体内自由基清除剂及抗氧化剂—原花青素的研究进展.pdf

4 体内自由基清除剂及抗氧化剂原花青素的研究进展 原花青素 ( nD c 血 ，P c )是植物 黄酮中的一大类多 酚化合物 的总称。从 1 9 6 1 年德国 K a r l 等首次从山楂中分离出 2 种多酚化合物开始，对原花青素的研究 已有近4 0年的历史，特别是从 2 0 世纪 8 0 年代以来，国外对多种植物尤其是葡萄 中的各种原花青素进行了广泛洋研究， 证实了其优越的抗氧化活性、酶抑制活 性 、血管保护活性、抗炎活性、抗肿瘤 活性等，井在药品、保健品和化妆品中 广泛 应用 ，是极 具 发展 前 景 的 天然 植物 提取 物。 1 原花青蠢的土 古 构 性质及分布 原花青紊是黄酮类 中多 酚化合物。 这种化合物在酸性介质中加热均产生花 青素 ( C y a n i d l m) ，故将这类物质命名为 原花青紊。原花青豢是 由不同数量的儿 茶紊或表儿茶紊缩合而成，分二聚体、 三聚集体直至十聚体。二至四聚体为低 聚体五聚体 以上为高聚体，其 中二聚 体分布最广，研究最多。因两个单体构 象或键合位置不同可有多种异构体。 原花青紊 主要存 在于葡萄、苹 果、 可可豆、山楂、花生、银杏、花旗松、罗 汉柏 、白桦树、刺葵、番荔枝 、野草莓、 高粱等植物中。此外，葡 萄汁、红葡萄 酒、 苹果 汁、巧克力和啤酒中也含有原 花青紊 j 。原花 青 紊多 为 水 或 乙醇 提取 物，少数经离子交换纯化，用冷冻或赜 雾干燥呈淡棕色粉末 ，味涩，略有芳香 气味，易溶于 5 0 以上热水及 3 0 乙醇。 一 般从各种植物中粗提出来的原花青紊 是由不同聚合度、不同构型成分组成 的 混台物，若要纯化成单体或分析其各单 体组 成成分 ，则 需 要采 用 高 效 液相 色谱 ( H P L C ) 、 质谱( m s ) 等仪器进行分离和分 析 作者单位：1中国预防医学科学院流行病 学 散生物学研 究所 北京l i X D 2 1 ：2 南京凯 基生物科技发展有 限公 司 范明远 叶青0 2 原花青蠢的生物学活性 邶 【 综述 】 ( D P P H) ，免疫化学 法研究其对 自由基 (H O )引起的 D N A损伤的保护作用，证 2 1 抗氧化、清除 自由基活性：原花青实其 自由基清除能力依赖于其化学结构 素具有很强的抗氧化剂活性 ，是一种较和立体结构 采用高压和低压液相色谱 好的氧 自由基清除剂。从欧洲的七叶树分离各寡聚体，即使浓度很低，仍有较 提取的一种新多酚 一原花青素 2( P A 2 ) 高活性 ，能有效地 清除 自由基。V ,mmt 的过氧自由基 1 ( 5 O 自由基失活所需等 9 用洋委陵菜根茎的碌花青素进行抗 的浓度)为 0 0 4 L ，活性高于 n 一生氧自由基对照研究显示：其五聚体和六 育酚 ( I ：1 2 5ta n o l L ) ，对羟 自由基聚体活性最强。而 B o s 等 则证明：二 l 为0 1 7 m m L 4 J 。 【 e l l I I ； 等” 测试了聚体和三聚体在抗脂质过氧化上表现出 葡萄籽原花青素和地 中海柏木的缩合鞣最高活性，五聚体和六 聚体则表现出高 质、葡萄和黑果越桔的花青甙的抗氧离抗弹性酶活性。I 撕等“ ”以脂质体为模 子和抑制脂质过氧化的活性，其中葡萄型研究原花青素的抗脂质过 氧化作用， 籽原花青素活性最强 I 分别为 1 0腭 当脂质的氧化作用起始于水相时，原花 和 1 6 锄。M a ff e i 证 明葡萄籽原花青青素的单体、二聚体、三聚体的抗氧化 素抑制卵磷脂 ( e L C )过氧化的作用明显作用最大当氧化发生在脂 质区时，原 强于对照儿茶素，I c 分剐为 2 5 m m L 花青素高分子量的多聚体抗氧能力最强， 和 5 0m ml L 抑制 P L C诱导期和增殖期而 c u 介导的低密度脂蛋白氧化中，不同 中共轭双烯形成和增长活性 I 分别为分子量 的原花青素的抗氧化能力却没有 0 1m ml L和 0 5 ,o m d L ，明显强于阳性显著差异。H P L C分离 出儿茶紊 、表儿茶 对照组 n 一维生紊 E ，其 I c 分别为 1 5 素、原花青素 B 1 一B 5 、c l 和原花青素 F t m I ， 和 1 2 5mml L ，该原花青索还可 一3 一没食子酸，都具有抗上皮脂质过氧 非竞争性地抑制促进过氧离子形成的黄化的作用，且活性随聚合度增加而增强， 嗓畸氧化酶 I 为 2 4ta n o l L ，强于对照而异构体中内黄酮单体的连接位置也影 的别嗓呤醇。B 4 【 等研究证实 ：原花响其抗氧化活性，46位莲接的抗氧化 青紊具有很高的生物利用性，在抗 自由活性明显高于 4 8位莲接的。原花青紊 基能力及保护因 自由基引起的脂质过氧B 5 3 一没食子酸显示出最强的抗氧化活 化和抗 D N A损伤能力显著高于维生紊 C 、 性，其 I =2 0 V ml L t J 。 维生紊 E和目 胡萝 h 紊 c 喊i 1 l o 等 研究2 2 酶抑制与心血管活性 表明：在清除 自由基、抗氧化活性 能力2 2 1 保护血管：胶原蛋白、弹性蛋白、 上 ， 原花青豢 芦丁 儿茶紊 洋芜芟一透明质酸是构成血管内壁及皮肤真皮组 苷抗坏血酸。原花青索还有节约和再织的重要组成成分，在维持血管及皮肤 循环维生紊 E的效应，两者协 同增效抗弹性，防止动脉硬化和血管壁功能退化 氧化。原花青紊可抗磷脂过氧化，保护菩方面起着重要的作用。胶原酶 、弹性 细胞膜防紫外线引起的皮肤损伤，保酶、透明质酸酶和葡萄糖醛酸甙酶及 自 护大鼠红细胞，防紫外线引发 的溶血现由基却 分解及攻击这些重要成分，破坏 象u J 。原花青紊的抗 氧化活性与其结构血管弹性纤维及内皮细胞膜 ，导致血管 有密切相关性。不同聚合度和构型的原硬化脆弱，产生各种心瞄血管疾病、礅 花青紊的抗氧化能力也不同。S tu n t C a i o q 循环疾 病、皮肤老化等。研究表 明：原 D e C , a u l e j a c 等 用3种方法测定原花青紊花青紊可对上述胶碌酶、弹性酶、透明 的清除 自由基活性：酶法测定超氧阴离质酸酶等产生抑制作用，从而保持胶原 子 自 由 基( 呸 ) ，化 学 法 测 定 自 由 基蛋 白、弹性蛋 白、透 明质 酸 的 大分 子 完 维普资讯 3 o4 整性 。G a v i g n e t 等 证实 ：原 花青素 可影 响 人皮肤成纤维细胞和猪动脉平滑肌细胞 弹性纤维的连接，从而改善弹性纤维抗 降解能力提高纤 维细胞间相互作用 f , r o u l t 还证实原花青寨不仅可影响胶原和 弹性纤维等细胞外基质的成分，而且可 影响构成细胞膜和某些间质细胞骨架的 结构成分 “ 。而 M o 4 r fi 等 研究表明：原 花青寨抑制黄嘌呤氧化酶、黄嘌呤脱氢 酶、辣根过氧化酶和脂质氧化酶的活性， 但对葡萄糖氧化酶、抗坏血酸化酶或弹 性蛋白酶的 舌性没有影响。原花青寨抑 制酶 舌 性 的机理不是 因其 氧化 还原活性 ， 而是它的酶结台 舌 性，其仅抑制过氧化 氢酶而不抑制超氧化物歧化酶。 F i t z p a t r i c k等” 研究证明：原花青素 具有血管舒张效应，由此，可预防慢性 的老化相关的疾病，如：动脉硬化。它 的作用是通过刺激血管 内皮细胞 中一氧 化氨 ( N O )合成酶 的 舌性，升高 N O水 平，而 N O与肾上腺寨和去甲肾上腺寨相 互作用，抑锅其血管收缩效 应，从而舒 张血管。同时 N O还能抗血小板凝集和附 着，抑制低密度脂蛋 白和胆 固醇氧化。 因此，可防止动脉硬化和血栓形成。N O 具有双向生理作用，一方面具有免疫保 护作用，可抗病毒 、抗菌及其他病原体， 但另一方面过量则涉及各种疾病，如关 节炎、糖尿病 、中风、败血性休克、自 发性免疫疾病、慢性感染性疾病、动脉 硬化等。原花青寨对 N O的代谢具有双向 调节作用，前已提及其在血管内皮细胞 的正向调节 ( 增加 N O浓度) ，而在小鼠 巨噬 细 胞 R A W2 6 4 7 ，其 产 生 负 向调 节 ( 降低 N O浓度)作用，巨噬细胞被细菌 壁上的脂质多糖 和干扰素 ( 一 )激 活，引发大量 N O台成酶的表达，而在前 培养中加人生理浓度的原花青寨则显著 降低 N O产生 ，选种现象涉及原花青素的 多种生物学活性，如 N O的清除活性 ，抑 制 N O合成酶及其 m R N A表达活性，原花 青素的这种作用使之可能成为多种疾病 的治疗 因子【 J 。 2 2 2 防治高血压：原花青寨可治疗大 鼠自发性高血压并呈量效关系，长期绐 药可影响动脉压调节系统延长有 中风 倾向自发高血压大 鼠的寿命，其原因是 原花青素可抑 制血管 紧张素 I转换 酶 f A C E ) I t 】 。头状胡 枝子的原花 青素对 A C E 抑制 舌 性 I G 为 0 1 70 3 3 v g m l ，其作 用机理是 原花 青 素 富含 电子 的 杂环 氧 和 中国预防医学 杂志 2 0 0 1年 l 2月第 2 卷第 4期c n P M d 0 v d 2N o 4 羟基同A C E分子 中 z n 原于形成螯台物， 至 使 A C E酶 失活 ，从 而舒 张血 管 ，降 低血 压。 2 2 3 降低毛细血管通透性抗炎，抗 水肿：原花青素可预防大 鼠由注射角叉 菜胶 、葡聚糖、巴豆油引起的各种水肿， 减轻或预防术后水肿。降低因静注组胺、 缓 激肚 、或胶原 酶 引起 的毛 细 血管 通透 性增高，可与积雪草提取物台用治疗淋 巴水肿。经临床试用 ，治疗非并发性 的慢性静脉功能不 全 名患者 口服 1 0 0 d ，1 0 d ，毛细管显微镜观察和临床症 状观察其显效率为 7 0 8 0 _ 】 6 。 2 3 抗 癌 舌 性 ：癌 症及许 多 慢性退 行性 疾病是由多基因突变所致而原花青寨 在抗突变方面有一定的作用。体外实验 证明：原花青寨对 1 R 2( 食品中致突变 剂)的抑 制率达 9 4 ，可抑 制 啤酒 酵母 线粒体 自发性突变和细胞核 由刀豆氨酸 敏感到耐刀豆氨酸的 自发性突变 J 。而 其抗放射线诱变能力依次为原花青寨 芦T 二 甲基 亚砜 ( D M S 0 ) 抗坏 血酸 丙基硫氧嘧啶 ( e r E)洋芜荽苷- 6 J 。 原花青索还具有抑制 T P A( 一种皮肤癌促 进剂)活性，且抗癌变能力为三聚体 二聚体 单 体J 。原 花青 素 作用 于 人乳 腺癌 M D AMB 4 6 8的有丝分裂信号传导， 细胞周期 涌 控及 凋亡 过程 ，引 起肿 瘤 细 胞生长抑制，程序性死亡或分化，在乳 腺癌治疗上是 很有 前景 【 日 】 2 4 其他 活性 ：抗 溃疡 ：S a i t o等发现 原 花青素具有防治 胃溃疡的生理功能，这 是因为其清除自由基的抗氧化活性，可 使胃壁不受 自由基伤害，且原花青素可 与蛋白质紧密结台而具有保护 胃壁的功 效 g e n n e t 等发现原花青寨可与 I -I 2受体 拮抗剂西咪替丁 ( C i m e d d l n e )形成水溶性 复台物，不仅提高西咪替 丁的涪解度， 而且碌花青素本身也可预防胃内有害亚 ； 胺的形成，这可能是由于原花青素防 止 了氨基氰的形成C t g J 。 此外，原花青素还具有抗病毒、抗 菌活 性 ，抗 过敏活 性 ，促毛 发 生长 活 性 等 。 壁、胃肠粘膜为特异性结台，均以葡胺 聚糖水平升高为特征，其主要作用靶为 结缔组织，其代谢存在 于重要的肠 一肝 循环。大鼠、小鼠口服 【 马n 均在4 0 0 0 k 以上，无副作用，耐受性好 ，无致畸、 致突变作用。 4 原花青素的应用 4 1 药物：主要用于治疗微循环疾病。 治疗眼睛与外周毛细血管通透性疾病： 由于原花青寨对徽血管的保护，使视紫 红寨再生率提高，视网膜结构得到较好 的营养，因此临床上对视网膜疾病、眼 睛紧张症、近视患者视网膜敏感性及功 能都有明显改善。 治疗静脉与淋巴功 能不全。口服原花青素可使 盐张的静脉 提高张力，使静脉功能得以改普，作用 比地奥斯明 ( d i i n ，毛细血管保护剂) 作用更为持久，有效率可达 7 5 。此外 还开发出治疗牙周病、酒精中毒 、抗炎 剂等药物。 4 2 保健食品：当前 ，服用天然植物提 取物作为调节身体健康的补充剂已成为 时尚 原花青寨作为天然强力 自由基清 豫剂倍受青昧，国外，已广泛用于延缓 衰老、调节血压血脂、抗肿瘤、健脑等 保健食品 中。 4 3 化妆品：由于面部皮肤受环境影响 较大又处于血液循环的最末端，营养 供应不足，因而是人体最先老化的组织。 造成皮肤老化，弹性下降，干燥的主要 原因 是 自由基 及 过 量 蛋 白 酶 、弹 性 酶 、 透明质酸酶攻击或分解生物分子，使皮 肤的支撑能力、保水能力大大下降，而 原花青寨具有的抗氧化、清除 自由基能 力、抗弹性酶活性和改善微循环活性， 使其在化妆品中开辟了广泛的应用前景。 含有原花青寨的护肤品可抑制由于紫外 线照射产生的氧 自由基引起的过氧化物 生成对改 普皮肤炎症 ，防止黑化，抗 老化有其明显的效果。总之，原花青 寨 具有清豫自由基等多种活性是极具应 用价值的天然植物提取物。 参考文赫 3 原花青素的药代殛毒理 ( 1 国植椽莉娘花青素：具有广阏发展 原花青 素可 在 胃肠 道 迅 速 吸 收4 5 前景 的植物药 国外医药 植物分册， ra i n达到峰值，半衰期 5 h ，1 4 在 1 1 h 1 9 9 6 1 1( 5 )： l 9 6 2 0 4 内经胆汁排泄，7 0 2 4 h后被 以 o o 2 、 ( 2 H a 【 T l l J F t a z s m s S A s b H H 尿 、粪便的形式 排 泄 ，原 花青素在 血 液、P r a n id in e o t tt o n t m d v a r l a d i n s q n e 肝、肾为非特异性结合，在皮肤、血管 c ms r t m l ym m le d f x l s J ，2 0 O O 维普资讯 2卷第 4 1 3 8( 8 S s u p p I )： 2 0 8 鸪 一2 0 9 2 s 3 m | r e J F ，h B S A ，N i t e h e l l A F ， d l l y 出n Bi nc 帆 ( n嗍b e c 帅)md d l 0 me u 昙 h 一 p m- 砖l iq u i d c 。 t 唾即p h f 枷 甲 r - 由7 J A c F o o d c h 1 9 9 9 4 7 f 2 ) ： 4 9 04 9 6 4 J 袭炳毅世界化妆品研究发展趋势 日 用化学工业 1 9 9 8 ，( 6 】： 2 8 3 2 5 1 3 ，B 明 d M ，s S J ，d F r e e a n d 伊 咖 1 t l 印 既 蛐d： 驴 i n h u ma n l l I 盯d 出吼 B e p ， - ， d l 一 ，2 0 0 0 ，1 4 8 f 23 ) ： I 盯 一1 9 “ 6 u o J ，B n a v e n te 一 i a O 1 f J e t l q T 0 p w d 姆 dn 口m d 唧i n d u c e di n w x一 fl a ,r 一3一幽( c ) e 8 e ( 6 8 n i f e r a ) ： d r 日 t i y 日 p h m d g a n i e 删 叫n d B J A c F o o d C I 煳 ， 2 ，4 8 f 5 )： 1 7 3 81 7 4 5 7 ( 1皿 M， l 出 c ，B 邮 d b E ，e l I NB in d u c l l 口m l 目 0 f r a t 目 y l I 啪： P 呻 e e t 眦， 邮 l s 6 砌 9 e L ，2 O O 0 ，6 7( 1 5) ： 1 7 9 9 1 81 4 8 s a t c n 。 q D e c 越 d ，P T c ，v 】 恤 0 埘 g h 】 d y o f y p I I郫 d B c 一 e g i n g 6 a 辩 B s h d i ff e r e n t f n h J A c F o o d曲 ，l 9 9 9 ，4 7( 2 )： 4 2 54 3I 9 V e n n B ，l M ，p o u r r A e t 2 h m t o r r r e l ： 盯d s t u d y 蛐一m删 试H 协啪 r d 8咖一 p e r e E l l Bid P h a m 刚，1 9 9 4 1 7 ( 1 2 )： 1 6 1 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