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植物甾醇 植物甾醇介绍内容 植物甾醇的性质 分类和来源植物甾醇的吸收 代谢和分布植物甾醇的主要功能植物甾醇的研究进展与趋向 植物甾醇的性质 分类和来源 植物甾醇的性质 植物甾醇 phytosterolorplantsterol 是植物中的一种活性成分 在结构上与动物性甾醇如胆甾醇相似 植物甾醇的性质 甾醇为环戊全氢菲的3羟基化合物 C 5上有双键的称甾醇 C 5饱和的称甾烷醇 部分甾醇的化学结构见下图 相互间区别在于支链大小和双键数目的不同 甾醇的天然存在形式 植物甾醇的性质 甾醇在植物体内有4种存在形式 游离态 甾醇酯 脂肪酸酯和酚酸酯 甾基糖苷和酰化甾基糖苷游离甾醇和甾醇酯可溶于非极性溶剂如正己烷 而甾基糖苷和酰化甾基糖苷需要极性改性剂方可溶解 植物甾醇的性质 大部分的植物甾醇是固体 如谷甾醇 菜油甾醇和豆甾醇 它们的熔点分别是140 157 C 158 C和170 C侧链越大 自醇的疏水性越强侧链上的双键使甾醇具有亲水性 植物甾醇的分类 植物甾醇及相关化合物250多种 大致分三类 4 无甲基甾醇 如 谷甾醇 豆甾醇 菜油甾醇 菜籽甾醇 燕麦甾醇和麦角甾醇4 甲基甾醇 如禾本甾醇 gramisterol 柠檬甾二烯醇 citrostadieno 洛飞烯醇 lophenol 4 4 二甲基甾醇 如环木菠萝醇 环木菠萝烯醇 2 4 亚甲基环木菠萝醇 植物甾醇的来源 植物甾醇广泛存在于植物的根 茎 叶 果实和种子中 不同植物种类其含量不同植物油及含油食品是植物甾醇的主要天然来源 其次是谷物 谷物制品及坚果 常见食物中植物甾醇的含量 常见食物中植物甾醇的含量和组成 HOME 植物甾醇的吸收 分布和代谢 植物甾醇的吸收 人体不能合成植物甾醇 只能从食物中摄取膳食中植物甾醇的吸收率很低 平均为5 左右 而胆甾醇的吸收率则超过40 动物实验的结果表明 不同种类的植物甾醇在肠道中的吸收率不同 植物甾醇的吸收 随着C24位侧链上C原子数目的增多 吸收率呈下降趋势化学形式上的变化也可影响到各种植物甾醇的吸收大量的研究证据表明 是否容易被酯化是各种植物甾醇是否容易被肠道吸收的基础 植物甾醇的分布 吸收后的植物甾醇与脂蛋白一起在血液中运输 然后选择性地分布到身体各部位一般肝脏 肾上腺 卵巢 睾丸等脏器中植物甾醇含量很高 这一分布也许提示其可能被用来作为甾醇激素的前体 植物甾醇的代谢 有研究证明 昆虫和对虾可将体内的植物甾醇转化为胆甾醇 并进一步用来合成固醇类激素 但至今尚未在脊椎动物中得到证实 植物甾醇的代谢 植物甾醇通过胆汁排泄 而且比胆固醇排泄的快 相应的 内源性植物甾醇存储也比胆固醇少未被吸收或体内代谢后的植物甾醇则可经肠道细菌转化 形成一系列代谢产物如粪甾醇和粪甾酮等排出体外 植物甾醇的代谢 高植物甾醇血症是一种罕见的植物甾醇代谢异常的常染色体遗传病 主要是由于患者对植物甾醇吸收率显著增高和排出下降所致 HOME 植物甾醇的主要功能 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇浓度防治前列腺疾病作为抗癌物质类激素功能其它作用 抗炎作用 免疫调节 调节生长 抗病毒 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 补充植物甾醇能明显降低血液中总胆固醇 TC 和低密度脂蛋白 LDL 含量 而不降低高密度脂蛋白 HDL 和甘油三脂含量 使LDL HDL比值降低 并且没有任何明显的副作用补充不同剂量的植物甾醇可使TC降低10 LDL降低13 左右植物甾醇对高脂血症有辅助治疗效果植物甾醇的不同服用方式 一次服或分三餐服 降脂效果几乎相同 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 于小肠内腔 抑制胆固醇溶解于胆汁酸胶束 与胆固醇竞争肠道微绒毛的吸收位置 在小肠上皮细胞内阻碍CHOL的酯化 而且抑制进入乳糜微粒以及分泌至淋巴 植物甾醇主要通过抑制胆固醇吸收的几个阶段而起到降血胆固醇效果 其过程是 胆固醇的吸收示意图 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 为得出植物甾醇的最低有效剂量 Hallikianen等给22名高血脂的成人分别服用0 8 1 6 2 4 3 2g d的植物甾醇4周结果发现各组血清的总胆固醇浓度下降幅度分别为2 8 6 8 10 3 和11 3 LDL浓度则分别下降了1 7 5 6 9 7 和10 4 除最低剂量组外 其它组的下降幅度均有统计学意义 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 因此 研究者认为1 6g d左右的植物甾醇就可以显著降低高血脂患者血脂水平 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 植物甾醇对于有家族性高脂血症的儿童也有很好的降脂效果Gylling等对14名家族性高脂血症的儿童进行的双盲对照研究发现 每天食用含3g谷甾醇的人造奶油6周 儿童血液中总胆固醇 中等密度脂蛋白 IDL 和LDL分别降低了11 26 和15 且未发现其他副作用 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 Becker等的研究也证明了严重家族性高脂血症的儿童服用谷甾醇可明显降低血脂水平 可能对降低其成年后心脑血管病有积极意义 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 植物甾醇对正常成人也有降脂作用Sierksma等的双盲对照研究发现 与对照组相比 服用大豆甾醇0 8g d 3周后可显著降低血中TC和LDL 但不会引起血中其它脂溶性维生素如胡萝卜素水平的下降 植物甾醇的主要功能 降低血清胆固醇 因此 现在科学家们普遍认为摄入或补充足量的植物甾醇有助于降低人群冠心病的发病率 植物甾醇的主要功能 防治前列腺疾病 植物甾醇对减少男性前列腺肥大和前列腺癌的发生率有一定的积极意义Berges将200名良性前列腺肥大患者随机分为两组 一组服用20mg 谷甾醇 另一组服安慰剂 连续6个月 并用改良Boyarsky评分法 国际前列腺症状评分法 IPSS 尿流量和前列腺体积等指标对效果进行评价 植物甾醇的主要功能 防治前列腺疾病 结果发现 两组Boyarsky评分值分别下降6 7 4 0和2 1 3 2分 P 0 01 IPSS评分值也分别下降7 4和2 1分另外 谷甾醇组还有最大尿速的增加 从9 9mls至15 2mls 和残余尿量减少 从65 8ml至39 9ml 而对照组无变化 P 0 01 植物甾醇的主要功能 防治前列腺疾病 为进一步确定 谷甾醇的长期效果 18个月后 对这批病人进行了重新评估结果发现 谷甾醇治疗组中 继续服用的受试者各种指标都保持良好状态 未继续服用者症状评分和残余尿量指标虽稍差于前者 但最大尿流速度没有变化因此研究者指出 6个月的 谷甾醇治疗改善症状的效果可至少维持到18个月 植物甾醇的主要功能 防治前列腺疾病 但在所有治疗良性前列腺肥大的研究中 并没有发现植物甾醇减小前列腺体积的作用 可能与其使用时间较短有关 植物甾醇的主要功能 防治前列腺疾病 植物甾醇防治前列腺疾病的机制Kassen等发现 谷甾醇培养可促进人类前列腺基质细胞生长因子 1的表达和增强蛋白激酶C 的活性VonHoltz等的研究证明 用16mmol L的 谷甾醇培养液培养细胞 可增加鞘磷脂循环中两种关键酶 磷脂酶D和蛋白磷酸酶2A的活性 促进鞘磷脂循环 从而抑制细胞的生长 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 研究证明 植物甾醇对机体某些癌症的发生和发展有一定抑制作用 如乳腺癌 胃癌 肠癌等 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 乳腺癌 Awad等用含植物甾醇或胆甾醇的饲料饲养SCID小鼠15D后 在小鼠靠近右侧腹股沟的乳腺脂肪垫处接种肿瘤8周后 两组动物体重和食物消耗量无差别 但植物甾醇组小鼠的肿瘤直径仅为胆甾醇组的67 P 0 01 癌症的淋巴转移和肺转移也比胆甾醇组少20 因此作者认为植物甾醇可延缓乳腺肿瘤的生长和扩散 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 另一项研究中 用体外培育的方法 把人类MDA MB 231乳腺癌细胞与16mmol L的 谷甾醇温育3d和5d与胆甾醇对照培养液相比 癌细胞的生长分别被抑制66 和80 并且在这一浓度下 植物甾醇和胆甾醇均无细胞毒性 以细胞乳酸脱氢酶的释放为指标 Mellanen等根据一些体内外实验的结果 认为植物甾醇的抗乳腺癌作用可能与其具有某些雌激素活性有关 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 结肠癌 Janezic等观察了植物甾醇对小鼠结肠上皮细胞增殖的影响胆酸能显著增加结肠上皮细胞增殖 而植物甾醇可显著减少胆酸引起的细胞增殖 并且呈现出一定的剂量依赖性关系 它还可显著降低细胞的有丝分裂指数 但不表现剂量依赖关系植物甾醇的这一作用与其减少癌症发生危险性的功能有关 其他动物实验也证明饲料中2 的植物甾醇可消除胆酸诱导的结肠细胞增殖 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 在对抑制结肠癌机制的研究中发现 这一作用并不是通过蛋白激酶 来介导的可能与改变了细胞膜上的磷脂构成有关植物甾醇能改变胆甾醇和胆酸的代谢体外实验也证明 谷甾醇可以阻止HT29人类大肠癌细胞的生长 并且这一效应与鞘磷脂循环的激活有关 植物甾醇的主要功能 作为抗癌物质 其它癌症DeStefani等的研究证明 摄入较多植物甾醇可降低胃癌发生的危险性Mendilaharsu等的研究则证明 植物甾醇的摄入量与肺癌发生率之间呈负相关关系高植物甾醇摄入者肺癌发生的危险性比低摄入者降低50 这一效果在肺腺癌的发生上效果更为显著摄入较多植物甾醇可减少人群肺癌的发生率 植物甾醇的主要功能 类激素功能 由于植物甾醇在化学结构上类似于胆甾醇 对防治前列腺疾病和乳腺疾病有较好的作用 许多研究者认为 它在体内能表现出一定的激素活性 并且无激素的副作用植物甾醇的甾族结构类似于雌激素的结构 表明植物甾醇可能具有雌激素的活性 植物甾醇的主要功能 类激素功能 谷甾醇对子宫内物质代谢有类似于雌激素的作用给金鱼腹膜内注射 谷甾醇后 发现雄性金鱼的睾丸激素和11 睾丸酮含量显著降低 雌性金鱼的睾丸激素和17 雌二醇水平也显著降低提示 谷甾醇可能通过影响胆甾醇的生物利用率或一些酶来降低性腺组织合成类固醇激素的能力 植物甾醇的主要功能 其它功能 抗炎作用植物甾醇的抗炎作用也是较早被发现的功能之一研究证明 谷甾醇有类似于氢化可的松和强的松等的较强的抗炎作用 豆甾醇也有一定的消炎功能 但均无可的松类的副作用类似于阿司匹林类的退热镇痛作用 植物甾醇的主要功能 其它功能 免疫调节Bouic等的实验证明 给马拉松长跑运动员服用 谷甾醇及其糖苷混合物后 受试组血中白细胞总数明显低于空白对照组 CD3和CD4细胞上升 血清白介素 6水平降低 说明这些受试者在经过马拉松长跑之后 免疫抑制较轻 感染的机会较小另一项研究也发现 谷甾醇及其糖苷可刺激淋巴细胞增殖 因此植物甾醇可作为一种免疫调节因子 植物甾醇的主要功能 其它功能 调节生长Maitani等在实验中证明植物甾醇对大鼠生长有调节作用 认为植物甾醇可以调节应激条件下动物的生长Eugater等认为植物甾醇有生长调节功能 Growthregulation 并用此来解释植物甾醇的许多其它功能 植物甾醇的主要功能 其它功能 抗病毒Eugater等观察了植物甾醇混合物对HIV1 人类巨细胞病毒 HCMV 和单纯疱疹病毒 HSV 的作用发现组织与植物甾醇温育后可明显拮抗HIV诱导的细胞病理改变 在体外对HCMV感染的细胞可阻断抗原的表达 并可在早期阻断与HSV有关的VERO细胞抗原的表达 HOME 植物甾醇的研究进展与趋向 植物甾醇的研究进展与趋向 植物甾醇的基础研究植物甾醇与基因工程植物甾醇与植物衰老植物甾醇的应用基础和开发研究应用基础研究开发和应用研究现状 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与基因工程在分子生物学领域 已开始利用基因工程技术研究和调控油料作物种子中生理活性物质的含量与组成 尤其是维生素E和植物甾醇这两种油脂不皂化物中的主要成分 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与基因工程受到关注较多的首先主要是传统的大宗油料作物如大豆 菜籽和葵花籽早在1996年MountsT S 等人就研究和探讨了基因改性对大豆油中植物甾醇和维生素E的影响2000年ChrisVlahakis和JanHazeloroek就初步系统性地研究了遗传 种植地及温度对卡诺初步系统性地研究了遗传 种植地及温度对卡诺拉菜籽油 葵花籽油和大豆油中植物甾醇含量的影响 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与基因工程有研究者发现 在高温地区 大豆中总的植物甾醇水平要高些 其中菜油甾醇比例随温度升高而升高 豆甾醇和 2谷甾醇比例下降 而当作物组织存在于低温环境中时 2谷甾醇 豆甾醇的比值常常升高这一结果将为我们一方面在油脂工业生产中较易得到高含植物甾醇的副产品 以降低植物甾醇提取时的损耗和难度 另一方面为高效得到某个植物甾醇组分提供了可能 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与基因工程从上述初步的研究结果来看 还有大量的工作亟需开展以明确许多关系 包括各油料个体 各组分个体之间等等 而且分子生物学的实验室工作成果需要田间释放观察和油脂工业化条件调整研究的后续协调 植物甾醇的基础研究 三类油脂中植物甾醇总量与生育酚总量 脂肪酸组成的关联度 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与基因工程在动物基因工程中 鉴于植物甾醇和胆固醇的相互歧视关系 引入植物甾醇调控动物脂质中胆固醇的合成转化和相关基因表达 以期减少动物脂质中的胆固醇水平与负面影响 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与植物衰老人体可进行类比 年轻健康的肌肤衰老作为生物及其器官生长发育过程中的一个正常的和不可避免的阶段 它必然会受到各种内外因子的影响和控制植物甾醇便是植物衰老调控的一个重要因子 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与植物衰老植物衰老必然会涉及膜结构的变化Singer Nicolsen流动镶嵌学说分析植物甾醇扮演着 双刃剑 角色 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与植物衰老进一步研究表明 植物中甾醇与磷脂含量之比是与生物膜流动性有关的一个重要结构因素植物甾醇 磷脂的比值与膜流动性呈反变关系并影响膜脂相变温度具体细致的关联尚待进一步确证 例如 植物甾醇与膜蛋白的关系 植物甾醇在植物衰老过程中的含量变化规律等等 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与植物衰老膜脂过氧化产生的自由基对植物细胞和机体造成伤害 加速衰老的来临植物甾醇中已有几种被发现具有清除自由基功能 植物甾醇的基础研究 植物甾醇与植物衰老开展研究植物甾醇的组成 含量与膜脂过氧化的关系具有理论意义和现实意义其研究结果可能对有关油料种子的萌发与贮藏 油料作物的分子生物学研究产生深刻的影响 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与抗氧化近来 相继有报道表明 许多植物甾醇具有抗氧化能力这起因于发现橄榄油 玉米胚芽油 小麦胚芽油及Venoniaanthelmintica油能使红花籽油在煎炸条件下保护其脂肪酸不发生氧化降解 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与抗氧化特别是 5 2燕麦甾醇 7 2燕麦甾醇 2谷甾醇和斑鸠甾醇被发现具有阻止不饱和脂肪酸在高温加热条件下发生氧化降解的功能目前发现 具抗氧化功能的植物甾醇共同特征是它们分子侧链上都有一个亚乙基 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与抗氧化1999年芬兰Anna2MaijaLampi和瑞典LenaH Dimberg等研究结果表明 植物甾醇的抗氧化效果不仅与自身分子结构有关 而且还在很大程度上受到氧化模型 包括脂肪酸不饱和程度 加热方式 氧张力 和食品形式的影响 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与抗氧化如果我们能完全明晰植物甾醇的抗氧化特性 那么至少解决了抗氧化剂发展稳定性问题 植物甾醇的体内抗氧化作用环节也有望获得圆满解决当前已明晰 皮质类甾醇是一种体内抗氧化剂 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与抗氧化资源丰富的海洋生物中含有与陆地生物不同的甾核 已鉴定的海洋甾醇达160种 它们是否也具有与陆地生物所含甾醇清除自由基效应 尚需进一步研究植物甾醇与其他天然抗氧化剂的协同效应也值得关注和研究 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与心血管系统现已有以植物甾醇为主成分的临床药物用于动脉粥样硬化 高血脂症 冠状动脉硬化性心脏病 胸闷 心悸等心血管障碍的防治 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与心血管系统植物甾醇和植物甾烷醇各个体组分对胆固醇的阻抑效果存在差异阻抑有效性与机体日摄取胆固醇量密切相关 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与心血管系统近几年来 芬兰 美国 荷兰 英国等国家相关机构多已认可植物甾醇的安全性 并正在系统深入地开展它对心血管疾病防治作用机制的研究工作 植物甾醇的应用基础研究 植物甾醇与心血管系统世界绝大多数研究机构的结论认为 若只经口服 植物甾醇和植物甾烷醇对人体健康没有危害许多临床观察没有显示负面作用即使在高剂量摄入情况下 也没有观察到毒性 而且它们在胃肠道吸收率极低 植物甾醇的开发和应用研究现状 植物甾醇资源的调查与开发我国是油料生产 制油和油脂消费大国 油脂工业副产物中蕴藏着极为丰富的植物甾醇资源目前 国际上商品植物甾醇的70 以上来源于大豆油脱臭馏出物除了传统的主油料产品大豆 菜籽 棉籽等资源外 米糠亦是亟需大力开发利用的植物甾醇资源 植物甾醇的开发和应用研究现状 植物甾醇资源的调查与开发许多野生油料作物资源也应引起重视和关注特别值得指出的是 具有中国特色的中草药中有许多富含植物甾醇而且对药效有较确切的贡献 例如天门冬 黄柏 蒲黄 冬虫夏