随着人们生活水平的提高,消费观念不断更新,含有天然活性成分的功能食品已成消费者追捧的对象。其中黄酮类物质作为一类具有多种生理活性的天然物质,也已成为当前国内外食品开发研究中的一个热点。本文就黄酮类物质的结构、生理功能作一综述,为深入研究开发黄酮类物质提供一些基础依据。
1 黄酮类物质概况
1.1 定义
黄酮类物质又称类黄酮物质,是以a-苯基苯并吡喃酮为主体的一系列物质的总称。其主要类型有黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、双黄酮、查耳酮和异黄酮。
1.2 理化特性
黄酮类化合物多数为晶体,有颜色,少数(如黄酮普类)为无定形粉末。游离的苷元中,除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外,其余则无。苷类由于在结构中引入糖的分子,故具
有旋光性,且多为左旋。其具有较好的水溶性,因具有酚羟基团,故显一定酸性,较易溶于碱液中。
2 黄酮类物质的生理活性
2.1 黄酮类物质抗氧化及抗自由基作用
自由基是引起癌症、衰老、心血管等退变性疾病的罪恶之源。生物体内常见的自由基有,超氧阴离子自由基、羟基自由基、烷氧基自由基等,自由基形成最早,羟基自由基作用最强,ROOH链锁反应循环最持久,清除自由基,羟基自由基的形成即中断,则可以从根本上预防体内形成过多的羟基自由基和其它活性氧自由基,达到防衰、抗癌、抗心血管病的目的。生物类黄酮具有清除自由基的能力,其作用机理在于它阻止了自由基在体内产生的3个阶段:即与自由基反应阻止自由基引发;与金属离子螯合阻止。羟基自由基生成;与脂质过氧反应阻止脂质过氧化过程。
2.2 抗癌、防癌作用
黄酮类物质有大量的能产生抗癌作用的生物活性包括对酪氨酸激酶的抑制作用、一定的激素作用、抗增生效应、抗扩散效应、抗氧化作用、一定的免疫功能等。理化等致癌因子使体内产生自由基,并以自由基的形式富集于脂质细胞膜的周围,引起脂质过氧化。破坏细胞的DNA而致癌,类黄酮是自由基猝灭剂和抗氧化剂,能有效地阻止脂质过氧化引起的细胞破坏,起到抗癌、防癌的作用。许多生物类黄酮具有抑制肿瘤细胞糖酵解、生长、线粒体琥珀酸氧化酶活性和磷脂酰肌醇激酶(卵巢癌细胞中)活性的功能起到抗癌、防癌的作用,尤其是槲皮素能有效地诱导微粒体芳烃羟化酶、环氧化物水解酶,使多环芳烃和苯并芘等致癌物通过羟化、水解失去致癌活性,而且槲皮素还可抑制Rous肉瘤病毒和人疱疹病毒。
2.3 对心血管系统的作用
2.3.1 对血管的作用
黄酮类化合物具有扩张血管的作用,对血管活性物质及影响活性物质的酶也有一定的作用,使其具有降低血管的脆性与渗透性,改善血液循环状态,净化血液,降血压、降血脂、降血糖、降胆固醇、降低血液粘稠度,抗动脉硬化和抗血栓形成。葛根素可以在体外抑制ADP诱导的大鼠血小板聚集、5-羟色胺与ADP共同诱导的兔、绵羊和人血小板聚集以及凝血酶诱导的[3H]-5-羟色胺从血小板中释。腺苷脱氨酶位于毛细管及血管的内皮细胞,对调节血压,血小板聚集及神经传递有重要作用。某些生物类黄酮具有防止低密度脂蛋白氧化的作用,并对主动脉内皮细胞腺苷脱氨酶有抑制作用,因此可以用于防治心血管病、偏头痛、动脉粥样硬化等症。
2.3.2 对心肌的作用
生物类黄酮因能够阻断β受体、在亚细胞水平上对线粒体能产生正性影响以及可以抑制心脏磷酸二酯酶的活性而具有变时性调节心肌收缩的作用,有增加冠状动脉血流量、增加心肌营养血流量、降低心肌缺氧量、抑制血小板聚集等作用,能提高常压和低压下的耐缺氧能力,对乌头碱、肾上腺素引起的心律失常有明显对抗作用,能防止因高血脂饮食所引起的血脂升高,还能促进心肌细胞外钙离子内流和细胞内钙贮库释放钙,从而增加心肌收缩功能和舒张功能,降低阻力,使心脏功能得到恢复。
2.4 对内分泌系统的作用
2.4.1 降血糖作用
糖尿病患者一方面因胰岛分泌胰岛素失调引起血糖升高,另一方面高血糖又引起多元醇代谢通路异常亢进导致糖尿病并发症,醛糖还原酶在多醇代谢途径中是一关键酶,它使多种醛还原,引发糖尿病并发症。生物类黄酮能够促进胰岛β细胞的恢复,降低血糖和血清胆固醇,改善糖耐量,对抗肾上腺素的升血糖作用,同时它还能够抑制醛糖还原酶,因此可以治疗糖尿病及其并发症。
2.4.2 激素作用
许多黄酮类化合物因结构与己烯雌酚相似而具有雌性激素样作用,它与甾类激素一样具有兴奋和抑制双重效应。当雌激素水平较低时,表现为雌激素作用,反之表现为抗雌激素作用。张荣庆经实验发现大豆黄酮能提高正常大鼠及未交配过的雌性正常大鼠乳腺的重量和乳腺细胞DNA含量,并能促进其乳腺发育和泌乳量。但同时也可使正常雄鼠的血清睾酮、雌二醇、生长激素等水平显著升高。此外,生物类黄酮与生长因子一样有促进生长的作用,它通过或控制促性腺激素的释放、或促性腺作用、或阻碍雌激素代谢、或提高雌激素活性的途径加快子宫的生长。
2.4.3 对骨组织的作用
黄酮类化合物可用于治疗骨病和骨质疏松等症,其作用机理在于:其一,它既可抑制前列腺素E2(PGE2)的胶原蛋白合成增加,又能抑制PGE2的胶原蛋白合成减少,即抑制[3H]-脯氨酸进入可消化的胶原蛋白和非胶原蛋白中,并在低浓度PGE2时主要作用于非胶原蛋白的合成,高浓度PGE2时主要作用于胶原蛋白合成,因此可以用于治疗骨病;其二,它能提高甲状腺对雌激素的敏感性,使甲状腺C细胞分泌降钙素的作用加强,最终抑制骨再吸收而治疗骨质疏松;其三,它能抑制饮食中缺钙和维生素D引起的骨密度和骨钙含量的降低。
2.5 对中枢神经系统的作用
2.5.1 对神经系统的保护作用
谷氨酸是中枢神经系统中的主要兴奋性神经递质,但过度释放则可造成兴奋性神经毒性损伤,可以引起许多神经变性疾病。有研究证实黄酮类物质对谷氨酸神经毒性有对抗作用。黄酮来物质神经系统的用途就在于它能控制脑血液循环(如动脉血流不足引起的痴呆)紊论的下降。此外,市场上黄酮来物质被用作拮抗各种失调的药物,广泛用于治疗神经紊乱如阿尔茨海默氏病或各种常见的老年性疾病如晕眩、抑郁、短时期的记忆减退、听力下降、注意力不集中和失眠等。而且其可治疗耳鸣,并改善肢体循环。
2.5.2 黄酮类物质对记忆行为的影响
有研究表明,在避暗法实验中,小鼠连续口服7天葛根总黄酮,不同剂量的葛根总黄酮均能够对抗东莨菪碱、亚硝酸钠、乙醇氮气吸入、双侧颈总动脉阻断再灌溉引起的记忆障碍;连续口服42天,可显著改善D-半乳酶所致的亚急性衰老小鼠的记忆功能。在Y形迷宫实验中,不同剂量葛根总黄酮,还可剂量依赖性地对抗东莨菪碱引起的自主选择能力的降低。
2.6 对免疫系统的作用
黄酮类化合物对免疫系统的多环节都具有不同程度的调节能力,能增强巨噬细胞吞噬能力和自然杀伤细胞活性,增加抗体产量,增强体液免疫和细胞免疫功能,提高抗病力与自愈力。这是由于黄酮类化合物具有清除人体自由基,提高机体免疫功能作用。另外对提高人体新陈代谢功能也有一定作用。黄酮类化合物还可调节甲状腺功能亢进恢复正常。
沙棘总黄酮能增加T细胞百分率、胸腺指数、脾特异玫瑰花形成细胞(SRFC),能拮抗环磷酰胺引起的SRFC减少,并且在低浓度时促进淋巴细胞转化(淋转),高浓度时抑制淋转,从而提高机体的免疫功能,但生物类黄酮增强机体免疫功能的机制,目前尚不清楚。
3 小结
近些年来随着科学技术的不断发展,科学家对黄酮类物质的研究取得了丰富的成果,但对黄酮类物质生理活性作用机理及成果转化等有待于进一步的分析研究,特别是在动物体内的消化、吸收、转运、代谢、分布及排泄等方面。黄酮类物质具有的丰富生物活性功能的应用,在食品和药品行业的开发应用已经取得一定的成果,但是这与黄酮类物质所具有的种类和丰富生物功能是不相配的,还要进一步研究。总之,深入研究黄酮类物质与功能的相关性,必将为黄酮类物质充分发挥其生物活性功能创造机遇,使其在诸多领域发挥重要作用。
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