楊青松 劉 露 王 正

摘要原花青素作為抗衰老藥物的研究對(duì)象,一直備受關(guān)注。對(duì)原花青素與自由基的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展進(jìn)行了概括,主要從自由基理論與原花青素抗衰老的能力這兩方面加以闡述。著重闡述了原花青素的作用機(jī)理,總結(jié)了其高效清除自由基的能力和對(duì)抗氧化系統(tǒng)的影響,意在為開(kāi)發(fā)新型的抗衰老藥物開(kāi)辟前景。

關(guān)鍵詞原花青素;衰老機(jī)體;自由基;抗氧化

中圖分類(lèi)號(hào)TS201.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739(2009)21-0290-01

花青素是植物中的水溶性色素,屬于類(lèi)黃酮化合物,也是植物的主要呈色物質(zhì)。自然條件下游離的花青素極少見(jiàn),而常與1個(gè)或多個(gè)葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖等通過(guò)糖苷鍵形成花色苷。花色苷中的糖苷基和羥基還可以與1個(gè)或幾個(gè)分子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、對(duì)羥基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通過(guò)酯鍵形成?；幕ㄉ?并廣泛存在于開(kāi)花植物(被子植物)中[1,2]。原花青素是直接從植物中提取的,它的研究已有40多年的歷史,特別是近十幾年以來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)多種植物中的各種原花青素進(jìn)行了廣泛深入研究,證實(shí)了其抗氧化活性、酶抑制活性、血管保護(hù)活性、抗炎活性、抗腫瘤活性等,特別是對(duì)自由基及機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)有明顯的影響。筆者就目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)原花青素對(duì)生物體氧化——抗氧化系統(tǒng)的作用作一綜述。

1衰老的自由基理論

衰老是復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程,是機(jī)體在退化時(shí)功能下降及生理功能紊亂的綜合表現(xiàn)。1956年Harmon提出了衰老的自由基學(xué)說(shuō)[3]。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為衰老是由于自由基引起的對(duì)細(xì)胞成分的進(jìn)攻造成的;維持體內(nèi)適當(dāng)?shù)目寡趸瘎┖妥杂苫宄齽┧?可以延緩衰老和延長(zhǎng)壽命。自由基(Free Radicals,RF)又稱(chēng)為游離基,是指外層軌道含有未配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)或特殊狀態(tài)的分子。生物體內(nèi)的自由基主要來(lái)源于2個(gè)方面:一是外源性自由基,主要是環(huán)境中受污染的大氣和有害的煙霧、電離輻射、相關(guān)的微量元素以及一些帶有亞硝酸鹽的食物等導(dǎo)致共價(jià)鍵均裂而產(chǎn)生的;二是內(nèi)源性自由基,主要是與氧代謝有關(guān)的幾種自由基,在機(jī)體內(nèi)氧是最普遍的電子接受體,由于得到的電子個(gè)數(shù)不同而生成不同的產(chǎn)物。機(jī)體內(nèi)重要的氧自由基有超氧陰離子自由基、羥自由基、質(zhì)子化超氧陰離子自由基、脂氧自由基等。此外,機(jī)體的吞噬細(xì)胞、血紅蛋白、肌紅蛋白也可產(chǎn)生自由基。目前很多學(xué)者認(rèn)為氧自由基等同于活性氧族(ROS),包括氧自由基、單線(xiàn)態(tài)氧(1O2)、過(guò)氧化氫(H2O2)和氮氧自由基等。其中·OH差不多是全部氧化反應(yīng)的中介物質(zhì),可與任何部位的任何生物大分子發(fā)生反應(yīng),對(duì)機(jī)體來(lái)說(shuō)是最活躍、最具有損傷性的自由基[4]。研究表明,衰老的原因是線(xiàn)粒體功能逐漸喪失,產(chǎn)生大量的自由基,進(jìn)一步破壞生物體內(nèi)的自由基平衡,導(dǎo)致全身性的生理功能下降。

自由基是機(jī)體代謝正常的中間產(chǎn)物,低濃度自由基是機(jī)體執(zhí)行正常生理功能所必需的,但自由基含有未配對(duì)電子,具有高度反應(yīng)活性,可引發(fā)鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)。自由基過(guò)量可引起不同程度的細(xì)胞毒性及瞬時(shí)的不可逆損傷[5],主要通過(guò)如下途徑對(duì)人體造成嚴(yán)重的損傷:一是對(duì)脂類(lèi)過(guò)氧化作用,即在多不飽和酸(PUFA)中發(fā)生的一種自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng);二是引發(fā)蛋白質(zhì)的氧化損傷,形成氧化或過(guò)氧化產(chǎn)物,改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu),破壞空間結(jié)構(gòu)影響功能和其理化性質(zhì);三是對(duì)DNA造成的損傷,·OH可加到堿基的雙鍵中,生成嘧啶自由基或嘌呤自由基,它們之間可以相互結(jié)合,或再通過(guò)O2、·O2等反應(yīng),生成氫過(guò)氧化物,引發(fā)姐妹染色體交換、DNA突變以及細(xì)胞的分離和DNA中鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶堿基的損傷。此外,線(xiàn)粒體是自由基濃度最高的細(xì)胞器,最易受自由基傷害,自由基對(duì)線(xiàn)粒體DNA的損傷和衰老的關(guān)系是目前研究較多的領(lǐng)域。多數(shù)研究認(rèn)為,自由基引發(fā)的mtDNA損傷是引起衰老的關(guān)鍵因素[6]。

2原花青素清除自由基、抗氧化的作用

2.1清除自由基的能力

許多科研機(jī)構(gòu)都曾做過(guò)有關(guān)植物提取物原花青素清除自由基活性的試驗(yàn),結(jié)果表明原花青素是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)最有效的自由基清除劑之一。原花青素以高效低毒、高生物利用率著稱(chēng),安全有效。它不僅能夠清除自由基,而且還有幫助保存和再生VC、VE的作用;同時(shí)據(jù)有關(guān)資料報(bào)道:原花青素在體內(nèi)的保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)72h,而VC的保存時(shí)間僅3h,這將大大增強(qiáng)其清除自由基的能力。Bagchi等[7]的研究表明,原花青素在體內(nèi)其抗氧化、清除自由基的能力是VE的50倍、VC的20倍。郭英等[8]研究了葡萄籽提取物的體外抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用,表明原花青素可明顯降低大鼠肝、腦組織自發(fā)性丙二醛的生成,并對(duì)CCl4、H2O2和鐵離子一抗壞血酸等自由基引發(fā)劑誘導(dǎo)的肝脂質(zhì)過(guò)氧化具有明顯的拮抗作用,可減輕肝組織還原型谷胱甘肽耗竭,具有明顯的抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用與清除自由基的效應(yīng)。目前的試驗(yàn)研究顯示,原花青素是一種良好的抗氧化劑,可以有效地清除自由基,為其在醫(yī)藥和保健品行業(yè)的應(yīng)用提供了自由基生物學(xué)的理論依據(jù),有利于原花青素科學(xué)地走進(jìn)人們的生活中。

氧自由基與細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸反應(yīng),發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化,其過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛對(duì)細(xì)胞膜有很強(qiáng)的破壞作用,使膜的流動(dòng)性和通透性發(fā)生變化,細(xì)胞內(nèi)外離子分布異常,進(jìn)而破壞各組織器官的功能,最終導(dǎo)致組織細(xì)胞發(fā)生不可逆性損傷,從而造成嚴(yán)重的疾病發(fā)生。Sato等[9]研究發(fā)現(xiàn)葡萄籽提取物原花青素可以促進(jìn)缺血-再灌注后心臟收縮功能的恢復(fù),心肌梗死范圍明顯減小,并且通過(guò)熒光顯示,葡萄籽提取物能夠直接清除過(guò)氧自由基。一些學(xué)者研究表明,不同劑量的原花青素均能有效地增強(qiáng)腦組織的超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低丙二醛含量,從而減輕自由基造成的腦組織的損傷。由此可見(jiàn),原花青素對(duì)心肌、腦缺血再灌注損傷有明顯的保護(hù)作用,該作用可能與原花青素保護(hù)內(nèi)源性氧自由基清除劑SOD等的活性,減輕氧自由基對(duì)心肌細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化損傷有關(guān)。原花青素作為一種天然的抗氧化劑,通過(guò)以上的試驗(yàn)研究進(jìn)一步證實(shí)了其抗氧化作用的顯著,對(duì)于緩解機(jī)體的衰老有不可忽視的效用。

2.2抗氧化的能力

據(jù)報(bào)道,許多科學(xué)家將葡萄籽中提取的天然花青素做了各種試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)來(lái)自葡萄籽中的天然抗氧化劑能防止動(dòng)脈粥樣硬化、抑制血小板凝聚和血栓形成、增加高密度脂蛋白、抑制低密度脂蛋白的氧化。Bagchi等[10]通過(guò)對(duì)原花青素超氧陰離子的清除能力研究,結(jié)果證明原花青素對(duì)氧自由基有濃度依賴(lài)性的抑制作用,100mg/L葡萄籽提取物原花青素對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞中超氧化陰離子和羥基自由基的抑制能力分別為78%和81%,而同等條件下VC抑制上述2種自由基的能力分別為12%和19%,VE分別為50%和75%,超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶聯(lián)合作用抑制超氧化陰離子的能力約為83%。從上述試驗(yàn)可以看出,葡萄籽提取物原花青素是一種比VC、VE抗氧化活性更強(qiáng)的自由基清除劑。國(guó)外有學(xué)者在不同方面分別對(duì)小鼠進(jìn)行了試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)富含多酚類(lèi)的紅酒和直接從葡萄籽中提取的多酚物都極顯著抑制了小白鼠低密度脂蛋白的氧化,降低血凝速度。

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