甲基磺酰甲烷 (MSM) 已成为一种流行的膳食补充剂,具有多种用途,其中最常见的用途是作为抗炎剂。它已在动物模型以及人体临床试验和实验中得到了充分研究。补充 MSM 可以改善多种特定健康结果指标,包括炎症、关节/肌肉疼痛、氧化应激和抗氧化能力。尽管正在进行额外的工作以确定提供最佳益处所需的精确剂量和疗程,但关于提供益处所需的 MSM 剂量已有初步证据。作为一种公认安全 (GRAS) 批准的物质,大多数人对 MSM 的耐受性良好,每日剂量高达 4 克,且几乎没有已知的轻微副作用。本综述概述了 MSM,详细介绍了其作为膳食补充剂的常见用途和应用,以及食用安全性。

2.1.抗炎
体外研究表明,MSM通过阻止转位到细胞核中,同时防止 NF-κB 降解,从而抑制活化 B 细胞核因子 kappa 轻链增强子 (NF-κB) 的转录活性 [ 85 , 86 ]抑制剂[ 86 ]。 MSM 已被证明可以改变翻译后修饰,包括阻断 p65 亚基丝氨酸 536 处的磷酸化 [ 87 ],但尚不清楚这是直接还是间接作用。对此类亚基的修饰对 NF-κB 转录活性的调节有很大贡献 [ 88],因此需要更多细节来进一步了解这种抗炎机制。传统上,NF-κB 通路被认为是一种促炎信号通路,负责编码细胞因子、趋化因子和粘附分子的基因上调[ 89 ]。 MSM 对 NF-κB 的抑制作用导致体外白细胞介素 (IL)-1、IL-6 和肿瘤坏死因子-α (TNF-α) mRNA 下调 [ 90 , 91 ]。正如预期的那样,这些细胞因子的翻译表达也减少了。此外,IL-1和TNF-α以剂量依赖性方式受到抑制[ 90 ]。
MSM 还可以通过抑制 NF-κB 来减少诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 和环氧合酶-2 (COX-2) 的表达;从而减少一氧化氮(NO)和前列腺素等血管舒张剂的产生[ 86 ]。 NO不仅调节血管张力[ 92 ],还调节肥大细胞活化[ 93 ];因此,MSM可能间接对肥大细胞介导的炎症具有抑制作用。随着细胞因子和血管舒张剂的减少,免疫细胞向局部炎症部位的流动和募集受到抑制。
在亚细胞水平,核苷酸结合域、富含亮氨酸的重复家族pyrin域3 (NLRP3)炎症小体感知细胞应激信号并通过帮助炎症标记物的成熟做出反应[ 94 , 95 ]。 MSM 通过下调 NLRP3 炎症小体转录本的 NF-κB 产生和/或通过阻断线粒体产生的活性氧 (ROS) 形式的激活信号,对 NLRP3 炎症小体的表达产生负面影响 [90 ]。 MSM 表现出抗氧化特性的机制将在下一节中讨论。

2.2.抗氧化剂/自由基清除
尽管过量的 ROS 会对许多细胞内成分造成严重破坏,但需要达到阈值才能激活表型正常细胞中的适当途径[ 96 ]。当中性粒细胞刺激的 ROS 产生在体外被抑制但在无细胞系统中不受影响时,MSM 的抗氧化作用首次被注意到 [ 97 ];因此,有人提出抗氧化机制作用于线粒体而不是化学水平。
MSM 影响至少四种转录因子的激活:NF-κB、信号转导子和转录激活子 (STAT)、p53 和核因子(红细胞衍生 2)样 2 (Nrf2)。通过介导这些转录因子,MSM 可以调节 ROS 和抗氧化酶的平衡。值得注意的是,其中每一个都部分地由 ROS 激活。
如前所述,MSM 可以抑制 NF-κB 转录活性,从而减少参与 ROS 产生的酶和细胞因子的表达。 COX-2 和 iNOS 的下调分别减少超氧自由基 (O 2 - ) 和一氧化氮 (NO)的量[ 86 ]。此外,MSM 抑制细胞因子的表达,例如 TNF-α [ 86,90,91 ],这可能会减少任何受刺激的线粒体产生的 ROS [ 98 ]。细胞因子表达的减少也可能与旁分泌信号传导的减少以及其他转录因子和途径的激活有关。
MSM 已被证明可以在体外抑制多种癌细胞系中 STAT 转录因子的表达或活性[ 99,100,101 ]。 janus 激酶 (Jak)/STAT 通路参与与细胞凋亡、分化和增殖相关的基因的调节,所有这些都会产生 ROS 作为必要的信号传导成分 [ 102 , 103 , 104 ]。通过 Jak/STAT 途径的信号传导也可能因细胞因子表达减少而受到抑制。 Jak/STAT 通路的下调可能通过降低氧化酶 [ 105 ] 和 B 细胞淋巴瘤-2 (Bcl-2) [ 106 ] 的表达来进一步减少 ROS 的产生。
在巨噬细胞样细胞中,体外用 MSM 预处理可减少氧化还原敏感的 p53 转录因子的积累[ 107 ]。该p53根据细胞内ROS水平表现出二分氧化功能,因此,一般意义上,p53在低细胞内ROS水平下发挥抗氧化功能,在高ROS水平下发挥促氧化功能[ 108 ]。 p53 的抗氧化功能可上调 Sestrin、谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx) 和乙醛脱氢酶 (ALDH) 等清除酶。 p53 的促氧化功能上调氧化酶,同时抑制抗氧化基因。有关 p53 和氧化应激的更深入总结,请参阅 Liu 和 Xu 的综述 [ 108 ]。
用人类免疫缺陷病毒 1 型反式激活调节蛋白 (HIV-1 Tat) 培养的小鼠神经母细胞瘤细胞显示 Nrf2 核转位减少;然而,与 MSM 共培养使 Nrf2 易位返回细胞核以控制水平 [ 109 ]。 Nrf2 与抗氧化酶的关联已得到充分证明,包括谷氨酸半胱氨酸连接酶 (GCL)、超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化还原酶 (Prdx)、GPx、谷胱甘肽 S-转移酶 (GST) 等 [ 110 ] 。虽然尚不清楚MSM对Nrf2有什么直接影响,但值得一提的是,Nrf2也可以通过p21的p53表达或特大B细胞淋巴瘤(Bcl-XL)的Jak/STAT表达来调节[111 ]。
2.3.免疫调节
压力会引发先天免疫系统的急性反应,如果压力源是致病性的,则会引发随后的适应性免疫反应。包括MSM 在内的含硫化合物在支持免疫反应方面发挥着关键作用[ 112,113,114 ]。通过包括上述在内的综合机制,MSM 通过氧化应激和炎症之间的串扰来调节免疫反应。
长期暴露于压力源可能会对免疫系统产生有害影响,因为免疫系统变得不敏感或压力过大,无法引发典型的免疫反应。 IL-6 的广泛作用与慢性炎症的维持有关[ 115 ]。MSM已被证明可以在体外降低 IL-6,从而减轻这些慢性有害影响[ 86,87,90 ]。在力竭运动之前使用 MSM 进行预处理,可以防止免疫细胞过度应激,因为脂多糖 (LPS) 处理的血液仍然能够通过离体分泌细胞因子来产生反应,而安慰剂组中未观察到这种效果[ 24 ]。
邻近的脉管系统主要通过肥大细胞的激活来介导急性免疫反应。 DMSO 抑制肥大细胞释放组胺[ 116 ];然而,MSM 对组胺释放的影响仍有待探索。既往研究表明MSM对血管功能具有抑制作用[ 117 , 118 ]。其他体外研究表明,MSM 能够抑制血管舒张剂(如 NO 和前列腺素)的表达 [ 86 ]。 NO 的减少可以保护巨噬细胞免受 NO 刺激的细胞凋亡[ 107 ]。
此外,MSM 可能具有与细胞周期和细胞死亡相关的其他免疫调节作用。体外研究表明MSM可以诱导胃肠癌细胞[ 119 ]、肝癌细胞[ 120 ]和结肠癌细胞[ 121 ]凋亡。与这些发现相反,MSM 不会诱导小鼠乳腺癌细胞凋亡[ 122 ]。相反,MSM 被证明可以恢复转移性小鼠乳腺癌和小鼠黑色素瘤细胞的正常细胞代谢[ 123 ]。在胃肠道癌细胞 [ 119 ] 和成肌细胞 [ 124 ]中也观察到细胞周期停滞]。这些细胞存活的改变可能源于 p53 和 Jak/STAT 途径的细胞周期蛋白产生调节。
尽管很少有研究检验 MSM 对伤口愈合的有效性,但通过体外划痕测试评估,先天免疫系统也可能受益于增强的伤口闭合[ 124,125,126 ]。未来的研究需要在体内证实这些结果。

2.4.硫供体/甲基化
长期以来,MSM 一直被认为是蛋氨酸、半胱氨酸、高半胱氨酸、牛磺酸等含硫化合物的硫供体。喂食放射性标记 MSM 的豚鼠将标记的硫掺入含有蛋氨酸和半胱氨酸的血清蛋白中 [ 127 ]。这项研究表明,微生物代谢可能是利用 MSM 形成蛋氨酸并随后合成半胱氨酸的原因。最近对放射性标记 MSM 进行的体内研究表明,该化合物在均匀分布的组织中快速代谢 [ 63 , 64 ]。据报道,这些研究收集了尿液中大多数标记的硫作为 MSM 的代谢物,但没有确定代谢物。关于 MSM 作为硫供体的活性的进一步研究正在进行中。
在人类中,没有观察到个体之间血浆硫酸盐和同型半胱氨酸变化的 MSM 剂量依赖性趋势[ 65 ]。由于微生物在整个硫循环中主要负责硫的利用,MSM 作为硫供体可能依赖于哺乳动物宿主现有的微生物组。
据报道,MSM 是一种非烷化剂,不会甲基化 DNA [ 128 ]。在 Kawai 等人的一封信中,MSM 的母体化合物 DMSO 可以在羟基自由基 (OH) 存在的情况下甲基化 DNA [ 129 ],这也有可能有助于 DMSO 氧化为 MSM [ 32 ] 35 ]。尽管尚不确定 MSM 是否烷基化 DNA,但根据两份最终研究报告,MSM 似乎不会导致体外染色体畸变或体内微核。需要进一步的研究来确定 MSM 是否是甲基供体。

3.6.改善季节性过敏
在 MSM 对季节性过敏的评估中,2.6 g/天 PO MSM 持续 30 天,到第 3 周改善了上呼吸道和总呼吸道症状以及下呼吸道症状 [ 23 ]。所有这些改善在 30 天的补充过程中都得以维持。这项研究的一个缺点是缺乏花粉计数和症状调查问卷的报告[ 176 ]。后来,当 Barrager 和 Schauss 发布了额外要求的数据时,这一问题得到了纠正 [ 22 ]。巴拉格等人。使用该样本人群的一部分来测量组胺释放,但发现血浆 IgE 或组胺水平没有显着变化 [ 23 ]。

3.7.改善皮肤质量和纹理
自 1981 年 Herschler 首次获得专利以来,MSM 就被认为可以作为角蛋白的硫供体,具有改善皮肤质量和质地的治疗用途。根据一项最终研究报告,MSM 通过封闭贴片对兔子的皮肤无刺激。另一项最终研究报告表明,MSM 可能对豚鼠的皮肤有轻微刺激。使用含有 EDTA 和 MSM 的乳液,每 8 小时局部使用三天后,大鼠烧伤部位出现轻微改善 [ 171 ]。
根据专家分级、仪器分析和参与者自我评估的评估,MSM 治疗后的皮肤外观和状况显着改善 [ 177 ]。人体组合研究每两周一次使用丙酮酸和 MSM 进行四次换肤,改善了黄斑色素沉着程度、皮肤弹性和皱纹程度 [ 178 ]。水飞蓟素和 MSM 的联合治疗被证明可有效控制红斑痤疮症状 [ 179 ]。一项针对一名患有严重 X 连锁型鱼鳞病的 44 岁男性的案例研究显示,在使用含有氨基酸、维生素、抗氧化剂和 MSM 的局部保湿剂 4 周后,症状有所改善 [ 180 ]。

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