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1、1原花青素抗氧化活性的相关研究【摘要 】 原花青素(Procyanidins，PC)是从多种植物中提取的一类物质。具有多种生物活性，是一种很强的抗氧化剂，能清除自由基抑制脂质过氧化发生，PC 的低聚体发挥了重要作用。本文主要从与 PC 抗氧化活性有关的研究加以综述。 【关键词】 原花青素低聚体抗氧化保护Antioxidant activity of procyanidins and its related study KEYWORDS: procyanidins; oligomeric; antioxidation; protection0 引言原花青素(Procyanidins,PC) 是植
2、物王国中广泛存在的一大类多酚类化合物的总称，起初统归于缩合鞣质或黄烷醇类，随着分离鉴定技术的提高和对此类物质的深入研究与深刻认识，现已成为独树一帜的一大类物质并称之为原花青素。原花青素主要分布在葡萄、2银杏、大黄、山楂、小连翘、花旗松、日本罗汉柏、白桦树、野草莓、海岸松、甘薯等植物中，但研究发现葡萄籽提取物中原花青素的含量最高。20 世纪 80 年代以来，人们对数十种植物的原花青素低聚体和高聚体进行了生物、药理活性的研究，发现原花青素是一种很强的抗氧化剂，具有抗氧化、抗肿瘤、保护心血管等多种生物学活性。1 原花青素抗氧化性与结构的关系原花青素呈粉末状，易溶于水、乙酸、乙醇、丙酮等溶剂。原花青素
3、由不同数量的儿茶素或表儿茶素结合而成，最简单的是儿茶素、表儿茶素或儿茶素与表儿茶素形成的二聚体，此外还有三聚体、四聚体等直至十聚体。按聚合度的大小，通常将二四聚体称为低聚体，将五聚体以上的称为高聚体。在各类原花青素中，二聚体分布最广，研究最多，是最重要的一类原花青素。原花青素之所以表现很强的抗氧化作用，由于 B 环上具有相邻二酚羟基广泛的电子非定域化，使得相应的氧化形式另外获得稳定状态。另外，在其高分子结构中，几个与 O 原子邻位的二羟酚基使得原花青素充分与金属离子(Fe(III)， Cu(II)，Al(III) 及蛋白结合，络合作用的贡献在于阻止了催化自由基反应的金属离子的活性，这是原花青素
4、具有营养和生物学价值的主要特征1。3黄烷间的连接类型(C4 与 C6 结合，C4 与 C8 结合) 对原花青素捕获自由基抗氧化有很大影响，提示原花青素在水溶液中所采取的构象不同影响了它们的亲水特性，因而影响了它们与水相和脂质相中过氧化氢的相互作用2。二聚体中，因两个单体的构象或键结合位置的不同，可有多种异构体，已分离鉴定的 8 种结构形式分别命名为 B1B8，其中，B1 B4 是由 C4C8 键合，B5B8 由C4C6 键合。Faria 等3 通过监测耗氧量和测量共轭双烯的形成评价原花青素 5 种不同结构成分 (单体，直到五聚体) 的抗氧化能力，被实验的成分都能通过增加氧化作用的诱导时间来保护
5、细胞膜对抗过氧化氢自由基的损害。这种作用效果呈增加趋势，直到二聚体作用最强，之后可能由于空间位阻现象的存在，随着结构复杂性的增加抗氧化作用降低。而 Silva 等2通过研究低聚原花青素抗氧化性能与结构的关系显示，随着由单体构成的二聚体、三聚体等聚合度的增加，抗氧化活性也随之增加。可能是自由羟基和氢原子数量的增加，提高了水相中抗氧化剂的功效；随着聚合度的增加，这些化合物对脂质相的分配系数也增加。2 原花青素在体内的吸收代谢原花青素在营养学中备受关注，尤其在西方饮食中，因为它占人们摄入酮类中的一大部分，对人体健康很有帮助。然而人们仍不是4很清楚在体内发挥有益作用的究竟是原花青素的单体、低聚体，还是
6、肠道微生物的芳香族酸的衍生物。围绕这个争论，Garcia 等4 用一种合成的低聚原花青素(包含由乙基桥联的表儿茶素单位)喂养雄性 Wistar 大鼠(200 mg/kg 体重) ，这种合成的原花青素(synthetic PC ，SPC)还包括二聚体、三聚体、四聚体。食入 1h 后，在血浆中检测出四甲基化二聚体原花青素(TDPC)，食用 2h 后，血浆中达最高浓度(14 mg/L)，同时肝脏中每克组织中也含有 15 mug 的TDPC。研究表明，口服二聚体原花青素能很快吸收，并在体内甲基化。该实验是首次在血浆和肝脏中检测出甲基化的二聚体原花青素。Garcia 等认为，血浆和肝脏中的 TDPC 发
7、挥了激素样效应，且在原花青素和富含原花青素的食物中，原花青素二聚体是最佳的生物活性物质。在 Shoji 等5分析苹果原花青素的吸收情况时也证实了原花青素低聚体能很快被大鼠吸收，直接参与体内的生理功能，且多聚体原花青素影响低聚体的吸收。Tsang 等6 将葡萄籽提取物包括儿茶素、表儿茶素，原花青素的二聚体、三聚体、四聚体和多聚体喂养大鼠，24h 后检测肝、肾、脑和胃肠道以及收集血浆、尿和排泄物，高效液相色谱法分析它们的黄烷-3- 醇含量。食入 1h 后，少量的黄烷-3-醇从胃排空到十二指肠，很大程度地到达回肠，2h 后进入盲肠， 3h 后有相对较少量的被检测到进入结肠。胃肠道，以及胃肠外的葡萄籽
8、提取物黄烷-3-醇和仅能示踪的原花青素，还不能证明原花青素是在胃肠道解聚释放5出黄烷-3- 醇。特别是在血浆中含有较多的儿茶素葡糖苷酸和甲基化葡糖苷酸代谢产物，在肝、肾中也检测到这些物资，尿液中也表现有这些物资以及硫酸盐代谢物，和少量原花青素二聚体 B1， B2， B3 和 B4，以及三聚体 C2 和未知的原花青素三聚体。24h 后在尿液中检测出的儿茶素和表儿茶素代谢物的量分别是摄入单体量的 27% 和 36 %，此水平与其他研究者报告的结果也相一致，该结果显示，葡萄籽提取物中的原花青素低聚物食入后在任何程度上没有解聚成单体形式。还没有充分的分析数据能证明在脑中有黄烷-3-醇代谢物存在。3 原
9、花青素抗氧化性的药理作用原花青素可提供猝灭多种活性氧自由基所需要的氢(H)，对能引起生物组织膜因发生过氧化作用而导致结构和功能损伤的羟(OH)自由基等有明显的清除作用，从而起到对生物器官的保护作用。3.1 抗脂质过氧化和清除自由基作用 许多研究证明，原花青素具有很强的抗氧化活性，是一种很好的氧自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂。Bagchi 等7用小鼠进行体内实验，用葡萄籽提取物原花青素、VC、VE 琥珀酸盐(VES),-胡萝卜素对 TPA(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate ，12-O-十四烷酰佛波醇-13-醋酸盐)诱导的肝、脑组织中脂质过氧化的保护作用进行
10、了比较，发6现在 100 mg/kg BW 剂量下原花青素、VC、VES、-胡萝卜素均可降低 TPA 诱导产生的活性氧簇，使用腹腔巨噬细胞发光法降低率分别为 70 、18 、47和 16 ，使用细胞色素还原法降低率分别为 65 、15 、37 和 19 ，同时还发现原花青素对于抑制 TPA 诱导的脂质过氧化反应以及腹腔巨噬细胞活性氧的产生，具有剂量反应关系。结果表明，葡萄籽提取物原花青素可对氧化损伤起到保护作用，且保护作用优于其它抗氧化剂。此外，Bagchi 等8的体外试验也获得了相似的结果。我们分别使用化学发光法和细胞色素 C 还原法测定了葡萄籽提取物原花青素、VC、VE 清除超氧阴离子自由
11、基和羟基自由基的能力。结果表明，原花青素对自由基的抑制具有浓度反应关系，在 100mg/L 的浓度时，原花青素对超氧化阴离子和羟基自由基的抑制能力分别为 78和 81 ；同等条件下，VC 抑制上述两种自由基的能力分别为 12和 19 ，VE为 50 和 75 ，说明原花青素是一种比 VC、VE 更强的自由基清除剂。Simonetti 等9 评价体外补充葡萄籽提取物原花青素对有氧化应激者的影响，10 名健康自愿者每日口服 110mg 原花青素 30d，服用前后抽取静脉血，比较发现，总抗氧化能力以及血浆中 -生育酚浓度没有改变，而红细胞膜中 -生育酚浓度从 1.80.1 增加到2.80.2 mg/
12、g，DNA 被氧化的淋巴细胞从 7.232.47 减少到2.340.51，并且红细胞膜中脂肪酸的构成变为高水平的不饱和脂7肪酸。结果表明，服用原花青素可发挥在体内的抗氧化保护作用，可节约体内脂溶性维生素 E，减少淋巴细胞 DNA 的氧化损伤。Nuttall 等10通过临床研究葡萄籽提取物原花青素对血浆总抗氧化能力(TAC)、VC、VE 水平的影响，对 20 位自愿者采取随机单盲、安慰剂对照研究，让受试者服用含 300mg 原花青素的胶囊 2 颗或安慰剂连续 5d，5d 后采集血样，间隔至少 2wk 后重复研究。结果显示，血浆中 VC、VE 的含量没有变化，而 TAC 水平提高，第 5d时，TA
13、C 从 408.122.9 提高到 453.3453.3。研究表明，葡萄籽提取物原花青素能提高血浆 TAC，但其临床应用还需进一步随机实验研究。3.2 保护细胞作用 许多原发性、进展性退行性疾病被认为与过度的过氧化反应有关，Zhu 等11研究了从可可提取物儿茶素、表儿茶素、原花青素低聚物对自由基引起的小鼠红细胞溶血的影响，体外研究发现，儿茶素、表儿茶素、原花青素低聚物在2.540mol/L 时存在剂量依赖性保护作用，其中二聚体、三聚体、四聚体表现出最强的抑制作用：10mol/L 时，对溶血抑制率分别是 59.4%， 66.2%， 70.9%；20 mol/L 时，84.1%， 87.6%， 8
14、1.0%； 40mol/L 时，90.2% ， 88.9%， 78.6%。之后进一步研究，A 组：用 100mg 原花青素给小鼠灌胃； B 组：对照组，灌生理盐水。测血浆总抗氧化能力，发现 A 组灌胃后 30240min 时血浆抗氧化能力明显提高 (P 0.05)，红细胞抗溶血能力增强(P 8 0.05)。同时将 A 组小鼠的红细胞与 B 组小鼠的血浆混和，发现 A 组小鼠红细胞的抗溶血能力增强；将 A 组小鼠的血浆与 B 组小鼠的红细胞混合，发现 B 组小鼠的红细胞抗溶血能力也增强。结果表明，可提取物儿茶素、表儿茶素、原花青素低聚物具有很强的细胞膜保护作用。Roychowdhury 等12通
15、过体外细胞培养研究葡萄籽提取物原花青素对神经小胶质细胞氧化应激的保护作用，结果显示，用50mg/L 的原花青素处理过的神经小胶质细胞对 H2O2 的耐受性提高，分析表明，原花青素减低了神经小胶质细胞内 NO 的产生，同时，在 NO 产生时，葡萄籽提取物原花青素可提供对细胞内GSH(还原型谷光苷肽) 的保护作用，因而提高了 H2O2 损伤后细胞的活性。Lu 等13 通过致癌物质 PMA (phorbol-12-myristate-13-acetate，12-十四酸佛波酯-13-乙酸盐)损伤模型研究葡萄籽提取物原花青素对肝细胞的保护作用，单细胞凝胶电泳显示，原花青素能有效保护 PMA 引起的 DN
16、A 损伤，抑制 PMA 介导的 H2O2 产生，另外还可抑制肝线粒体脂质过氧化反应，保护肝线粒体SOD(超氧化物歧化酶) 活性及降低 MDA(丙二醛)的含量。Li 等14还将葡萄籽提取物原花青素对氧化损伤后的细胞的程序性死亡及线粒体跨膜电位的影响进行研究，将离体大鼠胸腺细胞 H2O2 损伤后，流式细胞计量法检测，细胞程序性死亡及线粒体跨膜电位分别是(29.533.8) %和(27.242.2) %，用浓度为 50mg/L 的原花青素处理后，检测值分别是(8.611.2)% 和(87.554.7) %，两实验组差别9有显著性,表明葡萄籽提取物原花青素能抑制氧自由基损伤后的细胞程序性死亡及降低线粒体跨膜电位。3.3 抗肿瘤作用 原花青素能与蛋白结合并改变其结构，因而能调节代谢途径中关键酶和蛋白活性。另外原花青素影响氧化还原反应敏感的信号传导途径，改变其基
