HuC / D的神经元(中),或对神经元一氧化氮合酶(nNOS)具有免疫反应性的神经元的特定亚群,其躯体和神经纤维都可以不是核,可以区分(正确)。 此外,胃肠道通过所谓的脑肠轴(或肠脑轴)在功能上与大脑连接[35]。而咖啡及其影响大脑中的成分已被深入研究,脑肠轴上的成分受到的关注相对较少。但是,关于心理因素与肠道感觉,运动和免疫功能之间的联系,已经积累了大量证据[36]。因此,现在已经认识到,健康的脑肠轴是情绪和情感稳定,对压力的适当反应以及内脏疼痛调节的关键[37]。实际上,人们对肠胃相互作用在胃肠道疾病中重要性的认识的提高甚至引起了胃肠病学领域的发展[38,39]。因此,本篇综述还简要介绍了咖啡,咖啡副产品及其成分对脑肠轴的影响及其在该领域的可能作用。 2.咖啡和胃肠道:专注于粘膜为了理解其假设的刺激或抑制特性及其作用机理,已经研究了咖啡对胃肠道的影响多年。通过众多流行病学研究已经解决了这个问题。尽管有证据表明咖啡可能与某些癌症的风险降低有关,但这些研究主要集中在肿瘤疾病上,结果相矛盾。确实,系统的审查发现咖啡对肝癌,肝细胞癌和乳腺癌具有保护作用。然而,咖啡似乎增加了患肺癌的风险,而咖啡与其他癌症(如胰腺癌,膀胱癌,卵巢癌和前列腺癌)之间的关系尚存争议[40,41]。关于消化道癌症,大多数荟萃分析显示咖啡与结直肠癌(CRC)风险之间存在中等或剂量-反应-负相关[42-48]。特别是,在以色列北部地区[49]或在日本女性中[50],发现咖啡的摄入与CRC风险呈反比关系。此外,最近的一项前瞻性观察性研究包括1171名患者,其中大多数患有转移性CRC,对于每天喝四杯或更多杯咖啡的患者,其生存期最多可增加8个月[51]。在评估有时可能会产生冲突的结果时,与种族或性别相关的差异似乎很重要。因此,Micek等人进行了荟萃分析。 (2019)[52]没有发现咖啡摄入量与CRC风险之间存在关联的任何证据,但当使用混合人群时,在从未吸烟者和亚洲国家中,咖啡摄入与结肠癌风险降低相关,并且与不考虑女性,永不吸烟者和欧洲国家,普通人群患直肠癌的风险增加。同样,对24项关于CRC的前瞻性研究的系统评价和荟萃分析表明,咖啡对男女混合使用以及仅对男人有保护作用。关于种族,在欧洲男性和亚洲女性中发现了重要的保护性联系。不含咖啡因的咖啡在男人和女人中都表现出保护作用[53]。相反,其他研究人员没有发现咖啡的保护性证据。值得一提的是Dik等人进行的EPIC队列研究。 (2014)[54],涉及超过40万欧洲人,并且显示咖啡消费与CRC之间没有关联。 Park等。 (2018)[55]在一项涉及4096名患者的大型前瞻性多种族队列研究中,也未发现CRC与咖啡摄入量之间存在关联。同样,瑞典妇女的前瞻性研究发现,CRC与每天摄入四杯或更多杯咖啡之间没有任何关系[56]。在英国人群中,同一类型的研究还发现咖啡和胃,小肠或结直肠癌之间没有关系[57]。在这方面,胃癌的结果难以评估。一些荟萃分析证实咖啡可以降低患胃癌的风险[58],但在其他情况下,结果却是矛盾的,直接取决于患者的性别[59,60]或所研究的胃部,直接咖啡摄入与胃card门癌之间存在相关性,而影响胃的其他癌症则没有[61]。同样,与食道癌的关系也不清楚,因为有系统的评论认为咖啡摄入量与这种癌症的发病率之间的关系不存在[61,62],或可归因于饮料的温度[63]。 ]。在相反,一项比较咖啡和茶的荟萃分析发现咖啡和食道癌之间存在显着相关性[64]。关于非肿瘤病理的流行病学研究结果也存在争议。一些荟萃分析表明,整体咖啡似乎并不是造成慢性胃食管反流病(GERD)的原因[65],而一项意大利研究则发现咖啡对巴雷特食管(BE)患者有不良影响[66]。相反,在美国进行的一项调查并未发现咖啡摄入与BE风险之间有任何关联[67]。上述可变性可能是由于许多原因造成的,包括性别,种族,生活方式以及咖啡中存在的多种生物活性化合物。实际上,很快就变得很明显,咖啡因被认为是咖啡的主要成分,并不是咖啡中唯一的生物活性化合物。特别是在上世纪下半叶的发现中,即使不含咖啡因的咖啡也会引起胃酸分泌的增加,并降低下食道括约肌的能力[68,69],这导致了对这种情况的调查。其他咖啡衍生化合物的生理作用。如上所述,咖啡的成分取决于许多因素,例如咖啡的来源,制备方法(水蒸气温度,烘烤等),从而对生理和微生物组产生不同的影响[41,70-73]。因此,在动物模型或志愿者体内进行的研究,或在分离的细胞体外进行的,分别评估咖啡中各种化合物的作用的研究,远少于流行病学报告。新陈代谢的种间差异或测试的不同剂量对所得结果有很大影响。但是,尽管仍然不完整并且以某种方式导致矛盾的结果,但是研究咖啡表现出咖啡作用的机理以及引起咖啡作用的特定化合物的努力已经为这个问题提供了一些启示,如下所示。2.1.体外研究2.1.1.咖啡自1980年代以来,已有几项研究调查了咖啡或其衍生物是否具有致癌作用。这些研究确定了各种咖啡制剂中潜在有害的化合物,例如过氧化氢(H2O2)。然而,这些研究是在缺乏过氧化物酶体酶的细菌模型中进行的,因此这种假定的致癌作用不适用于人类。也没有发现咖啡中负责这些潜在有害作用产生的化合物[74,75]。同样,已经在咖啡制剂中研究了抗炎特性,例如咖啡“木炭”,这是一种通过烘烤生干咖啡并将其研磨成粉末而制成的草药。在这种情况下,肠细胞的屏障功能增强,炎症介质如白介素(IL)IL-6,IL-8,肿瘤坏死因子(TNF),甲基接受趋化蛋白1(MCP-1)和前列腺素(PG)E2被抑制[76]。但是,这种制剂还可以保存咖啡中的大多数化合物,因此很难确定引起这些作用的特定分子。顺带一提,将CaCo2细胞(人结肠直肠腺癌细胞系)与常规,过滤,脱咖啡因或速溶咖啡一起孵育会诱导尿苷二磷酸(UDP)葡萄糖醛糖基转移酶(UGT1A)的转录,这是一种间接蛋白质抗氧化性能。在这种情况下,负责这种上调的分子仍然难以捉摸[77]。2.1.2.咖啡因生物碱咖啡因是研究最多的咖啡成分之一[41]。尽管需要很高剂量的咖啡因才能证明它们具有抗氧化特性[78]。相反,当使用生理浓度时,咖啡因通过氧自由基吸收能力测量未显示任何抗氧化活性。但是,使用1-甲基黄嘌呤时,抗氧化活性显着和1-甲基尿酸,是人体中咖啡因的主要代谢产物。这些化合物的抗氧化作用分别相当于抗坏血酸和尿酸产生的抗氧化作用[79]。但是,这并不排除其他机制的参与。结肠细胞系也已用于评估咖啡因的抗炎活性。在有咖啡因的情况下,人结肠直肠腺癌细胞系CaCo2和3T3-L1脂肪细胞的共培养表明,咖啡因抑制炎性细胞因子白介素(IL)IL-8和纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI-1)的分泌并降低脂肪在脂肪细胞中积累,而对3T3-L1细胞没有影响[80]。与此相关的是,还共培养了CaCo2,杯状细胞和巨噬细胞细胞系,以研究其对与炎症性肠病(IBD)相关的机制的影响。实际上,最近有关咖啡因的研究倾向于显示相反的结果。此外,在细胞周期从G1到G2的过渡过程中,咖啡因还显示出对RKO细胞放射疗法的敏感性增加[81]。咖啡因还可以与抑制基因磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)协同作用,从而抑制细胞生长并诱导几种人CRC细胞系中的细胞凋亡,而不诱导成纤维细胞中的凋亡。这种作用是通过丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT)激酶途径的下调和p44/42MAPK途径的调节而诱导的,即使在没有p53的情况下也是如此[82]。此外,咖啡因抑制在低氧条件下培养的HT29 CRC细胞中的低氧诱导因子1(HIF-1)。它还降低了血管内皮生长因子(VEGF)启动子的活性和IL-8的表达,而IL-8的表达是肿瘤血管生成所必需的。在这种情况下,咖些差异。还必须考虑的是,体外研究可能无法完全反映多细胞生物中的复杂关系,也不能最终反映出体内不同组织的剂量。关于这一点,Guertin等。 (2015)[87]研究了咖啡饮用者中大量的血清代谢产物,发现某些咖啡因相关代谢产物与CRC呈负相关。需要进行体内实验研究,以了解咖啡因与癌症之间确切关联的机制。2.1.3.多酚类多酚是咖啡中存在的其他重要化合物。它们包括不同浓度的CGA,包括奎宁酸和反肉桂酸,咖啡酰奎尼酸(CQAs),尤其是5-O-咖啡酰奎尼酸(5-CQA)以及CGA的一种代谢物咖啡酸(CA) ),是研究最多的[70,73]。多酚在低咖啡因的咖啡和普通咖啡中均具有很强的抗氧化性能,并且还可以与CGA浓度成比例地降低培养成肌细胞中促炎因子的激活,例如核因子-kβ(NF-kβ),其中普通咖啡的效力是低咖啡因的咖啡的两倍[ 88]。同样,赵等。 (2008)[89]证明,5-CQA可能以剂量依赖的方式在人肠上皮CaCo2细胞中阻断H2O2或肿瘤坏死因子受体(TNF-R)激活诱导的IL-8分泌。这些作用很有趣,因为促炎因子的过度表达和活性氧(ROS)的增加与DNA损伤以及重要疾病(例如癌症)的发病机理中涉及的多种细胞信号通路密切相关[41,90]。此外,5-CQA尤其是CA抑制细胞生长啡因可能会通过抑制其磷酸化来抑制诸如细胞外信号调节激酶(ERK1 / 2),p38和AKT等激酶。此外,它还抑制了腺苷A3受体刺激的细胞迁移[83]。咖啡因的这些作用在不同来源的细胞中或与其他分子协同施用时可能不同。因此,咖啡因不能抑制JB6 P上皮细胞系中ERK的磷酸化以及随之而来的表皮生长因子(EGF)和H-Ras诱导的肿瘤转化[84]。同样,咖啡因激活了Colo-205 CRC细胞系中的ERK信号通路,导致抗凋亡蛋白髓样细胞白血病1(Mcl-1)的增加和对紫杉醇的更高耐药性[85]。尽管在这种情况下与咖啡因的孵育仅持续了20小时,但HT-29细胞系却未观察到这种效果[86]。可以考虑细胞系的特殊性,暴露时间和/或测定的咖啡因浓度来解释这HT-29 CRC细胞系从细胞周期的G1期到G2 / M期的过渡[91]。与此相关的是,已经证明CA影响同一细胞系中细胞周期蛋白D1的表达。细胞周期中G1 / S过渡需要细胞周期蛋白D1,而在许多癌症中细胞周期蛋白D1过度表达。该蛋白的水平通过信号转导子和转录激活因子5(STAT5)的过表达以及激活转录因子2(ATF-2)蛋白表达的降低而下调[92]。 STAT5的过表达可能导致细胞凋亡增加,而ATF-2表达降低则可能具有抗癌作用[73]。与咖啡因一样,已证明CA对ERK磷酸化的抑制具有直接作用,其结果是JB6 P1细胞的肿瘤转化的下调[84]。CA还可以诱导细胞凋亡并降低其他结直肠细胞系(如鼠CT26细胞系)以及来自不同来源的细胞系(如白血病或内皮细胞)的侵袭性[73]。相反,崔等。 (2015)[86]没有发现CA或CGA对同一HT-29细胞系具有任何抗增殖作用。然而,在这种情况下,测定的孵育时间较短([86]中为20小时,[91]中为48-96小时)。影响蛋白质表达的另一个重要因素是表观遗传标记。这种调节的关键因素之一是在DNA中添加了甲基。 5-CQA和CA已成为体外DNA甲基化的强抑制剂。当测试更高的浓度时,DNA甲基转移酶的抑制率达到正常值的80%[93]。这种效果的含义尚待确定。最后,多酚还可能对上皮通透性产生一定影响。T84CRC细胞安装在Ussing型腔室中,并在生理浓度的羟基肉桂酸和类黄酮存在下孵育,表明其中一些(例如阿魏酸和异阿魏酸)显着增加了紧密连接复合物的蛋白质表达(zonulin 1( ZO-1)和claudin-4),但减少其他蛋白,例如occludin。相反,CA对ZO-1或occludin的转录没有影响[94]。2.1.4.二萜二萜是脂肪酰基酯,作为咖啡生物活性化合物也引起了人们的注意。它们在咖啡豆和未过滤咖啡中的含量可变,但在过滤和可溶咖啡中的含量很小[41,73]。研究最深入的是卡赫威醇,已被证明是体外细胞活力的有效抑制剂。与咖啡因,CA或CGA相比,HT-29 CRC细胞在以较低的浓度暴露于kahweol后会降低其生存能力。这种作用由促凋亡的胱天蛋白酶3的增加和抗凋亡的Bcl-2和磷酸化的AKT的表达以剂量依赖性的方式介导[86]。还已经在其他结肠直肠癌细胞系(HCT116,SW480和LoVo)中观察到了kahweol的凋亡作用。在这些细胞系中,除了HT-29系外,kahweol还刺激活化转录因子3(ATF-3),该因子已知在CRC中起肿瘤抑制作用,下调细胞周期蛋白D1并增强p53蛋白。抑制ERK1 / 2和糖原合酶激酶3β(GSK3β)激酶可阻断kahweol介导的ATF-3表达[95]。因此,同一作者发现,kahweol在不影响其mRNA水平的情况下降低了细胞周期蛋白D1的浓度。蛋白酶体的降解可能是这种降低的原因,因为蛋白酶体抑制剂阻止了细胞周期蛋白D1蛋白水平的降低。据此,kahweol诱导ERK1 / 2,c-Jun N端激酶(JNK)和GSK3β激酶的激活,导致细胞周期蛋白D1磷酸化,从而导致蛋白酶体降解。在正常结肠细胞系CCD-18-Co中未观察到kahweol的抗增殖作用[95]。另外,kahweol可能会显着减弱热激蛋白70(HSP70)的表达,从而导致细胞毒性作用,这种细胞在与伴侣抑制剂雷公藤内酯醇孵育时会增强[86]。 NF-kβ是与炎症和免疫反应有关的另一个关键调控因子,在许多癌症中均过表达[96]。 Kahweol通过抑制IkB激酶(IKK)活性来阻断NF-kβ的活化。同样,kahweol和cafestol(另一种二萜)均以剂量依赖性方式显着抑制促炎性环氧合酶2(COX-2)蛋白及其mRNA表达[97]。卡瓦酚和咖啡酚的抗氧化特性也有已在非消化性细胞类型(例如肝细胞,神经元或成纤维细胞)中得到证实,在这些类型中,它们对H2O2诱导的氧化性DNA损伤具有高度保护作用,并通过不同的机制(例如诱导细胞保护性酶)产生超氧自由基例如血红素加氧酶-1(HO-1)[98-100]。2.1.5.美拉德反应产物:黑色素最后,在焙烤过程中形成的黑色素表现出有趣的促进健康的特性。确实,咖啡类黑素具有多种生物学活性,例如抗氧化剂,抗微生物,抗龋齿,抗炎,抗高血压和抗糖化活性[10]。可以认为,具有抗氧化性能的黑色素含量取决于烘烤条件[15]。这些抗氧化特性可能高于其他来源,如在体外模拟胃消化模型[101]或其他非消化系统[41,102]中抑制脂质过氧化的能力所表明的。但是,涉及此类功能的确切机制仍有待详细研究。2.2.体内研究2.2.1咖啡在动物中进行的首次研究似乎证明了咖啡的潜在保护作用。确实,已经证明,用咖啡长期喂养啮齿动物在某些情况下(如在胃中)自发性肿瘤的发生率没有增加,但有所减少[103,104]。同样,咖啡可以保护大鼠免受结肠中1,2-二甲基肼等致癌物质的影响,尽管不在小肠中[105],并且还诱导了大鼠抗氧化剂和细胞保护性转移酶UGT1A的14倍诱导作用。转基因小鼠的胃[77]。但是,其作用机理尚未完全阐明。这样,在结肠癌患者中每天喝咖啡超过1杯咖啡与ERK的显着减弱有关,ERK是直接参与结肠癌发展的一种激酶[84]。另一方面,已经发现咖啡消费者和非消费者在与咖啡相关效应有关的基因的DNA甲基化水平方面存在差异。咖啡的潜在表观遗传作用也可能由性激素和细胞类型介导,因为它仅在从未使用过激素治疗的女性中以及从血液而不是唾液中的单核细胞中观察到[106]。咖啡还增加了健康志愿者对蔗糖的通透性,从而与胃粘膜的短暂损伤有关[107]。最后,事实证明,即使每天仅喝3杯咖啡,食用咖啡也会对实验动物和人类的肠道菌群产生影响。大肠杆菌,肠球菌,梭状芽孢杆菌和拟杆菌的数量减少。已经报道了乳杆菌属物种的上调。和双歧杆菌属。人口。在任何情况下,都需要确定咖啡引起的这些变化对微生物群的确切影响[108-110]。点击:查看更多医学文章 查看更多生物学文章 咖啡及其成分对胃肠道和脑肠轴的影响(中 免费试用文档翻译功能免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:mdpi
2021-01-27 20:14:00
蛋白质限制的抗衰老作用
两项动物研究表明,限制饮食中支链氨基酸的摄入可通过调节mTOR信号传导途径来延长寿命。但是,在人们推荐这种饮食之前,需要更多的研究。饮食限制可以用作延长寿命的观念几十年来一直是衰老研究的核心。但是,饮食限制可能起作用的机制以及所涉及的具体营养成分尚不清楚。有两组人在《自然衰老》(Nature Aging)中写道,一种营养素,支链氨基酸(BCAAs)在果蝇1和小鼠2的衰老中很重要。他们的工作增加了我们对特定饮食成分对衰老的影响的理解,并将以前的观察结果整合到一个连贯的模型中。BCAA是亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸的三种必需氨基酸,人类无法合成,因此必须完全来自饮食蛋白。亮氨酸是“雷帕霉素的机械靶标”(mTOR)蛋白的有效激活剂,它是细胞生长和分化的关键调节剂。饮食中的蛋白质限制(导致亮氨酸和其他BCAA含量低)和mTOR的抑制均可延长动物的寿命[3,4]。在当前的第一篇论文中,Lu和他的同事们开始更好地理解限制饮食中的蛋白质延长果蝇寿命的机制。他们专注于雌激素,一种进化上保守的应激诱导蛋白,将氨基酸丰度与mTOR信号传导联系在一起5。 sestrin是抑制mTOR的复合物的一部分-当sestrin感知并结合亮氨酸时会释放一种刹车。作者发现,缺乏雌激素的果蝇不能对饮食中的蛋白质限制做出正常反应。他们在雌甾醇(精氨酸407)中鉴定了一个特定的氨基酸残基,该残基可感知氨基酸。在此残基中携带突变的果蝇的mTOR活性低于对照。它们还具有更长的寿命,并且可以防止高蛋白饮食对人的寿命造成负面影响。在第二项研究中,Richardson和collagues2提供了BCAA限制饮食对小鼠影响的补充数据。与之前的一项研究相比,他们观察到,在整个生命周期中,喂食BCAA限制饮食的雄性小鼠的寿命得到了显著延长,相当于饮食蛋白质限制的益处。有趣的是,雌性小鼠没有表现出BCAA或饮食蛋白质限制的寿命延长,如果BCAA限制在中年开始,对雄性小鼠的益处将大大减少。因此,两项研究共同指出mTOR是BCAA限制相关益处的主要介导者(图1)。图1老化的支链氨基酸(BCAAs)。 a:认为雌二醇蛋白与BCAA亮氨酸结合。当被亮氨酸螯合时,sestrin不能作为抑制雷帕霉素(mTOR)蛋白质靶蛋白的复合物(未显示)的一部分发挥作用。 b:Lu等人1报道,限制果蝇中的膳食BCAA可以增强雌激素对mTOR的抑制作用。降低的mTOR信号传导产生抗衰老作用。理查森(Richardson)等人[2]发现,限制BCAA对小鼠也具有抗衰老作用,支持这一途径对多种物种共有的观点。 Lu等。继续提供证据表明-至少在果蝇中-雌三醇介导的mTOR抑制作用通过激活肠内干细胞中称为自噬的细胞内循环过程来改善肠道功能。这些发现与大量文献很好地吻合,表明雷帕霉素对mTOR的直接药理抑制作用可增强自噬并延长寿命,并延长了模型生物在相对良好的健康状态下的寿命。然而,在小鼠中,雷帕霉素的作用似乎比BCAA限制作用更强,并且对性别的依赖性更低,这表明这些干预措施之间存在关键差异。对于这些差异,有几种可能的解释。例如,BCAA限制对mTOR的非依赖性作用可能抵消了这种饮食干预的某些益处,或者雷帕霉素引起的更有效的mTOR抑制作用可能对下游途径产生不同的影响。低碳水化合物生酮饮食,其蛋白质含量通常低于对照饮食,也可以增加小鼠的寿命和健康寿命[8,9]。在接受生酮饮食或饮食蛋白质限制的动物中,成纤维细胞生长因子21(FGF21)的表达上调,这与饮食蛋白质限制对长寿的影响有关。有趣的是,理查森等。发现初步证据表明,寿命更长的雄性小鼠终生的BCAA限制会导致FGF21上调,而寿命短的雌性小鼠则不会。 FGF21对mTOR信号传导的影响是复杂的,但是有证据表明在不同组织中都有激活和抑制作用。未来的研究应针对这两种饮食干预以及雷帕霉素对mTOR的直接抑制作用,探讨其重叠和不同的作用机制。总之,当前的研究提供了有关膳食蛋白质,尤其是BCAA增强进化上保守的长寿机制的机制基础的重要见解。一个清晰的图景显示,雌激素如何感测特定氨基酸以调节mTOR信号传导和自噬,从而在衰老过程中保留肠道干细胞的功能。尽管许多细节尚待阐明,并且mTOR的其他下游靶标可能与哺乳动物的衰老有关,但这些研究代表了向前迈出的关键一步。在过去的十年中,流行文化越来越趋向于人们应该采用延迟啮齿动物衰老的营养策略的想法。我们应该考虑限制蛋白质或BCAA作为健康生活方式的选择吗?流行病学数据支持蛋白质摄入过多与健康状况较差和死亡率增加有关的观点。但是,即使在患有慢性肾脏疾病的人中(蛋白质限制是一种受欢迎的临床干预措施),也不清楚蛋白质限制是否对死亡率产生影响12。还要注意的是,大多数人类证据表明高蛋白对健康的负面影响来自可能进食过多的人群。活动水平是动物研究中尚未解决的另一个因素。尽管是推测性的,但蛋白质或BCAA的限制对久坐不动的人与经常活动和经常运动的人产生的影响似乎大相径庭。也有其他考虑。遗传背景对于饮食限制的反应至关重要,采用相同的低热量方案可以延长某些小鼠品系的寿命,而在其他小鼠品系中则可以缩短寿命13。尽管去年发表的一项研究发现蛋白质限制对果蝇所测试的遗传背景的约四分之一有影响,但尚不清楚遗传变异如何改变饮食中蛋白质或BCAA限制对小鼠的影响14。还有证据表明,晚些时候开始的饮食限制可能会降低啮齿动物的利益,并在某些情况下导致过早死亡15。有趣的是,理查森及其同事的数据似乎暗示了这一点,他们发现,从16个月大(可能相当于人类50岁)开始对BCAA进行限制似乎导致约四分之一的女性老鼠早死。也许与此相关,年轻人的饮食蛋白质摄入与较高的全因死亡率相关,但是这种关系在65岁左右就相反,因此,较高的蛋白质摄入与较低的成年人死亡率相关16。综上所述,这些观察结果表明,尽管蛋白质和BCAA限制饮食是探索衰老基本机制的有力研究工具,但建议普通人群采用该饮食为时尚早。对于65岁以上的人或已经拥有健康积极的生活方式的人尤其如此。 点击:查看更多生物学文章 试用免费文档翻译 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:nature
2021-01-15 18:35:19
DNA编辑方法显示有望治疗早衰小鼠模型
研究人员使用最近开发的DNA碱基编辑技术纠正加速的衰老症。研究人员已经成功地使用了DNA编辑技术,以延长与早衰相关的遗传变异的小鼠的寿命,早衰是一种罕见的遗传疾病,可导致儿童极端过早衰老,并可以显着缩短其预期寿命。这项研究发表在《自然》杂志上,该研究是美国国立卫生研究院下属的国家人类基因组研究所(NHGRI)的合作。波士顿广泛的哈佛大学和麻省理工学院;以及田纳西州纳什维尔的范德比尔特大学医学中心。 DNA由四个化学碱基-A,C,G和T组成。早衰症,也称为Hutchinson-Gilford早衰综合症,是由核纤层蛋白A(LMNA)基因的突变引起的 ,其中一个DNA碱基C改变为T。这种改变会增加有毒蛋白质progerin的产生,从而导致快速老化过程。 在出生的头两年内,大约有四百万儿童被诊断出患有早衰症,并且几乎所有这些儿童在儿童期和青春期都会出现健康问题,这些问题通常与老年有关,包括心血管疾病(心脏病和中风),头发减少,骨骼问题,皮下脂肪减少和皮肤变硬。在这项研究中,研究人员使用了一种突破性的DNA编辑技术,即 碱基编辑(链接是外部的),用一个DNA字母替换另一个DNA字母而不损坏DNA,以研究改变这种突变如何影响小鼠的早衰样症状。NHGRI医学基因组学和代谢遗传学分部高级研究员,NIH主任,《美国国家卫生研究院》的相应作者,医学博士Francis S. Collins,MD,Ph.D.表示:“这场灾难性疾病对患病儿童及其家庭造成的损失不可低估。”纸。“几乎在所有受影响的儿童中,一个特定的突变都会导致该疾病的事实使我们意识到,我们可能拥有解决根本原因的工具。只有在基础基因组学研究方面进行了长期投资,才能开发出这些工具。”该研究是早衰研究的又一个里程碑,因为 美国食品药品监督管理局 于2020年11月批准了首个早衰治疗药物lonafarnib。药物疗法可以延长寿命,但不能治愈。DNA编辑方法可能会在将来提供更多甚至更引人注目的治疗方法。David Liu博士及其在Broad Institute的实验室在2016年开发了基础编辑方法,该方法部分由NHGRI资助。 该论文的资深作者刘博士说:“ CRISPR编辑虽然具有革命性意义,但仍无法在多种细胞中进行精确的DNA改变。” “我们开发的碱基编辑技术就像文字处理器中的查找和替换功能。在将一个碱基对转换为另一个碱基对方面非常有效,我们认为这对治疗早衰等疾病非常有效。” 为了测试其基础编辑方法的有效性,该团队最初与Progeria研究基金会合作,从早衰患者那里获得结缔组织细胞。该小组在实验室设置中使用了患者细胞内LMNA 基因的基础编辑器 。该治疗方法可修复90%的细胞中的突变。 “ Progeria研究基金会很高兴能与NIH的Collins博士小组和Broad研究所的Liu博士小组合作进行这项开创性研究,” Leslie Gordon博士是该研究的合著者和医学总监Progeria研究基金会,部分资助了这项研究。“这些研究结果为研究早衰儿童的新疗法和治疗方法提供了令人兴奋的新途径。” 取得这一成功之后,研究人员通过将DNA编辑混合物的单次静脉注射注射入将近出生的几只具有早衰症突变的小鼠中,从而对基因编辑技术进行了测试。基因编辑器成功地恢复了包括心脏和主动脉在内的各种器官中相当大部分细胞中LMNA 基因的正常DNA序列 。治疗后六个月,许多小鼠细胞类型仍保持正确的DNA序列。在主动脉中,结果甚至比预期的要好,因为编辑后的细胞似乎已经取代了携带早衰突变并退出早期退化的细胞。最引人注目的是,经过治疗的小鼠的寿命从七个月增加到将近1.5年。研究中使用的小鼠的平均正常寿命为两年。“作为医师科学家,以为您在实验室中研究的想法可能实际上具有治疗益处,真是令人兴奋,”心血管医学部医学助理教授乔纳森·布朗(Jonathan D. Brown)说。范德比尔特大学医学中心。“最终,我们的目标将是尝试为人类开发这种方法,但是在这些模型系统中,我们首先需要解决其他关键问题。”NHGRI,NIH共同基金,美国国家过敏和传染病研究所,美国国家生物医学成像与工程研究所,美国国立普通医学科学研究所,美国国家心肺血液研究所等研究经费得到了部分支持以及国家转化科学促进中心。国家人类基因组研究所(NHGRI)是美国国立卫生研究院(NIH)的27个研究所和中心之一,NIH是卫生和人类服务部的机构。NHGRI内部研究部开发并实施了用于理解,诊断和治疗基因组和遗传疾病的技术。 关于美国国立卫生研究院(NIH): 美国国立卫生研究院(NIH)是美国的医学研究机构,包括27个研究所和中心,并且是美国卫生与公共服务部的一部分。NIH是进行和支持基础,临床和转化医学研究的主要联邦机构,并且正在调查常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治愈方法。点击:查看更多医学文章 免费试用文档翻译 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:NIH
2021-01-07 18:49:12
研究将代谢综合征与牛皮癣患者的更高心血管风险联系起来
牛皮癣是一种慢性炎症性皮肤病,长期以来一直会增加罹患心血管疾病的风险,其中包括心脏病发作和中风。现在,研究人员已经确定了一个关键元凶:代谢综合征(MetSyn)的存在,这种疾病包括肥胖,糖尿病,高胆固醇和高血压,在牛皮癣患者中非常普遍。该发现可能会导致在牛皮癣患者中预防心血管疾病的新方法,该发现今天发表在《美国皮肤病学杂志》(JAAD)上。这项研究是由美国国立卫生研究院的一部分,美国国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI)资助的。“代谢综合征在我们的牛皮癣患者中很常见,它通过增加阻塞心脏动脉的斑块堆积来加剧这一人群的冠状动脉疾病,”预防心脏病学家,NHLBI实验室负责人,医学,医学和医学硕士Nehal N. Mehta说。炎症和心脏代谢疾病。“我们的研究表明,在MetSyn成分中,高血压和肥胖对冠状动脉斑块形成的影响最大,因此可以作为良好的干预目标。”牛皮癣是一种常见的皮肤病,会影响2-3%的成年人,部分原因是它加剧了血管和全身炎症,牛皮癣,不仅增加而且加速了动脉粥样硬化,这是堵塞动脉的斑块堆积,可导致心脏病和中风。代谢综合症影响约25%的成年人,并且呈上升趋势,在牛皮癣患者中其患病率甚至更高。为了得出结论,Mehta和他的团队对NIH银屑病,动脉粥样硬化和心血管代谢研究队列进行了观察性研究,其中包括260名牛皮癣患者,其中80名符合代谢综合征标准。所有参加者均进行了CT扫描,以使用称为心脏计算机断层造影血管造影(CTA)的技术为其冠状动脉拍照。研究发现,患有牛皮癣和代谢综合症的受试者的全身炎症,胰岛素抵抗和血胆固醇显着升高。通过CTA评估,患有MetSyn的患者冠状动脉斑块积聚较高,这是心脏病发作的高风险因素。“即使在调整了各个MetSyn因素之后,通过腰围评估的血压和肥胖也是与冠状动脉斑块形成最重要的联系,” Mehta解释说。 肥胖是MetSyn最显着的方面,过量的内脏脂肪组织(技术上称为内脏脂肪组织(VAT))起着很大的作用,研究人员得出结论,在CT扫描测量的VAT量与MetSyn因子相关之后如腰围,血压,甘油三酸酯,高胆固醇。增值税是已知的预测指标(链接是外部的)人群中心血管疾病的发生以及银屑病患者斑块堆积增加的预测因素。但是,由于需要使用成像技术,因此在医生办公室目前无法测量增值税。Mehta说,这项新研究证明了牛皮癣患者过度增值税与代谢综合征之间的关键联系。它表明,识别代谢综合征,尤其是腰围,可以在牛皮癣患者的临床环境中显着帮助估计VAT和评估心血管疾病的风险。他说,这也首次显示了通过斑块积累来衡量代谢综合征对牛皮癣患者早期血管疾病的影响。Mehta说:“在牛皮癣患者中,传统的心血管疾病危险因素(例如年龄)与普通人群的心血管疾病危险性没有很大关系。” 但是,他补充说,研究中的发现表明了评估代谢综合征是否存在的重要性,而代谢综合征是迄今为止尚未发现的危险因素。 Mehta指出,由于这是一项观察性研究,因此研究人员无法建立因果关系。但是,这项新研究提供了强有力的证据,表明患有代谢综合征的牛皮癣患者的病菌斑水平较高。 关于国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI): NHLBI是进行和支持心脏,肺部和血液疾病及睡眠障碍研究的全球领导者,该研究可增进科学知识,改善公共卫生并挽救生命。有关更多信息。关于美国国立卫生研究院(NIH): 美国国立卫生研究院(NIH)是美国的医学研究机构,包括27个研究所和中心,并且是美国卫生与公共服务部的一部分。NIH是进行和支持基础,临床和转化医学研究的主要联邦机构,并且正在调查常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治愈方法。 点击:查看更多医学文章 查看更多分类文章免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:NIH
2021-01-07 18:46:52
焙烤时间对咖啡冲泡的特征、化学影响及DHS等(下
上部分文章点击: NMR测量的焙烤时间对咖啡冲泡的感官和化学成分影响 (上 3.4. 感官和工具变量之间的相关性 使用分析软件LatentiX 2.12版(LatentiX,腓特烈堡,丹麦)进行多变量分析。使用完全交叉验证创建了基于NMR和GC-MS数据(X,自动缩放)和感官数据(Y)的偏最小二乘(PLS)模型,以研究感官属性与化合物之间的相关性。前两个分量足以解释85%的方差。大部分变化是由成分1(76%)解释的,该成分沿x轴产生了清晰的分离,如图2的Bi图所示。 “烘焙”和“快速”,对应于烘焙配置文件的极端值。 “慢”具有“烘焙”样本的特征,而“中”和“快速”具有细微差异,但相关性很高。 图2.具有NMR和GC-MS数据(x)和感觉数据(y)的PLS模型Bi图。 PLS模型清楚地分离了NMR和GC-MS数据,预测了分别表征“快速”和“烘焙”烘烤的感官属性。因此,发现了两组主要的化合物用于相应的两组感觉属性。这些列于表4。 表4.显影时间调制对咖啡样品的感官特征和化学特性的影响。所提供的化合物在给定的样品中占主导地位,在其他样品中也可能以较低的量发现。 更快的开发时间促进了更多的己醛,(E)-2-戊烯醛和苯乙醛,它们表现出绿色,苹果状,果味和花香味(thegoodscentscompany.com)。 Baggenstoss支持快速烘烤中醛类(如己醛)浓度的增加,J.等。 (2008年),其研究表明己醛的形成取决于焙烧过程中的高温。 NMR分析表明,“快速”烘烤中各种酸(苹果酸,柠檬酸和甲酸)的含量较高。总之,这些化合物可能有助于“快速”样品中酸度的感官知觉。 “快速”中2,3-丁二酮和2,3-戊二酮的含量较高,并且普遍认为它们具有类似黄油的香气。 绿原酸是生咖啡的主要成分[29],并且在“快速”烘焙中被发现的程度更高。这些是奎宁酸和奎宁酸苦味化合物的重要前体,并随着烘烤度的增加而降解[25]。本研究表明,随着开发时间的延长,绿原酸5-CQA和3-CQA会持续降解,这很可能会增加“烘焙”烘烤的可感知苦味。 较长的开发时间有利于美拉德衍生的吡嗪具有较高的烘烤或坚果香气品质。这可能与“ Nutty + Chocolate”和“ Roasted”的感官描述符相关,在面板的“慢”和“烘焙”样本中它们被认为更强烈。一个例子是2.5-二甲基吡嗪,其典型特征在于具有烘烤或榛子样的香气。在其他研究中,已报道该化合物是咖啡特征香气的重要贡献者,此外,在慢速烘烤咖啡中还发现了这种化合物的浓度较高[30]。 “快速”烘烤中的曲古萘林也可能充当“烘烤”烘烤中发现的吡啶的前体,这得益于先前有关吡啶随烘烤持续时间连续增加的研究[12]。与本研究一致,以前曾提出将吡啶作为烘烤焙烧缺陷的标记[31]。吡啶和醇类(如2-甲基-1-丙醇,3-甲基-1-丁醇和2-甲基-1-丁醇)在“烘焙”模式中占主导地位,并可以进一步促进杂种或烘烤香气。“烘焙”配置文件中的某些挥发物(例如3-甲基-3-丁烯-1-醇和3-己酮)可能仍会带来轻微的果味;然而,从感官分析来看,在强烈烘烤的美拉德衍生物的存在下,微妙的果味似乎被掩盖了。其他与开发时间无关的研究表明,与较快烘焙的咖啡相比,持续时间更长的低温烘焙产生的咖啡的顶空强度和酸度更低。重要的是要认识到,大多数挥发性化合物存在于所有样品中,而每种化合物的比例变化很大,从而导致咖啡的风味特征发生变化。与其他研究一致,每种化合物的重要性可能会因焙烧过程中的形成动力学而发生变化[32]。 具有较长显影时间的酸的降解与烘焙咖啡中酸度的降低相关。值得注意的是,所有酸似乎都被降解到相同程度,这意味着特定酸的比例不会因显影时间而改变。咖啡烘焙界的一种流行理论是,某些烘焙特征可能会偏爱特定的酸成分,从而使烘焙师能够突出显示特定的酸。这项研究的结果表明,开发时间不允许这种改变。这与其他作者的观点一致,即在不改变酸的相对组成的情况下,随着整体烘烤时间的延长,酸的减少[11]。 与特种咖啡行业的普遍看法相反,对冲泡的甜味不太可能是由于糖的存在。在咖啡样品之间发现甜味感官上的显着差异,但从NMR光谱中未发现可识别的单糖。如果存在糖,例如葡萄糖或果糖,浓度为1 mmol / L。糖的味觉识别阈值通常高于20 mmol / L [29]。此外,先前已显示出焙烧可将蔗糖急剧降解高达99%,这取决于焙烤特性[25,29,33]。还原糖是在烘烤过程中由长链碳水化合物的水解形成的,但可能会作为反应物迅速进入美拉德反应[33]。因此,考虑到咖啡物质的低浓度和复杂性会引起可能抑制甜味的其他感觉,因此碳水化合物不太可能在酿造的甜味感中起重要作用。 据推测,咖啡中的甜味感可能是由具有甜味食品和饮料特性的香气引起的,而不是由糖类带来的实际甜味。酮2,3-丁二酮(二乙酰基)和2,3-戊二酮均表现出令人愉悦的,黄油状的,焦糖状或奶油硬糖感[32,34,35],并且在高浓度的样品中都具有较短的显影时间。尤其是,二乙酰基是甜品食品风味中广泛使用的化合物[35],并且可以部分解释“快速和中等”感官小组发现的更高的甜度。 Schenker等。(2002)和Baggenstoss等。(2008年)发现,与慢速烘烤相比,快速烘烤的2,3-丁二酮和戊二酮浓度更高,尽管这些研究关注的是整体烘烤时间,而不是开发时间。发现这些化合物源自不同的糖片段,并且都显示出急剧的降解以及更长的烘烤时间[12]。此外,在焙烧过程中,即使在高温下,2,3-丁二酮也显示出稳定的作用[32]。因此,本研究中的降解可能是由于过度延长的烤制时间所致。表现出甜味的其他未知化合物也可能起作用。但是,它们尚未在咖啡中被识别。 3.5. 总体 考虑到样品之间烘烤程度的均匀性,烘烤时间的调节有助于整体风味的较大变化。由于样本大小和咖啡种类的多样性,数据的概括性自然受到限制。但是,本研究为咖啡焙烧的进一步研究奠定了坚实的基础,其实际应用的结果可帮助业界进行咖啡烘焙。由于将烘焙时间作为质量控制程序和产品开发过程中的过程参数,咖啡烘焙商可能会从中受益匪浅,因为结果表明,仅烘焙颜色不足以表明咖啡的化学和感官特性。因此,在评估咖啡烘烤一致性时,改进的质量控制过程应同时包括颜色读数和显影时间数据。此外,结果还支持在特种咖啡行业的认证计划中培训调节开发时间的技能的相关性。 开发时间的变化是正面还是负面是消费者研究的一个问题,应该由咖啡烘焙师针对的特定细分市场解决。此外,本研究未提供任何有关消费者检测咖啡的显影时间调制之间的风味差异的能力的信息。 该研究仅限于研究在Agtron 76±1的特定烘烤度下烘烤时间的影响。这些影响是否在不同烘烤度下持续存在是需要进一步研究的有趣领域。选择当前的烘烤程度是因为它被视为与商品烘烤中的“轻度烘烤”和特殊烘烤中的“暗度烘烤”相关。 4. 结论 本研究提供了新的证据基础,用于开发特定时间的烘烤曲线。在哥伦比亚咖啡豆的烘烤过程中调节显影时间对啤酒的化学成分和感官知觉有重大影响。快速烘烤有利于一种化学成分,该化学成分可在杯子中提供更高的果味,甜度和酸度感官感觉。较长的开发时间导致化学成分发生变化,从而提供了更多的烘烤,坚果+巧克力和苦味感官知觉。该研究结果支持在特种咖啡行业中开发多种咖啡风味的方法,以及将开发时间作为质量控制和产品开发参数的重要性。 附录A 感官评估中使用的描述符的详细信息。 表A1。烘焙咖啡感官评估中使用的描述符,定义和参考文献概述。 参考文献 1. CBI。欧洲市场对咖啡的需求是什么?可在线获取:https://www.cbi.eu/market- information /coffee/ trade-statistics/(于2019年12月9日访问)。 2. 艾格斯河。 Pietsch,A.技术I:烘焙。 《咖啡》:最新进展;克拉克(R.J.),维兹图姆(Vitzthum),O.G。,编辑布莱克韦尔科学有限公司:英国伦敦,2001年;第90–107页。 3. 范德默威(K. Maree,T.南非特色咖啡消费者的行为意图。 诠释J.消费梭哈2016,40,501–508。 [CrossRef] 4. Münchow,M。阿尔斯特鲁普(J.斯汀,我。 Giacalone,D.烘焙条件和咖啡风味:一项多研究实证研究。饮料2020,6,29. [CrossRef] 5. B.波恩兰德艾格斯河。英国恩格哈特; Maier,H.G. Roasting。在特浓咖啡中:品质科学; Illy,A.,Viani,R.,Eds.;爱思唯尔学术出版社:荷兰阿姆斯特丹,2005年。 6. 艾哈迈德(J.多兰(K.) Mishra,D.与食物有关的化学反应动力学。食品加工设计手册; Ahmed,J.,ShafiurRahman,M.,Eds.; Wiley-Blackwell:英国牛津,2012年。 7. 北卡罗来纳州比乔; A.E.Leitão; J.C.拉马略;巴托洛缪·德·阿尔瓦伦加(N.Lidon,F.C.烘焙时间对阿拉比卡咖啡和罗布斯塔咖啡的感官特征的影响。 Ecol。食品食品。 2013,52,163–177。[CrossRef][PubMed] 8. 王娜; Lim L.T.烘焙咖啡的傅立叶变换红外和理化分析。 J.艾格里克。食品化学2012,60,5446–5453。 [CrossRef] 9. S.Blumberg;弗兰克(Frank)Hofmann,T.咖啡豆烘焙参数和热水渗透对咖啡冲煮中苦味化合物浓度影响的定量研究。J.艾格里克。食品化学2010. [CrossRef] 10. 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2020-12-30 18:00:06
用新型多细胞腔体检漏镜寻找隐形轴突暗物质
该图显示了各种多腔(双腔,四腔和八腔)腔的横截面图,其中所关注的共振模式具有轴突感应电场的预期分布。图片来源:Jeong等。 在过去的几十年中,许多实验物理学家一直在探索称为轴的粒子的存在,这是由他们认为可以解释理论和描述基本对称性的实验之间的矛盾的特定机制导致的。这种对称性与宇宙中物质与物质的不平衡有关,反映在不同粒子之间的相互作用中。如果这种机制发生在早期的宇宙中,那么这种粒子的质量可能很小并且是“不可见的。”随后,研究人员提出,轴突也可能是暗物质的一种有前途的候选者,暗物质是一种难以捉摸的,假设的物质,不发射,反射或吸收光。虽然尚未通过实验观察到暗物质,但据信它占宇宙质量的85%。检测轴突可能对正在进行的暗物质实验具有重要意义,因为它可以增强对这些难以捉摸的粒子的当前理解。基础科学研究所(IBS)的研究人员最近使用他们设计的多腔体腔镜(即观察光环,视差和其他类似物理现象的仪器)对隐形轴突暗物质进行了搜索。他们的结果与以前的基于悬臂式的轴距暗物质搜索相比,具有优势,突出了他们为暗物质搜索和其他物理学研究创建的仪器的潜力。进行这项研究的研究人员之一SungWoo Youn对Phys.org表示:“轴突可以以微波光子的形式检测到,并在强磁场存在下被转化为轴突。” “通常使用放置在螺线管中的圆柱形谐振器来利用谐振来增强信号的腔内窥镜是探究公认的理论模型的最灵敏方法。”尽管腔体检波镜可能是检测轴突的有前途的工具,但它们通常对相对较低的频率非常敏感。这主要是因为谐振频率与腔体半径成反比,从而减小了高频搜索的检测量。这就是为什么迄今为止进行的最敏感的轴突搜索(即华盛顿大学的轴突暗物质实验(ADMC))将实验极限设置在1GHz以下的原因之一。避免这种体积损失的一种可能方法是将许多较小的腔捆绑在一起并组合单个信号,以确保所有频率和相位都同步。尤恩说:“这种多腔系统早已提出,但由于影响系统操作的可靠性和复杂性而未能成功解决。” “由我本人领导的IBS轴力与精确物理研究中心(CAPP)的团队由我本人领导,位于韩国韩国科学技术高等研究院(KAIST),因此开发了一种新颖的腔体设计,细胞腔。”由扬和他的同事设计的腔体检眼镜的特点是有多个隔板,可将腔体的体积垂直地分成相同的单元。这种独特的设计以最小的体积损耗提高了谐振频率。研究人员还确保位于空腔中央的隔板之间被间隙隔开。尤恩解释说:“通过使所有单元在空间上相连,我们的设计使单个天线可以从整个空间拾取信号,从而大大简化了接收器链的结构。” “最佳尺寸的间隙还允许轴突感应的信号均匀地分布在整个空间上,无论腔体构造中的加工公差和机械失误如何,最大化有效容积。我将这种腔体设计称为“比萨腔”,并将间隙与比萨饼保护器,可以使切片保持其原始馅料的完整性。”研究人员用来进行实验的天文望远镜是基于模拟的大约两年研究的结果,然后制造了许多原型。在他们最近的研究中,它被用来利用9T超导磁体在2开尔文(-271°C)的温度下搜索轴突暗物质。这使研究人员能够快速扫描3 GHz以上200 MHz以上的频率范围,这是ADMX实验所覆盖范围的4到5倍。尤恩说:“即使我们还没有观察到任何类似轴突的信号,我们也成功地证明了多细胞腔体能够以高性能和可靠性检测高频信号。” “我们还计算出,由于更大的体积和更高的效率,这种新的腔设计可使我们探索给定频率范围的速度比传统频率快4倍。我经常做出幽默而有意义的陈述:探索某物需要4年,我们的实验仅需1年。我们的博士学位 学生可以比其他人更快地毕业。”尤恩和他的同事进行的研究证明了他们开发的比萨腔式天文望远镜的价值和潜力,这些天文望远镜可用于在高频区域进行隐形暗物质搜索。因此,将来它可以帮助寻找这种难以捉摸的物质,甚至有一天甚至可以对其进行检测。Youn补充说:“目前,我们的中心还在通过将几个比萨饼腔嫁接到现有系统上以寻找更高频率的轴心进行实验的准备。” 更多物理学文章免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:PHYS
2020-12-29 18:04:30
NMR测量的焙烤时间对咖啡冲泡的感官和化学成分影响 上
焙烤时间对咖啡冲泡的特征、化学影响及DHS等(下和DHS-GC-MSJesper Alstrup1,*,Mikael Agerlin Petersen 2,Flemming Hofmann Larsen 2和MortenMünchow11. CoffeeMind,Hansstedvej 35,丹麦Valby2500;morten@coffee-mind.com2. 哥本哈根大学理学院食品科学系,Rolighedsvej 26,1958年,丹麦腓特烈斯贝格C;3. map@food.ku.dk(硕士); qcpmg1968@gmail.com(F.H.L.) * 通讯:jesper@coffee-mind.com 收到:2020年10月19日;接受:2020年12月1日;发布时间:2020年12月3日 摘要:特种咖啡行业正在发展,因此,人们对调制烘焙配置文件以向客户提供新的和多样化的感官体验的兴趣日益浓厚。本研究调查了咖啡烘焙过程“开发时间”阶段中细微变化的化学和感官效果。通过感觉描述分析(DA),气相色谱-质谱(GC-MS)和核磁共振(NMR)研究了四种烘烤曲线。多变量分析显示DA,GC-MS和NMR数据的清晰分离。延长的开发时间促进了咖啡化学和感官特性的统计上显着变化。研究结果表明,较短的显影时间可增加咖啡的果味,甜味和酸性特征,而较长的显影时间则会使咖啡的平衡朝着更加烘烤,坚果和苦的方向发展。结果提供了支持微妙的烘烤轮廓调制效果的证据。这为将开发时间作为关键控制参数纳入特种咖啡协会的认证系统,质量控制和产品开发策略奠定了坚实的基础。 关键词:咖啡烘焙;特色咖啡;烘烤概况开发时间;咖啡化学;感官评估1. 介绍 在过去的几年中,对特色咖啡的兴趣一直在稳定增长,一些较小的咖啡馆和咖啡烘焙店正在进入市场[1]。越来越多的知名度导致人们专注于在生产链的每个步骤(包括烘烤过程)中优化质量。咖啡豆的烘焙对于赋予最重要的风味特征至关重要,这是复杂的化学反应和咖啡豆物理结构变化的结果[2]。烘焙配置文件设计中注重细节是开发多样化和独特感官体验的必要条件,这在特种咖啡市场中是非常需要的[3]。烘焙过程中存在无限的可能性,并且烘焙的各种时间-温度关系可能会导致咖啡冲泡的最终风味发生明显变化。该行业当前的趋势是围绕咖啡的轻烤,以突显咖啡固有的感官特性,例如风土。这自然会降低对烤制程度的注意力,并将焦点转移到其他变量,例如在不同阶段以最佳方式对过程进行计时。烤制轮廓设计中最基本的概念之一是“开发时间”,即重要性。 其中已经在作者的先前工作中显示[4]。此阶段的定义是从“第一裂纹”处的豆子释放蒸汽压力的爆裂声到烘烤终止点的时间跨度。由于烘焙过程中释放出蒸汽,因此咖啡豆材料在烘烤过程的这一阶段特别容易受热。这会使豆类材料变干,从而使褐变反应发生得更快,从豆类材料的表面移动到中心[5]。因此,控制烘烤过程的这一阶段成为开发优质品尝产品的关键部分。但是,这一概念在学术文献中仍然被忽略。自称的烘焙专家教授了有关各种时间调整的风味影响的几种理论,并为社区所普遍接受。仍需要建立足够的证据基础,以为行业内的专业人员和教育系统提供支持。化学反应动力学的基本规则是,较高的温度会增加反应速率[6],这是焙烧炉用来控制焙烧过程的原理。通过变化的时间-温度关系可以达到相似的烘烤度,但是,据作者所知,以前没有研究隔离出特定相位调制的影响,例如显影时间。典型的烘焙研究已经研究了在烘焙过程中应用不同的设定时间-温度关系来改变杯子中的化学成分和潜在风味的效果[7-11]。以y温度指定x时间的等温条件的方法可以实现一种清晰而系统的样品开发方法,但可能会冒着过度简化烘焙过程的风险,这与特种咖啡烘焙机的实际工作相去甚远。通常,烘焙主从接近燃烧器(热源)的最大功率输出开始烘焙,然后逐步降低功率输出,以随着烘焙的进行减慢褐变反应的速度。研究方法和焙烧炉实际工作之间的巨大分歧可能会降低科学研究在适用于特种咖啡焙烧炉工作方面的相关性。因此,本研究专门针对开发时间调制,与整体开发相比,调制时间似乎对风味开发具有更高的影响烘烤时间[4]。本研究旨在通过调查调制“烘烤时间”如何影响咖啡冲泡的感官特征和化学成分来研究特种咖啡行业及其实践,如通过核磁共振(NMR)和动态顶空进样与气体结合测量色谱-质谱(DHS-GC-MS)。关于精细调制的影响的知识,就化学化合物的形成以及饮料的感知风味的变化而言,是特种咖啡行业的主要兴趣所在。这项研究需要提供证据,以使烘焙师对其工艺具有必要的信心,并为特种咖啡行业的产品开发,质量控制程序和教育系统提供坚实的研究基础。2. 材料和方法2.1. 咖啡样品制备CoffeeMind Aps通过Kontra Coffee A /S 提供了未经烘焙的生咖啡样品。这些豆类来自哥伦比亚(Juan Guillermo Henao,Marsella),100%阿拉伯咖啡,并通过“水洗”方法进行了加工。生长高度在海拔1200–1800 m处,并且豆类的水分含量为10%,密度为880 g / L(SINAR 6070 Grainpro),并且豆类的筛网尺寸为17。在Probat Probatino上进行样品烘烤(Probat-Werke,莱茵河畔的Emmerich,德国)1公斤鼓式烘烤机。使用Cropster©焙烧软件(Cropster®,萨克拉门托,CA,美国)同时记录焙烧概况数据。使用Javalytics在Agtron中测量最终的烘烤颜色®模型JAV-RDA-D(麦迪逊仪器公司,美国威斯康星州米德尔顿)进行了三次精细复制研磨咖啡。烘焙配置文件专门针对“开发时间”调制,即从“第一次破解”到烘焙终止的不同烘焙速度。烘烤的初始阶段,直至出现第一个裂纹,并且所有样品的烘烤度在所有烘烤之间都相似,因此将“显影时间”隔离为轮廓之间的唯一差异。 图1说明了四个烘烤曲线的时间-温度关系。第一次烘烤大约在570 s发生。超过此点的曲线斜率是本研究和烤制轮廓开发的重点。因此,调制的确很细微,尽管第一次破裂后的烘烤时间差异很大,但烤豆在外观上看起来是相同的。这四个曲线表示在给定的烘烤度下,从最快到最慢的潜在开发时间调制的频谱。图1.研究中包括的烘烤曲线。该图说明了“快速”,“中等”,“缓慢”和“烘焙”的时间-温度条件。第一次烘烤大约在570 s时出现。 可以用多种方法来定义烘烤程度,包括减少豆的重量,颜色或选择的化学指示剂[12-15]。这项研究测量了最终豆色所指示的烘烤程度,以说明各种时间-温度关系。本研究选择Agtron 76±1的“中等”烘烤度。烘烤之间的颜色偏差被最小化,因为先前已经证明烘烤颜色对风味有显着影响[16]。偏差为1,这对应于Javalytics®颜色分析仪的固有变化。尽管烘烤持续时间有很大差异,但仍需调整每个烘烤的最终温度,以保持相同的烘烤程度。先前其他作者已经描述了烤色显影的详细动力学[17]。对于本研究,快速烘烤在204.1°C下结束,中度在201.2°C下结束,慢速在198.4°C下结束并在191.1°C烘烤。在进行感官评估之前一周,就生产了烘焙咖啡样品。指的是特定样品的显影时间,这些样品分别命名为Fast,Medium,Slow和Baked。 “烘焙”是指咖啡中常见的一种烘焙缺陷,即第一次破裂后的时间急剧延长,温度几乎没有升高甚至没有升高[16]。开发时间的范围从“快速”配置文件中的90到“烘焙”配置文件中的390 s。中度和慢速烘烤的开发时间分别为143和266 s。 2.2. 感官评估 2.2.1. 酿造同时冲泡这四个咖啡样品,以确保饮料温度相似。冲泡程序遵循美国特种咖啡协会(SCAA)的标准,即在95℃下将5.5 g咖啡加100mL水[18]。咖啡在1.5升隔热的Bodum®Steel法国压力机(Bodum®,Triengen,瑞士)中调制,然后分装在杯子中,以确保在感官评估中三个重复样本之间具有相似性。同时将所有需要的咖啡研磨并混合,以防止对单个份量的潜在缺陷豆产生任何影响。总共向法国压榨机中添加了75克(±0.5克)研磨咖啡,以及1350克(±5克)95℃的水。将啤酒浸泡3:30分钟,然后将其搅拌10次,脱脂,最后,在4:00分钟按下柱塞。然后将冲泡的啤酒转移到热水瓶中,然后倒入评估表上的三位数编码杯子中。当咖啡冷却至55℃时就开始了评估,尽管消费者倾向于将消耗温度提高到60℃以上[19,20]。从较低的温度开始降低了烫伤的风险,并且已被证明可以在较高的温度下在微妙的风味和强烈冲击的烧烤风味之间提供更好的平衡[21]。2.2.2. 小组评估在奥斯陆举行的2017年北欧焙烧炉论坛上,招募了46位经验丰富的咖啡品尝师作为参与者。按照良好的感官规范[22]进行描述性感官分析,以评估预定义描述符的强度。这些是根据CoffeeMindAps未发布的结果以及咖啡专业人士熟悉的一般熟悉的概念选择的。评估票包括甜度,酸度,苦味,身体,涩味,烤,坚果+巧克力,水果+浆果和清洁杯。进行了简短的校准会议,以使基本口味,口感和香气的概念保持一致。向参与者介绍了每个描述符和参考资料的定义,以促进评估人员之间通用的词汇表和描述符的理解。有关详细信息,请参阅附录A。尽管参与者以前曾有过评估表的经验,但还是简要介绍了15分制量表的使用。参与者不知情,只给出了有关如何进行评估的必要信息。评估是以传统的“杯形”形式进行的,评估人员将少量给定的样品放在杯形勺子上,迅速将咖啡制成浆状以充气,最后在评估表上注明感知到的风味。将评估者分为六组,并为每组建立拔罐表,将所有3位数字编码的样本一式三份。测试现场被隔离,以防止来自准备区域的干扰并确保参与者的视线。提供去皮黄瓜,白色吐司面包和室温水形式的味觉清洁剂。评估表是通过数字方式创建的,以使评估者可以通过其智能手机执行评估。说明包括按照个人随机分配的顺序,不与其他小组成员互动,使用上颚清洁剂,并且仅用拔罐勺中的2–3口品尝每个杯子一次。感官数据的统计分析是在RStudio V1.1.463和PanelCheck V1.4.2中进行的。进行了方差分析(ANOVA),以调查样品之间感官属性的显着差异。进行了Tukey的事后测试,以调查其中哪些样本之间存在显着差异。2.2.3.核磁共振方法通过将250µL咖啡冲泡液与250 µL磷酸盐缓冲液(离子强度200mM; pH 3.55)和55µL含D2O的溶液混合,在5mm(外径)NMR管中制备用于NMR分析的样品。5.8毫米TSP-d4。根据第2.2.1节中所述的方案制备咖啡冲泡剂。核磁共振分析是使用Bruker AvanceDRX 500(11.7T)光谱仪(德国莱茵施泰滕)在Larmor频率为500.13MHz的条件下运行1H,采用双调谐反向检测BBI探针进行的。使用zgcppr脉冲序列[23]在298K下进行一维1HNMR实验。对于每个样品,使用5s的循环延迟,10,000 Hz的光谱宽度和1.63s的采集时间记录一次由128次扫描组成的测量。所有光谱均以0.0 ppm的TSP-d4参比1小时。所有1DNMR光谱均在Topspin4.0中进行处理。使用内部Matlab(版本8.3.0.532,美国马萨诸塞州内蒂克市的MathWorks®)程序以及先前对咖啡的研究发现的结果,确定各种分析物的浓度[24,25]。2.4. 动态顶空采样和GC-MS方法按照第2.2.1节中所述的方法制备咖啡,并在冲泡机上进行动态顶空采样(DHS)。对冲煮的咖啡而不是干燥的咖啡进行香气采样是为了提高DHS-GC-MS和感官评估结果比较的有效性。进行了DHS的三个重复。将20 mL准备好的咖啡转移到100 mL气体洗涤瓶中,然后加入1 mL 4-甲基-1-戊醇的5 ppm水溶液作为内标。将烧瓶放在37℃的循环水浴中,并在磁力搅拌(200 rpm)下用氮气(100 mL min-1)吹扫20分钟。在含有200 mg Tenax-TA(网眼大小为60/80,Markes International,Llantrisant,英国)的阱中收集挥发物。吹扫后,用干燥的氮气流(100 mL min-1持续10 min)从阱中除去水。使用自动热脱附装置(TurboMatrix 350,Perkin Elmer,Shelton,CT,USA)使捕获的挥发物脱附。通过将捕集阱加热至250℃,并用载气流(50 mL min-1)进行15.0min进行初步脱附。汽提的挥发物被捕集在Tenax TA冷阱(30 mg,保持在5℃)中,然后在300℃加热4分钟(二次解吸,出口分配比为1:10)。这样就可以通过加热(225°C)将挥发物快速转移到GC-MS(7890A GC与带有三轴检测器的5975C VL MSD接口的三轴检测器,来自安捷伦科技公司,帕洛阿尔托,美国加利福尼亚州圣塔克拉拉)线。挥发物的分离在ZB-Wax毛细管柱上进行(长30 m,内径0.25 mm,膜厚0.50 µm)。使用氢气作为载气,色谱柱压力保持恒定在2.3 psi,导致初始流速为1.4 mL min-1。柱温程序为:30℃下10分钟,8℃min-1下从30℃到240℃,最后在240℃下5分钟。质量光谱仪在70 eV的电子电离模式下运行。扫描了15到300之间的质荷比。使用基于PARAFAC2的软件PARADISe(哥本哈根大学,哥本哈根,丹麦)从色谱图中提取峰面积和质谱,并使用NIST05数据库鉴定质谱。峰面积除以内标物的面积用作浓度的相对量度。通过与真实参考化合物的保留指数(RI)或文献中报道的保留指数进行比较,可以确认挥发性化合物的鉴定。DHS-GC-MS数据的统计分析在JMP14.0.0(美国北卡罗来纳州卡里的SAS Institute Inc.)中进行。对确定的峰进行单向方差分析,以研究化合物在样品之间是否存在显着差异。进行了Tukey的事后测试,以调查其中哪些样本之间存在显着差异。3. 结果3.1. 感官评估总共完成了46次完全答复。表1列出了每个描述符的平均强度等级,ANOVAp值和Tukey的测试结果。评估结果显示,开发时间对除Body之外的每个描述符具有统计学上显着(p <0.001)的影响。表1.每个描述符和样本的平均感官评估得分概述。 方差分析假定值报告在右栏中。 图基的事后分析的结果以字母表示。不同的字母表示样品之间的显着差异。 “快速”样本的“酸度”,“水果+浆果”和“清洁杯”属性在统计上得分高得多。从统计学上讲,“慢”和“烘焙”的开发时间越长,其对涩味,苦味,坚果+巧克力和烤味的认识就越明显。发现在较短的开发时间内,甜度最高。考虑到细微的调制和相同的烘烤度,差异是巨大的。 在几个描述子之间观察到高度的协方差,表明通过调节烘烤过程中的显影时间对风味产生一维影响。应该质疑专家组是否能够区分看起来高度相关的某些描述符,即逻辑错误[26],或者属性是否确实以相同的方式进行调制。但是,这些效果在某种程度上是可以预料的,因为烘烤曲线的显影时间调制自然是一维参数。正如特种咖啡行业中普遍认为的那样,身体似乎不会随开发时间而变化。身体是专业人士描述咖啡的感官印象时使用的核心概念之一,特别是在烘烤轮廓方面。本研究定义了身体的概念,并提供了参考资料(附录A)以促进参与者的词汇发展和校准,但在评估中未发现差异。长期以来,人们一直推测身体如何通过烘烤曲线进行调制[27],但是目前的发现表明,发育时间对调制感官属性没有影响。尽管在面板上为词汇发展做出了努力,但描述符的难解性很可能导致难以找到显着差异。如CoffeeMind的内部研究所表明的那样,个人对身体的理解在行业中很普遍,这会导致感觉评估上的复杂性。缺乏对齐方式有望反映为数据的不一致性,这在其他描述符中也已发现[28]。当前特种咖啡的趋势强调了咖啡中高水平的酸度和果味的发展,这受到“快速”烘焙的青睐。有趣的是,由于从咖啡豆表面到中心的焙烧程度在理论上更为明显,因此传统上将极快的焙烧视为焙烧缺陷。相比之下,烤制烤制似乎具有类似于深色烤制的特征。这些通常会增加苦味,伴有烤焦甚至烧焦的味道[7]。3.2. 核磁共振NMR研究表明,咖啡调制的化学成分发生了实质性变化,这是由于调制了烘烤时间造成的。在四个样品中鉴定出十二种不同的化合物。鉴定出的化合物存在于所有四个样品中,但浓度存在显着差异。表2列出了四种咖啡样品中鉴定出的化合物及其变化。通常,“快速”分析物的总浓度较高在“烘焙”中最低,最低。鉴定出的酸显示浓度普遍下降,且显影时间延长。 表2.在通过不同焙烧曲线制备的咖啡样品的1H NMR光谱中观察到的分析物浓度(mM,不确定度+/- 0.02mM)。在NMR光谱中未发现碳水化合物,这是由于在其他化合物的3-6ppm光谱区域中出现了非常强烈的峰。检查光谱范围为4.3-5.5 ppm(碳水化合物中的异头质子的峰的区域)中未分配的峰,得出的结论是,任何碳水化合物的浓度均低于0.5 mM。3.3. DHS-GC–MS通过动态顶空进样与气相色谱-质谱联用(DHS-GC-MS)来测量显影时间调制对香气化合物的影响。从色谱图中可以提取质谱图和146个峰的面积。初步方差分析(ANOVA)表明,咖啡样品中的49个峰的水平存在明显差异,其中39个峰的保留指数可确认其同一性。表3汇总了这些化合物。其他主要气味可以识别出多少咖啡,但由于样品之间的差异不大,因此未包含在表格中。因此,该表仅包括有关特定显影时间调制的目标香气。 “快速”和“烘焙”样品的化学成分差异最大,而“中等”和“慢速”样品之间的差异很小。通常,更快的烘烤到达较高温度的顶部空间中的挥发物含量更高,这与作者将咖啡豆置于等温条件下一致[17]。下一节将更深入地描述这些差异。 表3.在动态顶空进样(DHS)-GC-MS分析中鉴定出的化合物的选择。表格中仅包含样品之间的平均相对峰面积有明显变化的化合物。Tukey事后分析的结果以字母表示。不同的字母表示样品之间的显着差异。(1)图书馆价值来自2019年Bethesda国立卫生研究院PubChem。 3.4. 感官和工具变量之间的相关性使用分析软件LatentiX 2.12版(LatentiX,腓特烈堡,丹麦)进行多变量分析。使用完全交叉验证创建了基于NMR和GC-MS数据(X,自动缩放)和感官数据(Y)的偏最小二乘(PLS)模型,以研究感官属性与化合物之间的相关性。前两个分量足以解释85%的方差。大部分变化是由成分1(76%)解释的,该成分沿x轴产生了清晰的分离,如图2的Bi图所示。“烘焙”和“快速”,对应于烘焙配置文件的极端值。 “慢”具有“烘焙”样本的特征,而“中”和“快速”具有细微差异,但相关性很高。 免责声明:福昕翻译只充当翻译功能,此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的,仅代表作者个人观点,与本网站无关,版权归原始网站所有。仅供读者参考,并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等,请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。来源于:MDPI
2020-12-28 18:06:18