维生素E在油脂中的抗氧化与促氧化作用研究进展.doc

食品化学课程论文 题 目维生素E在油脂中的抗氧化与促氧化作用研究进展姓 名费鹏学 号2013309010006专 业食品科学评 分指导教师谢笔钧职 称教授中国武汉二一三 年 十二 月维生素E在油脂中的抗氧化与促氧化作用研究进展 摘要：维生素E是一种极好的天然抗氧化剂 它不仅可以防止不饱和脂肪酸的氧化，保护DNA和染色体免受破坏，而且可以提高动物的免疫功能，但近年来越来越多证据表明，该类杭氧化物质在一些条件下表现促氧化作用。本文就维生素E的抗氧化与促氧化作用进行了综述，为维生素E的科学利用提供参考。 关键词：维生素E；抗氧化作用；促氧化作用Abstract: Vitamin E is a kind of good natural anti-oxidoreductase. It can not only prevent the oxidation of unsaturated fatty acid, keep the DNA and chromosome from destroying, but also improve animals immunity. However, a growing body of evidence showed that these oxidants exerted pro-oxidative effects in some cases. The potential mechanism involved in anti/pro-oxidative effect are summarized in this review. Keywords: Vitamin E; anti-oxidative effect; pro-oxidative effect 维生素E (Vitamin E，VE)，又称生育酚，是人们最早发现的维生素之一，是具有抗氧化活性的生育酚 (tocopherols)和生育三烯酚 (tocotrienols)的总称，各有，和4种衍生物，如图1所示。不同于其他维生素，只有唯一的化学结构，维生素E的类型很多，但基本结构都是6-羟基氧杂萘满结构和1个含有16个碳的侧链，是甲基化了的母育酚的衍生物，因甲基数目和位置不同而分为，和4种。生育酚的侧链不含不饱和双键，而生育三烯酚的侧链含有3个不饱和双键，分别在3，7，11位碳上。天然维生素E广泛分布于动植物组织中，尤其是植物油，其次为动物油，如麦胚油、棉籽油、菜籽油、花生油、芝麻油以及油脂加工产物脱臭馏出物1，以-生育酚最丰富，生物活性最强，其在植物及油脂中的含量与分布见图2，32。一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一图1 生育酚与生育三烯酚的化学结构图Fig. Chemical structure of tocopherols and tocotrienols 图2 维生素E的天然来源Fig. 2 Natural source of vitamin E 图3 生育酚和生育三烯酚的天然来源Fig. 3 Natural source of tocopherol and tocotrienol1922年，美国加利福尼亚大学Herbert Evans和他的助手Katharin Bishop组成的研究小组，在研究饲料中各种营养素的作用时，发现了一种能有助于恢复生育功能的脂溶性物质，当时称该物质为维生素X3。1924年，阿肯色大学的Sure首次命名为维生素E。1936年，Evans从小麦胚芽油中分离出两种具有维生素E活性的化合物4，由于化合物功能与生育有关，故命名为生育酚，英文名为tocopherol，取自希腊词“Tocos”(后代)和“Pherein”(生育)，意为生育后代，因此他们将这两种化合物分别命名为生育酚和生育酚。第二年，Evans从食用植物油中分离得到了另外两种生育酚，即生育酚和生育酚3,4。在1937-1938年间，化学家Ferinholz首次提出了生育酚的准确结构式，即其化学结构式为氧杂萘满(Chroman)的衍生物；1938年，瑞士化学家Kaurr首次合成了维生素E；1964年，Ha维生素Ea Brasiliensis从一种橡胶植物中分离出与生育酚类似结构和功能，在Nature上发表文章并将其命名为生育三烯酚(tocotrienols)，也被归入维生素E。1968年，美国食品和营养委员会正式确定维生素E是人类营养的必须成分5。早期，维生素E并没有引起多大关注，直至20世纪8090年代，其降胆固醇和抗癌功能被发现，随后迅速得到世界各地学者的大量研究。随着近代医学和营养学的发展，使人们对维生素E有了更为全而的了解。体、内外的实验表明，维生素E是非常重要的阻断自由基链式反应的抗氧化剂，不但能够预防和减轻体内细胞膜脂质过氧化物的破坏，保持组织的完整性以及在生命活动中起着极其重要的作用，具有防癌、抗衰老等功能；而且能够有效的抑制油脂的氧化，防止油脂酸败。1. 维生素E的抗氧化作用机体内基因的损伤有可能导致许多疾病的发生，例如：心血管疾病、老化和神经性疾病等。维生素 E作为一种天然的抗氧化剂能有效地阻断自由基链式反应的扩增,维生素 E本身被氧化分解，是最有效的脂质过氧化的清道夫，通过钝化过氧化自由基的活性或与脂质过氧化自由基反应抑制脂质过氧化作用。维生素E不但有中断氧化游离基的作用，而且能够猝灭单线态氧，从而提高对脂质的抗氧化能力。维生素作为油脂的抗氧化剂，通过与脂肪酸的过氧化基团ROO反应，生成化合物ROOH 及不引起链传播的游离基，从而阻止链反应的进行6,7。维生素E可以清除能引起有机体基因突变从而导致肿瘤、老化和神经系统紊乱的自由基和活性氧，具有显著的抗氧化、消除体内自由基、消除性功能障碍、促进血液循环、防止早衰、预防癌症和提高机体免疫力等功能。细胞中补加维生素E可以减少H202诱发产生的HO-数量和DNA链的断裂，降低DNA碱基对的改变。1.1 维生素E的对油脂抗氧化机理1.1.1 阻断链式反应维生素E具有抗氧化性，一般认为是因为它是属于酚类化合物，其氧杂萘满环上第六位的羟基是活性基团，能够释放其羟基上的活泼氢，捕获自由基，从而阻断自由基的链式反应。在有空气存在的情况下，油脂的氧化反应主要有自动氧化、光氧化反应、酶催化反应、金属催化氧化反应四种类型。其中自动氧化是食用油脂和油基食品品质劣变的最主要原因，脂类的自动氧化极为复杂，从理论上，它是一个自由基链式反应。有几个事实证明了这个结论8：（1）不饱和脂肪酸的自动氧化产物是氢过氧化物；（2）自由基的清除剂能阻比或延缓脂类的自动氧化；相反，自由基的诱发剂能加速自动氧化反应；（3）90%以上的亚油酸自动氧化产物共扼化了，且其中一个双键变成了反式；（4）电子旋转共振光谱仪(ESR)能直接地测出自动氧化过程中自由基的存在。经研究总结证明此反应有下列三个阶段：1）链的引发 RH R RH + O2 R+ HO2 R+ O2 ROO2）链的增加与传递 ROO + RH ROOH + R ROOH RO + OH ROOH + RH RO+ R+ H2O RO + RH ROH + R3）链的终止 R+ R RR R+ ROO ROOR ROO + ROO ROOR + O2 上式中，RH为油脂中所含的不饱和组分，H为双键两旁与碳原子结合的氢原子，受氧攻击脱落形成R(脂质自由基)，开始了油脂的自动氧化反应；接着氧分子与游离基R结合生成过氧游离基(ROO)；然后夺取另一RH的氢原子而生成ROOH（氢过氧化物）和新的R；生成的ROOH很容易发生各式各样的分解反应，生成RO和HO，而其分解产物都是非常活泼的自由基，与RH反应均能生成R；式(5)和(6)所生成的R又重复(2)-(4)，如此循环不止；而各种自由基连锁反应的结果使ROOH不断积累，而完好的RH不断减少，最后因各种自由基相互结合为稳定的化合物而使反应终止。基于油脂自动氧化的自由基链式反应，在油脂中加入微量的维生素E，其氧杂萘满环上的第六位羟基可以提供氢原子，与R00(或R)结合形成稳定的化合物，而自身形成较稳定的生育酚游离基阻断此链式反应6, 9：ROO(RO、HO等) + AH ROOH + A (AH为抗氧剂)。维生素E抗油脂氧化过程如图4所示：图4 维生素E抗油脂氧化过程Fig. 4 The process of Vitamin E protecting oil from oxidation根据文献报道10,11，在膜脂质氧化模型中，维生素E有一部分会转化为醌结构，其转变过程有可能通过生育酚自由基在氧杂萘满环上的C-C链断裂，并在断键处结合上OH而形成醌结构。Shi等12应用量子化学方法，对量化而抑制自由基对脂质的攻击，指数的分析，结合ESR测定，证明天然维生素E抗氧化作用机制有两种类型：一种是通过释放活泼氢与ROO(或者RO)自由基结合，从而抑制脂质过氧化的自由基链式反应；另一种是通过生育酚自由基氧杂萘满环上O-C键断裂，结合OH，直接清除自由基。而多数情况下，维生素E的抗氧化作用是与脂氧自由基或脂过氧自由基反应，向它提供H，使脂质过氧化链式反应中断，从而实现抗氧化效果。1.1.2 猝灭单线态氧此外，由于单线态氧分子(1O2)与油酸醋及亚油酸醋的反应速度常数约为1.0105m-1s-1，而1O2与生育酚的反应速度常数为1.0106-3.0106m-1s-1 (在不同的溶剂中)，是前者的100倍左右，因而生育酚具有淬灭单线态氧的能力10，从而保护不饱和脂质免受单线态氧损伤；还可以被超氧阴离子自由基和羟基自由基氧化，使不饱和油脂免受自由基的进攻8。1.2 维生素E的氧化分解机制维生素E作为一种天然的抗氧化剂能有效地阻断自由基链式反应的扩增，维生素E本身被氧化分解。长期以来，人们更多地注意维生素E的抗氧化性能，而对维生素E本身的氧化分解机制却很少了解。早在20世纪50年代，Sinon等18在尿样中分离鉴定了-生育酸(-tocopheronic acid)和-生育酸内酯(-tocopherono lactone)，它们是-生育酚在体内氧化分解的最终代谢物，分子结构见图4。由于Sinon等人的贡献，人们又把这两种代谢物称作Sinon代谢物，但是这两种最终代谢物从何而来？代谢机制又如何？一直悬而未决。图5 -生育酸和-生育酸内酯Fig. 5 -tocopheronic acid and-tocopherono lactone1.2.1维生素E苯并二氢吡喃母环分解机制20世纪末，Ham等14,15在以叔丁基过氧化氢溶液灌注小鼠肝脏诱导其中的脂质过氧化反应的实验中发现，叔丁基过氧化氢可诱导-生育酚氧化生成-生育酚醌、-生育酚氢醌、2,3-桥氧-生育酚酮或5, 6-桥氧-生育酚醌，提高-生育酚的灌注量可以明显降低肝脏由叔丁基过氧化氢引发的脂质过氧化反应水平。说明以生育酚与过氧化反应引发剂反应自身被氧化分解，从而抑制脂质过氧化反应扩增，通过分离检测相关的中问产物。以生育酚与过氧化自由基反应过程如图3所示。过氧化自由基与以-生育酚反应结果使以-生育酚的苯并二氢吡喃母环解环。上述产生的生育酚酮(tocopherolquinone)可以被NAD (P) H类还原酶还原成相应的生育酚氢酮( tocopherolhydroquinone) 16。据此，可以推测以-生育酚苯并二氢吡喃母环的降解是通过与自由基氧化反应生成相应的生育酚酮或生育酚氢酮，然后以以-生育酸或-生育酸内酯的形式排出体外完成。图6 维生素E苯并二氢吡喃母环分解机制Fig. 6 Mechanism of -tocopherol chroman degradation1.2.2 维生素E侧链基团降解机制 为了进一步揭示-生育酚的分解代谢机制，Schultz等17让受试人群过量服用天然-生育酚，结果在受试者的尿液中除了-生育酸和-生育酸内酯外还发现苯并二氢吡喃母环保存完好，植基侧链变短的-2-(2-羧乙基)羟基苯并二氢吡喃（简称-EHC)。说明-生育酚也可经过非抗氧化途径进行分解代谢。Schultz等18进一步的研究工作结果还表明，-EHC在缺乏氩气或氮气保护时可以转变为-生育酸内酯；直接向以-CEHC溶液通氧气也可使-EHC生成-生育酸内醋，说明-EHC在其苯并二氢毗喃母环被氧化后也可以Sinon代谢物的形式排除体外。由于只有当过量服用以生育酚后，以-CEHC才在尿样中出现，因此，-EHC又可以作为维生素E服用过量的指示物。尿液中生育酚分解代谢的主要代谢终产物，无论是苯并二氢毗喃母环降解的-生育酸或-生育酸内醋，还是苯并二氢毗喃母环完整的-CEHC，其侧链基团都变短了，说明维生素E在氧化分解后以-生育酸和-生育酸内醋形式，或小经过氧化分解途径以-EHC形式通过尿液排除体外之前其植基部分必须进行降解。维生素E的侧链基团是如何降解?Pope等19在分离鉴定维生素E的分解代谢产物中除了-生育酸内酯和-EHC外，还分离出一种结构与-EHC相似但比-CEHC多三个碳原子的-2-(4-羧基-4-甲丁基)羟基苯并二氢吡喃（简称-QVIBHC)。在侧链结构上，-CMBHC实际上比-CEHC多两个碳单位，因此推测-CMBHC是-EHC的前体，维生素E的侧链是按照-氧化途径进行降解。Schuelke等18也发现类似的结果。Birringer等20在培养肝细胞HepG2的培养基中添加100mol人工合成的-生育酚，结果发现除了-CEHC和-CMBHC外，还有一种比-CMBHC多两个碳单位的-2-(6-羧基-4-甲己基)羟基苯并二氢吡喃(简称-CMHHC)分泌到培养基中。这一实验结果进一步证实了维生素E的侧链是按照氧化途径进行降解的推测。他们的实验结果还证实-生育酚侧链降解最初是通过细胞色素P450介导的-氧化途径启动CYP细胞色素依赖型羟化酶催化-生育酚侧链末端羟基化反应，进一步被醇脱氢酶氧化成醛，继而被脱氢酶氧化成竣酸然后再通过-氧化途径进行进一步降解。最初Parker21等发现细胞色素P450家族(CYP)的CYP3A的抑制剂酮康唑能有效抑制小鼠肝细胞中生育酚侧链的降解，而细胞色素P450家族的其它酶系的抑制剂没有作用，因此他们认为生育酚侧链降解的-氧化途径启动是由CYP3A酶系催化进行。此后，Sontag等22进一步实验结果表明，真正启动维生素E侧链基团降解的不是CYP3A酶系，而是CYP4F2酶系，-生育酚侧链基团降解机制见图6。对于生育三烯酚的侧链降解，由于存在不饱和双键，因此除了需要启动-氧化和-氧化的酶外，还需要2, 4-二烯脂酞CoA还原酶，3,2-烯脂酰CoA异构酶、烯脂酰CoA水合酶、-羟脂酰CoA差向酶等额外酶系对不饱和双键进行降解。图7 -生育酚侧链基团降解机制Fig. 7 Mechanism of -tocopherol side chain degradation1.3 维生素E协同抗氧化1.3.1 维生素E与硒的协同抗氧化 硒与维生素E是公认的与机体抗氧化性功能有关的物质，缺硒或缺维生素E会导致机体抗氧化性能减弱，氧自由基增多，对机体造成损伤，补硒后则可得到纠正23。维生素E与硒在保持细胞膜免受损伤方面具有补偿和相互协同作用，维生素E位于细胞膜上，可清除细胞膜上的自由基，从而保护细胞膜免受自由基的攻击和过氧化损伤，是抗氧化的第一道防线、硒是谷光甘肤过氧化物酶(GSH-PX)的组成成分，GSH- PX存在于细胞液中，能中和穿过细胞膜进入细胞液的自由基，防止有害自由基对不饱和脂肪酸的氧化，是机体抗氧化的第二道防线。维生素E在膜上阻止膜脂质过氧化链反应减少氢氧化物的形成，而GSH-PX在胞液中分解形成的过氧化物，阻止羟自由基和单线态氧（1O2)的生成，所以，维生素E和硒是通过作用于不饱和脂肪酸过氧化反应链中不同的阶段而在抗氧化反应中起协同作用的。 硒与维生素E的协同作用主要表现在：硒可减少保护细胞膜所需的维生素E量；硒是维持胰腺正常生理功能所必需的微量元素，胰腺分泌的胰蛋白酶、胰脂肪酶有助于脂肪的消化吸收，从而提高维生素E的吸收利用率；血浆硒与血浆维生素E含量呈正相关，补硒有助于维持机体组织较高水平的维生素E；维生素E可维持体内硒活性，减少机体硒损失；维生素E是脂肪膜组分，可防比脂质氧化和活性氧化物（ROS）的产生，因此，在维生素E作用下清除ROS所需GSH-Px量减少，对硒需要量也随之减少24。 虽然硒和维生素E具有相同的生物学功能，但二者不可相互替换，因为其发挥功能的部位不同，维生素E在细胞外起抗氧化作用，而硒则是在细胞内。1975年Hoekstra提出，-生育酚像锯片那样固着在亚细胞膜，与不饱和脂肪酸形成松散的络合物，最后在细胞呼吸过程中代谢。同时GSH-PX可清除所有进入细胞或在细胞中产生的活性过氧化物。所以，对于缺硒症的动物进行治疗时，同时补充硒和维生素E可收到较好的效果。 在一定条件下，维生素E可替代部分硒的作用，硒对动物体有节省维生素E的效能，但不能完全替代维生素E。饲料中维生素E不足时，易出现缺硒症状，也只有硒充足，维生素E才能在体组织内起作用。在硒不足时尽管维生素E足量，也会有过量的过氧化物与不饱和脂类起化学反应而损害细胞，维生素E和硒两者任一种处于临界缺乏的情况下，可通过补充另一种来克服；但如果两者中有一种供给量低于临界值，则另一种即使过量也不能预防临床症状的发生。因此，在生产实践中，当向饲料中添加硒时，应同时添加维生素E。但硒与维生素E的摄入剂量应有一定限度，高硒摄入可减少大鼠肝脏内维生素A的含量，降低抗氧化酶活性，从而影响其氧化保护功能。单独高硒或维生素E会降低幼鼠的抗氧化活性，而维生素E能明显提高高硒情况下幼鼠体内抗氧化活性。高硒高维生素E时，硒和维生素E处于一种相互拮抗的关系25。维生素E和硒在防治某些营养缺乏病方而是不能相互替代的。例如:维生素E能治疗雏鸡脑质软化症，而硒无此功能；硒能防治雏鸡胰腺变性，缺硒时的生长发育受阻与谷肌甘肽过氧化物酶活性下降，而维生素E无此功效。1.3.2 维生素C、柠檬酸与维生素E的协同抗氧化性 维生素E-维生素C是一组相互增强的抗氧化剂。发生作用后新生成的生育酚自由基被抗坏血酸还原，抗坏血酸变成自由基26。以柠檬酸为增效剂，添加于猪油中后，维生素E的抗氧化性提高了，比单独使用时维生素E效果好；以柠檬酸或维生素C为增效剂添加于机榨菜籽油中，维生素E的抗氧化效果明显增高27。2. 维生素E的促氧化作用近年来，在对维生素E的抗氧化作用进行深入研究的同时，也有很多学者发现在在某些条件下，维生素E也可以加速脂类的自动氧化，成为一个促氧化剂。Weinberg等28研究发现，在吸烟者摄入的含高不饱和脂肪酸的饮食中，添加维生素E可提高受试者血清中的同型F2-前列腺素水平，表明添加维生素E可促进脂类氧化。Eder研究表明29，饲料中添加高剂量的维生素E (10000 mg/kg)引起大鼠红细胞中抗氧化酶(SOD，CAT等)活性下降且红细胞中谷胱甘肽浓度也下降；而另一小鼠试验发现，当接受饲粮添加(600 mg/kg)的维生素E达6周可诱导脂质过氧化，同时降低了血浆中SOD活性和GSH-PX活性30。体外细胞试验也证实31，在Cu2+诱导的低密度脂蛋白(LDL)氧化过程中，维生素E的水溶性同类物trolox的添加可起到抗氧化作用，但随着添加时间的延长，trolox却发生促氧化作用。2.1 维生素E促氧化作用的机理虽然目前对维生素造成维生素E促氧化作用的报道已有很多，但关于其发生的条件和机理，目前仍莫衷一是，甚至不同结构的维生素E所表现出的促氧化作用也不一相同，如Yang等在小鼠抗癌试验中发现，低含量的-生育酚抑制了小鼠的前列腺癌发病率，当其含量的-生育酚增加到一定程度，就会促进小鼠的前列腺癌发病，但-生育酚和-生育酚始终抑制小鼠癌症的发生。关于维生素E的促氧化机理，目前有以下的一些解释。2.1.1 反应动力学Bowry等32-34人从反应动力学的角度解释了维生素E的抗氧化与促氧化双重性质，-生育酚的促氧化作用示意图如图8所示： 图8 -生育酚的促氧化作用Fig. 8 Promoted peroxidation of -tocopherol当-生育酚浓度较低，如反应（1）与（4）所示，1个-生育酚分子通过提供电子清除2个自由基，但当-生育酚浓度很高时，-TO成为自由基激活剂，促进过氧化链式反应的传递，因为LOO大量消耗于与-TOH反应生成-TO，反应（4）被反应（1）抑制，无法形成稳定的化合物，而-生育酚和-生育酚由于在反应（1）中的反应常数远小于-生育酚（只有-生育酚的1/(10-100)）,因此不会发生过氧化反应。如图9所示，在-生育酚浓度很高的时候，其只表现为相传递和链传递功能：图9 -生育酚诱导的脂质过氧化反应Fig. 9 Tocopherol-mediated Peroxidation如图9中，反应（1）为整个循环的开始，-生育酚与自由基反应生成-TO，反应(2)、(3)、(4)反应了脂质过氧化的传递过程，当-生育酚含量很低而自由基含量很高时，反应(5)会成为主要反应，生成稳定化合物，-生育酚表现出清除自由基的作用；而相反的话，系统则主要发生反应(2)、(3)、(4)。图10反映了-生育酚浓度、自由基浓度、活性氧含量对-生育酚在脂质过氧化反应中的作用。图10 -生育酚在脂质氧化过程中的作用Fig. 10 Fig. 3. Pro- or antioxidant activity of -TOH during LDL lipid peroxidationWitting等指出当生育酚的浓度很高时，它可能分解烷基过氧化氢产生烷氧自由基，从而加速过氧化反应，成为一个促氧化剂。反应可能包括-生育酚与-生育酚自由基与过氧化亚油酸之间的两步双分子反应：-TOH + LOOHk1-TO+LO+H2O (5)-TO + LOOHk2-TOOH + LO (6)产生的烷氧基自由基进一步按(7)(10)式引发脂质的自动氧化，使耗氧量增加。LO + LHLOH + L (7)L + O2 LOO (8)LOO + LH LOOH + L (9)LOO+-TOH LOOH+-TO (10)当然，-生育酚的抗氧化反应（(10)式）也会同时发生，但总的动力学结果证明促氧化反应(5)-(9)式仍然是所研究的反应体系中决定反应动力学特征的反应。由于反应(7)-(9)式的速率远大于反应(5)-(6)式的速率，决定反应速率的是反应(5)-(6)式。因此，在过氧化亚油酸过量的条件下，总的反应表现出连续一级反应动力学特征。由(5)-(6)式可得出-生育酚和-生育酚自由基的动力学方程如下:d-TOH/dt = -k1-TOHLOOH (11)d-TO/dt = k1-TOHLOOH-k2-TOLOOH (12)将(12)式除以(11)式，有d-TO/d-TOH= -1 + k2-TO/k1-TOH (13) (14)将(14)式带入(12)式中整理，得到d-TO/dt=k1-TOHLOOH （15）通过对反应速率k1，k2进行测定和模拟，可以得到-生育酚自由基浓度达到最大值的时间，验证高浓度-生育酚对消除自由基反应的抑制的理论。2.1.2 金属离子的作用 在反应体系中如有多量的高铁离子(ferric ion, Fe3+)存在，维生素E能使其还原成为亚铁离子(ferrous ion, Fe2+)，Fe2+是一个很强的自由基反应激活剂，能从多个方面促进自由基反应。当反应体系中还存在有活性的维生素E时，仍表现为抗氧化作用，Fe2+的作用被掩盖，一旦活性维生素E被消耗完，Fe2+的作用显露，此时即表现为比无维生素E存在时更强的促氧化作用。Ohkawa报道了在铜离子催化脂质氧化的系统中，添加的-生育酚同样起到促氧化作用。2.1.3 调节酶活性有研究报道高剂量维生素E下调了抗氧化酶的活性，因而维生素E的促氧化作用可能与抗氧化酶的调节有关。Fukunaga35等人研究表明维生素E抑制了蛋白激酶C和二酰基甘油激酶，而蛋白激酶C可上调Mn-SOD蛋白44。因而，维生素E可通过信号通路下调抗氧化酶的活性，降低抗氧化防御进而促进了抗氧化。3. 小结在生物体内，天然维生素E能够阻断细胞膜脂质过氧化物的链式反应，从而使生物体细胞、组织、器官不会受到自由基的攻击，具有抗衰老、抗癌、抗肿瘤和防止心血管疾病等功能。在体外，天然维生素E主要用作油脂或者含油食品的抗氧化剂；维生素E营养丰富，适用于生产各种功能保健强化食品，特别是婴幼儿食品的抗氧化剂、营养强化剂；作为食用油脂抗氧化剂，维生素E有着很多优点，比如沸点高、热稳定性好，适应于需要加热保存的食品如方便而、人造奶油、奶粉等。但在很多条件下，维生素E又表现出促氧化性，此外，已被证明有抗氧化和促氧化双重性质的物质还包括A族维生素、维生素C、芦荟提取物、绿茶酚、槲皮素等。由此可见，绝大多数具有抗氧化作用的物质在其浓度或动物生理条件发生改变条件下也会表现出抗氧化促氧化转变的特点。生理条件下生成的微量ROS，是细胞生命中分子信号传导的重要信使。正常生理条件下细胞中低剂量的ROS处于平衡状态，并对维持细胞稳态和生理功能起着十分重要的作用。当通过基因敲除等多种方式诱发自由基清除功能的缺失或增加自由基的产生提高ROS的净生成，都会对动物和细胞造成健康损伤甚至引发死亡。反之，当在生理条件下添加抗氧化剂过度清除ROS，而导致氧化还原失衡，也可诱发细胞信号紊乱，触发机体中自我代偿性的促氧化系统的启动。即使在动物发生氧化应激条件下补充抗氧化剂，也需考虑剂量效应。有研究表明，大剂量补充抗氧化剂易导致患者死亡。由上可知，无论正常生理条件还是病理条件下大剂量补充抗氧化剂对机体是有害的，非氧化应激条件下抗氧化剂的补充也存在着促氧化的潜在可能。因而，无论在医学或动物生产中，明确试验对象的生理状态，以及确定适宜的剂量对抗氧化剂的抗氧化效应的发挥至为关键。关于抗氧化剂的促氧化机理研究目前仍处于探索阶段。大多抗氧化剂在清除自由基同时自身产生活性更强的不对称电子自由基，从而诱发氧化反应。但几乎所有抗氧化剂的促氧化作用都表现为下调抗氧化系统(酶促或非酶促)，这暗示着这些抗氧化剂可能通过影响自由基的清除功能，从而表现出促氧化作用。但目前尚不能回答的问题是，是否这些抗氧化物质都通过同一途径启动抗氧化系统的抑制作用?虽然动物遭受外来环境或病理等应激所诱发的促氧化研究已经引起研究者们的广泛关注，但对于外源抗氧化剂的促氧化转变尚未得到足够的重视，这对未来深人认识氧化应激及抗氧化研究具有重要的意义。 参考文献1 崔旭海. 维生素E的最新研究进展及应用前景. 食品工程, 2009, 1: 8-14.2 Aggarwal, BB, Sundaram, C, Prasad, S, Kannappan, R. 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