类黄酮百科名片类黄酮(Flavonoids)是植物重要的是一类次生代谢产物,它以结合态(黄酮苷) 或自由态(黄酮苷元)形式存在于水果、蔬菜、豆类和茶叶等许多食源性植物中 槲皮素(Quercetin)是最典型的类黄酮,其在C3位羟基上结合糖分子即形成植物 中普遍的成分一芸香苷(芦丁)柑橘属的多种水果均含有大量的黄酮化合物,如 橘红素(Tangeretin)和川陈皮素(Nobiletin)大豆中含有一种异黄酮化合物一 大豆异黄酮,茶叶中的茶多酚是由没食子酸和类黄酮一儿茶酚组成1、简介在Ames检验中发现,槲皮素具有致诱变性,但没有代谢活性,但在 反应系统中加入肝提取物可明显增加其诱变活性长期的动物饲喂研究表 明:槲皮素不仅不是致癌物质,而且具有一定的抗癌活性事实上,在已 发现61种黄酮化合物中,有11种具有抗突变作用,,其中有多种对致癌物 诱导的动物模型恶性肿瘤有抑制作用,如橘红素和川陈皮素等2、种类类黄酮又称生物类黄酮,为人类饮食中含量最丰富的一类多酚化合物,广泛存于水果、 蔬菜、谷物、根茎、树皮、花卉、茶叶和红葡萄酒中目前为止,已经确认有四千多种不同 的类黄酮类黄酮可进一步分为:黄酮醇类:最常见的类黄酮物质,如:槲皮素、芸香素。
槲皮素广泛存在于蔬菜、水 果中,以红洋葱的含量最高黄酮类或黄碱素类:如木犀草素、芹菜素,分别含于甜椒和芹菜黄烷酮类:主要见于柑橘类水果,如橙皮苷、柚皮苷黄烷醇类:主要为儿茶素,绿茶中含量最丰,红茶的儿茶素含量约减少一半花青素类:主要为植物中的色素,不同植物含量不一原花青素类:葡萄、花生皮、松树皮中都含有丰富的原花青素异黄酮类:主要分布于豆类食品,目前已证明具有抗乳癌和骨质疏松的作用3、生物类黄酮的生理功能及其应用3.1清除自由基黄酮类化合物属于酚类物质,可熬合金属离子,其分子物质基础是黄酮类分子中的3 位羟基和4位羰基以及Y-毗喃酮环上的a-p双键区域[21],这个部分被认为是螯合金属离子 的功能基团黄酮类化合物在油质系统中可螯合痕量的金属离子,从而有效地抑制了由痕量 金属离子参与催化的脂质过氧化反应过程,(阻止了自由基链式反应的引发阶段),故可作 为油脂及食品抗氧化剂使用由于结构上的差异,芦丁(槲皮素-3-0-芸香糖甙)在食物中中的 抗氧化能力低于与它们对应的糖苷配基槲皮素[21]另外,黄酮类物质B环上的3',4'-邻二羟基是具有清除自由基生物活性的关键结构,并且其 上4-OH和3-OH或5-OH共存对抑制油脂自动氧化有决定性作用,。
环上的邻二羟基队消 除.0 2一、・0H和动物脂质氧化有决定作用〔9)其它位上的羟基也起一定的作用;并 且,实验证明B环上邻二羟基的存在对类黄酮清除自由基是必不可少的,而a-p双键和Y- 羰基的重要性远远小于前者〔21);这是黄酮类化合物作为抗氧化剂和高效的自由基淬灭 剂的共同特点,可能的原因是黄酮类化合物清除自由基的作用是通过自身供氢氧化时显的 它们的酚羟基作为供氢体能与自由基反应使之生成相应的离子或分子,熄灭自由基,终止自 由基的连锁反应[2],同时它们又具备较高的膜亲和性,具能够有效地富集到质膜并阻止脂 质过氧化引起的细胞损害,起到防癌抑癌的作用显然,并非所有的黄酮类化合物都有相同 的清除效率,其对抗自由基的能力由大到小依次为 [1]:杨梅黄酮(Myricetin)>槲皮素(Quercetin) >鼠李素(Rhamnetin) >桑色素(Morin) >地奥明糖苷配基(Diosmetin) >柚苷配基 (Naringenin) >芹菜素(Apigenin) >儿茶素(Catechin) >5,7-二羟基-3',4',5'-三甲氧基黄酮>刺 槐甙(Robinin) >山奈素(Kaempferol) >黄酮(Flavone)。
特别地,活性最强的几种 (Myricetin,Quercetin,Rhamnetin)都是黄酮醇;并且,都有B环上的3',4'-邻二羟基结构 Takashi(1997)等人证明柚苷配基和高良姜素等类黄酮对不饱和脂肪酸的氧化有较强的预防 作用;甘草叶类黄酮对脂质过氧化酶(LPO)、5'-脂质过氧化酶(5'-LOX)有明显的抑制作用; 茶叶类黄酮茶叶多酚的抗氧化能力优于BHT或dl-a-生育酚,是BHA的2.4倍;丁香油、丹 皮酚、黄芪甙、芸香甙、甘草查耳酮等类黄酮对羟基自由基有直接清除作用;丁香酚、银杏 叶总黄酮、山楂叶总黄酮对超氧阴离子及羟自由基的生成均有清除与抑制作用;另外,胡春(1994)等人从菊花类黄酮中分出了两种木犀草素衍生物,并发现它们对碱性二甲亚飒 (DMSO)体系产生的超氧阴离子自由基有显著的清除作用[6]近年来,不断有新的黄酮类化合物从许多植物中被分离出来,并表现出不同的抗癌效果,如: 甘草、黄苓中的黄苓苷、黄苓素、和汉黄苓素都对癌细胞的生长、增殖和转移有一定的抑制 作用;还有柑桔属中的柑桔黄酮、蜂胶中的槲皮苷和皂草黄素等3.2双重雌激素样作用日本学者利用摘除卵巢的大白鼠饲喂试验表明大豆异黄酮与雌激素有一定的同功作用 [2]。
生物法测定大豆黄酮的雌激素活性占17-P雌二醇的10-3〜10-5,其生物效应具有剂量 依赖性关系[23]另有资料显示,染料木黄酮的生物活性与雌二醇相比低约100倍,大豆异 黄酮约低1000倍[8]大豆异黄酮的活性仅有内源性雌激素雌二醇的1/1000〜1/10000;但在 血液中检测到的大豆异黄酮浓度可达内源性雌激素的1000多倍[28]有许多试验结果是取 决于受试对象本身的激素状态的,也证明了黄酮类化合物的二重雌激素样作用对于高雌激 素水平的个体,如:年轻动物和雌激素化的动物,年轻妇女等,显示出拮抗雌激素的作用;对 于雌激素水平低者,如:幼小的动物、去卵巢的动物和自然绝经或手术后绝经的妇女,显示 出雌激素作用[2]应用大豆异黄酮已经证明对许多与雌激素撤退有关的疾病有一定的预防 和治疗作用,如:老年妇女的血脂升高、动脉粥样硬化、骨质疏松等[20]3.3抗癌作用3.3.1预防癌症作用 目前认为,癌症的发生至少分为3个阶段,即:启动阶段(initiation)、促进阶段(promotion) 和发展阶段(progression)o由于黄酮类化合物的抗氧化活性和吸收UV光的能力,它们对 致癌过程的这三个阶段都有阻抑作用。
黄酮类化合物属于酚类物质,可熬合金属离子,从而 有效抑制由痕量金属离子参与催化的脂质过氧化过程;同时,黄酮类物质作为抗氧化剂和自 由基淬灭剂,能够有效地阻止脂质过氧化引起的细胞破坏,可以防止细胞损伤和,起到防癌 抑癌的作用[17]o黄酮类化合物的抗突变效果也是很显著的由于黄酮类化合物的结构特点上的特殊之处,它 可以吸收紫外光线,于是它们可以保护细胞DNA免受UV引起的损伤[17]°茶多酚也具有 抗突变及抗癌作用〔9)类黄酮还能熄灭DNA临近产生的自由基另有研究显示,类黄 酮的这种自由基熄灭作用在其Y-射线照射的保护效果中起主要作用;有也已被证明可保护鼠 微核网状细胞免受△-射线的损伤,它们包括槲皮素、椹非醇、芦丁、圣草酚(eriodictyol)以 及木樨黄素(luteolin)还有人发现,含有经过磺化黄酮或黄烷酮的药物、化妆品可以保护 皮肤不受紫外线辐射的影响,防止皮肤癌的发生[11]°此外,生物类黄酮还能够减轻甚至消除一些化学致癌物的致癌毒性,如:山奈素和芦丁可有 效抑制黄曲霉毒素B1的致癌性;饲喂含有5%槲皮素(quercetin)的饲料可使DMBAS(7,12- 二甲基苯蒽)诱发的小鼠乳腺癌几率降低48%;槲皮素还可以抑制氧化偶氮醇诱发的大鼠直 肠癌的发生[17]°有关使用剂量方面的报道还不一致。
在对于“法国奇异”现象的调查中显示[7],每天摄入黄 酮类化合物达到19mg以上的人的癌症死亡率和日摄入量在19mg以下的相比,较少了 75%; 另从免疫学角度研究,黄酮摄入量从2.6mg/d〜68.2mg/d的人群,其癌症死亡率与摄入量无 关;即使摄入2.6mg/d就能够表现出活性目前存在个别认识尚不一致,有的地方结论甚至 还是相反的,如同样是在痕量的水平上,有些黄酮类化合物在体外实验中显示出具有诱导和 促进癌症发生的作用;在体内实验中却是良好的癌症预防剂3.3.2抑制肿瘤作用癌症的发生要经历正常细胞、癌变前细胞、癌细胞、恶性细胞、癌细胞转移等阶段,染料木 黄酮能抑制癌细胞的增生和癌前细胞DNA的合成过程,从而抑制了癌细胞发育[32]°染料 木黄酮(5,7,4’ -三羟基异黄酮,genistein)的结晶体在恶性肿瘤的发育过程中能有效阻止血管的 增生[27] [28],断绝癌细胞的养料来源儿茶素、花色苷以及原花色素可促进胶原合成,增 加胶原的抵抗性、抑制胶原酶活性,从而限制了肿瘤细胞的入侵和转移效果17],延缓或阻 止肿瘤的癌变已有研究证实(Sargeant,1995),黄酮类化合物能选择性地作用于细胞的离子 通道,如Ca2+离子通道等,使离子浓度升高,激活核酸内切酶、蛋白酶、谷氨酰胺转移酶 等依赖于Ca2+离子的酶,这些酶可导致细胞凋亡[22]°据报道,葛根中所含的大豆甙元可 抑制白血病细胞HL-60的增殖,使细胞由原始的早幼粒阶段发展到中幼粒、晚幼粒以及成 熟的杆状粒、分叶核细胞[14]°通过对大豆异黄酮的研究,人们发现异黄酮可刺激血中产生 结合素肌球蛋白和抑制体内雌激素合成酶活性,故能拮抗一些与激素诱发如乳腺癌、前列腺 癌、等有关的癌症[1]°它除了对乳腺癌有预防的功能,其中染料木黄酮(染料木素,Genistein) 是生长因子受体酪氨酸蛋白激酶(PKT)的特异性抑制剂[30],能特异性的抑制蛋白酪氨酸 激酶的活性,能有效地阻止血管增生,抑制多种癌细胞的生长[1][5]°有些黄酮类化合物有 抑制DNA ToPoisomerase II活性的作用,影响细胞的核酸增殖。
研究发现,在体外实验中, 异黄酮有抑制DNA ToPoisomerase II活性的作用可使肿瘤细胞中DNA-ToPoII复合物稳定化 进而导致dsDNA或ssDNA断裂,从而引起肿瘤细胞生长抑制或死亡黄苓素对人体3种 HCC细胞ToPoisomerase II的活性均有强烈的抑制作用[15]°大量流行病学调查、动物实验及体外实验研究也表明,类黄酮具有广泛的抑癌和防癌 作用,尤其是对于一些认为与人体雌激素分泌有关的癌,如乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等具 显示出较好的作用[15]大豆异黄酮还可以有效抑制白血病、结肠癌、肺癌、肝癌、胃癌等 多种癌症的发生[32];并对肿瘤转移有明显的治疗作用[8]雌外,生物类黄酮还能够减轻甚至消除一些化学致癌物的致癌毒性或提高某些药物的抗癌效 果[5],由间接的抑制肿瘤作用如:山奈素和芦丁可有效抑制黄曲霉毒素31的致癌性;饲 喂含有5%槲皮素(quercetin)的饲料可使DMBAS (7,12-二甲基苯蒽)诱发的小鼠乳腺癌几 率降低48%;槲皮素还可以抑制氧化偶氮醇诱发的大鼠直肠癌的发生一些黄酮类化合物 还可抑制化学诱导剂(benzo (a) pyrene)与DNA络合物的形式,其中,槲皮素和椹非醇 效果最好,其次为芦丁,而柚皮苷(naringin)则无效[17]。
还有一些新近从许多植物中被分离出来的黄酮类化合物,并表现出不同的抗癌效果,如: 甘草、黄苓中的黄苓苷、黄苓素、和汉黄苓素都对癌细胞的生长、增殖和转移有一定的抑制 作用;还有柑桔属中的柑桔黄酮、蜂胶中的槲皮苷和皂草黄素等黄酮类化合物抑制肿瘤细胞生长的作用机理可能为:直接的细胞毒作用、免疫调节作用、破 坏肿瘤细胞质膜结构、抑制DNA合成[17]目前已经明确大豆异黄酮抗癌作用的主要机制 有:1类似女性雌激素作用及抗雌激素作用;02抑制与癌症相关的酶的活性;特别是酪氨 酸激酶活性;03在癌细胞增值的促进阶段具有抑。