脂质的氧化和抗氧化作用的研究进展

精品文档 1欢迎下载 脂质氧化和抗氧化作用的研究进展脂质氧化和抗氧化作用的研究进展 摘要 摘要 过氧化脂质在生物体内积累可以破坏细胞结构和正常的生理功能 抑制脂质过 氧化最有效的手段是使用抗氧化剂 而生物抗氧化剂对预防多种疾病的产生有积极作用 本文综述了近年来脂质过氧化和抗氧化作用的研究进展 并介绍了几种常见生物抗氧化剂 的抗氧化协同作用 关键词 关键词 脂质过氧化 抗氧化 生物抗氧化剂 协同作用 TheThe ProgressProgress inin thethe ResearchResearch ofof LipidsLipids PeroxidationPeroxidation andand AntioxidativeAntioxidative EffectsEffects AbstractAbstract Peroxide lipid can give rise to functional and morphologic disturbances in cells and develop a number of tissue injuries The incorporation of antioxidants is effectively helpful in retarding the oxidation of lipids A large body of the literature supports the notion that antioxidants play an important role in preventing many human diseases In this article the current understanding and recent progress in the lipid peroxidation and antioxidant effects are summarized and introduces antioxidant synergistic effects of some normal biological antioxidants KeywordsKeywords lipid peroxidation biological antioxidants antioxidative synergistic effects 1 1 前言前言 脂质又称类脂或类脂物 是从动植物体内萃取出的一大类油溶性物质的总称 是食品 中不可缺少的重要成份 对大多数脂质而言 其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯 1 油 脂和富含油脂的食品如果长时间地暴露在空气中 易被氧化 生成有害人体健康的物质 这不仅损害了食品的风味 对人体健康也是一种危害 目前 越来越多的人关注如何抑制 脂质过氧化过程 并不断地研究各类抗氧化剂的作用和功能 为防止脂质氧化 最简便易 行的是添加抗氧化剂 理想的抗氧化剂应当是安全无毒 低浓度即有效 易于混合 在最 终产品中稳定 2 2 脂质的氧化作用脂质的氧化作用 2 12 1 脂质过氧化的反应机理脂质过氧化的反应机理 脂质过氧化 Lipid Per oxidation 简称 LPO 作用在有空气存在的情况下有三种类 型 自由基氧化 酶氧化和非自由基非酶促氧化 2 以上三种氧化反应的机理各不相同 同一类型的脂肪酸酯可能分别进行以上三种不同的链式反应 所生成的不饱和氢过氧化物 的结构也各不相同 其基本反应机理如图 1 所示 3 精品文档 2欢迎下载 H O O O2 O2 cyclize OX O2 RH cyclize O2 RH M multiple products O O multiple isomer isoprostanes H H O O MDA H HH H H OOH OOH 1 2 3 4 6 7 HOO O O OO RH 5 OO OOH 图 1 脂质过氧化的反应机理 2 22 2 自由基 活性氧基团和氧化应激自由基 活性氧基团和氧化应激 在正常情况下 人体内的自由基总是处于不断产生和不断消除的动态平衡之中 如果 自由基产生过多或清除过少 就会对细胞造成伤害 这些自由基主要是氧自由基 Oxygen Free Radicals 简称OFR 如超氧阴离子自由基 O2 过氧化氢 H2O2 羟自由基 OH 脂质过氧自由基 ROO 和单线态氧 1O2 它们是细胞有氧代谢的副产物 4 自 由基大约与70多种疾病有着直接或间接的联系 活性氧基团 Reactive Oxygen Species 简称 ROS 是在活体内的有氧代谢过程中通 过与 O2的不完全反应而生成的 5 ROS 几乎能进攻所有的细胞结构或分子 从而引起机体 的损伤 如脂质过氧化 蛋白质的氧化 DNA 碱基修饰及 DNA 双链的断裂等 外界因素如紫外线辐射 离子辐射 化学致癌物的吸入 吸烟均能引发有机体内的氧 化应激 6 氧化应激是指机体内氧化增强剂 抗氧化剂之间的平衡向氧化增强的方向变化 当氧自由基或活性氧基团进攻体内自身的抗氧化防御系统时 氧化应激便产生了 而且可 以使脂质 蛋白质和核酸等大分子受损 3 3 脂质的抗氧化作用及抗氧化剂的协同作用脂质的抗氧化作用及抗氧化剂的协同作用 3 13 1 脂质的抗氧化作用脂质的抗氧化作用 在脂肪 油脂或含脂肪和油脂的食物中加入抗氧化剂对延迟脂质氧化是有效的 在机 体中 有一套有效的抗氧化防御系统来防止氧及其代谢物对机体的毒性效应 包括 1 预防性抗氧化剂 清除活性氧 防止自由基反应 如超氧化物歧化酶 SOD 过氧化氢酶 CAT 谷胱甘肽过氧化氢酶 GSH PX 和细胞色素氧化酶 7 等 2 自由基链反应阻断 精品文档 3欢迎下载 剂 能阻断脂质过氧化链反应 如胡萝卜素 维生素 C 等 这类物质具有还原性 能抑制 自由基链反应的启动 阻止自由基反应的传播 终止自由基反应 3 具有氧化金属离子 活性的蛋白性抗氧化剂 如铜蓝蛋白 乳铁蛋白 转铁蛋白等 8 研究发现 维生素 胡 萝卜素等 金属离子如锌等 酶类如谷胱甘肽 超氧化物歧化酶 SOD 等均能阻止自由基的 形成 对抑制退行性疾病起着重要的作用 9 目前重要的生物抗氧化剂有 VE VC 胡萝卜素 茶多酚 番茄红素 类黄酮 花 青素 绿原酸和香料提取物等 这些生物抗氧化剂的抗氧化机理分为以下三类 1 抑制 由过渡金属引发的自由基产物的产生 2 捕获脂质过氧化链式反应中产生的自由基 减 少脂质过氧化反应链长度 3 以上两种机理的混合作用 即既可以抑制过渡金属引发的 自由基的产生 又可以抑制自由基链反应 10 3 23 2 几种常见生物抗氧化剂的协同作用几种常见生物抗氧化剂的协同作用 协同作用是指两种或两种以上抗氧化剂混合使用 抗氧化效果超过了单独使用一种抗 氧化剂的抗氧化效果的加和 3 2 13 2 1 VCVC 的协同作用的协同作用 VC 是人体内重要的水溶性抗氧化物质 VC 在体内消除自由基过程的能力和速度随其所 处的环境不同而不同 研究发现 在 VC 和 生育酚自由基 VE 共同存在的均一溶液中 VC 可以通过将 VE 还原 使 VE 再生而加强 VE 的抗氧化作用 即 VC 抑制 VE 消耗 3 2 23 2 2 VEVE 和和 胡萝卜素的协同作用胡萝卜素的协同作用 VE 与 胡萝卜素同时使用时 在抑制脂质过氧化方面存在明显的协同抗氧化作用 但是 它们之间的协同抗氧化作用 并不是简单的一方保护一方 而是在发挥抗氧化作用 的过程中 胡萝卜素首先被脂质过氧化过程中生成的 LOO 自由基所氧化 并断裂得到两 分子视黄醛 进而由视黄醛与 VE 发生协同抗氧化作用 即 胡萝卜素与 VE 之间的协同抗 氧化作用是通过视黄醛间接实现的 3 3 33 3 3 茶多酚的协同作用茶多酚的协同作用 茶多酚 TP 是从低档茶叶中提取出来的天然无毒且高效的复合型生物抗氧化剂 是 一类存在于茶树中的多羟基酚类化合物的混合物 茶多酚各组分之间存在协同作用 与 VC VE 类胡萝卜素及谷胱甘肽等抗氧化剂也存在协同作用 这一作用是通过基于氧化还 原电位的偶联氧化机理 一方面偶联作用降低了直接反应的两种物质间的电位落差 使反 应易于进行 另一方面 偶联的抗氧化剂油水分配系数互为补充 在体系中合理分布 充 分发挥每一种抗氧化剂的功能 因而茶多酚的协同作用大大增强了抗氧化效果 4 44 4 黄酮类化合物的协同作用黄酮类化合物的协同作用 当类黄酮与 VE 一起存在于磷脂双分子层溶液中时 类黄酮使 VE 获得再生 研究表明 11 榭皮素等类黄酮物质在胶粒溶液中能使 VE 再生 有实验研究了柠檬酸 酒石酸 抗 坏血酸对黄酮提取液的抗氧化增效作用 结果发现它们均有增效作用 增效作用的顺序为 酒石酸 抗坏血酸 柠檬酸 由此可见 复合生物抗氧化剂在发挥抗氧化作用时 各组分间发生一系列复杂的反应 表现为协同增效的作用 从而提高其抗氧化能力 目前 越来越多的人开始利用已有的合 成抗氧化剂与生物抗氧化剂复配 生物抗氧化剂之间的互配 生物抗氧化剂与增效剂配合 使用等方法使生物抗氧化剂发生增效作用 减少合成抗氧化剂的用量 4 4 结论结论 随着抗氧化理论的研究工作的深入 生物抗氧化剂的应用取得了可喜的进展 尤其是 应用到各种保健食品和功能性食品中 更具又很好的前景 另外 随着自由基医学的深入 研究 对由氧化而引起疾病的机理会更加清楚 也会开发出结构和性能独特的无毒副作用 精品文档 4欢迎下载 的抗氧化剂 进一步推动自由基化学及医学的发展 为人类战胜疾病作出贡献 参考文献参考文献 1 王镜岩 朱圣庚 徐长法等 生物化学 高等教育出版社 2 Niki E Lipid peroxidation and its inhibition overview and perspectives J Oleo Sci 2001 50 5 313 320 3 Marnett L J Lipid peroxidation DNA damage by malondialdehyde Mutation Research 1999 424 83 95 4 Zwart L L John H N Meerman JanN M Commandeur Nico P E Vermeulen Biomarkers of free radical damage applications in experimental animals and in humans Free Radical Biology Meaicine 1999 26 1 2 202 226 5 Park J U Yang J H Yoon S J et al Lipid peroxidation mediated cytotoxicity and DNA damage in U937 cells Biochimie 2003 84 1198 1204 6 Bartsch H Nair J Ultrasensitive and specific detection methods for exocylic DNA adducts markers for lipid peroxidation and oxidative stress Toxicology 2000 153 105 114 7 Park J U Yang J H Yoon S J et al Lipid peroxidation mediated cytotoxicity and DNA damage in U937 cells Biochimie 2003 84 1198 1204 8 孙存普 张建中 段绍瑾 自由基生物学导论 合肥 中国科学技术大学出版社 1999 15 9 Halliwell B Gutteridge J M C Cross C E Free radicals antioxidants and human disease where are we now J Lab Clin Med 1992 199 598 620 10 Lima VR Morfim MP Teixeira A et al Relationship between the action of reactive oxygen and nitrogen species on bilayer membranes and antioxidants Chemistry and Physics of Lipids 2004 132 197 208 11 Mukaiu K A ki