徐麗娟 閔仲生

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué); 2.江蘇省中醫(yī)院 南京 210029)

原花青素(Procyanidins,PC)是植物中廣泛存在的天然抗氧化物質(zhì),是一大類多酚類化合物的總稱,PC主要分布在葡萄、銀杏、大黃、等多種植物中。PC分子結(jié)構(gòu)單元是由兒茶素、表兒茶素或沒食子酸組成,有人將其歸為生物類黃酮,也有人將其歸為縮合鞣質(zhì)。

1 原花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

PC是由不同數(shù)量的兒茶素或表兒茶素結(jié)合而成。最簡單的PC是兒茶素、表兒茶素或兒茶素與表兒茶素形成的二聚體,此外還有三聚體、四聚體等。按聚合度的大小,通常將二～四聚體稱為低聚體(OPC),將五聚體以上的稱為高聚體(PPC)。OPC由于其分子結(jié)構(gòu)中有富電子的羥基部分,是優(yōu)良的氫或中子的給予體,因此具有超強(qiáng)的抗氧化能力,能有效清除人體內(nèi)自由基。單從結(jié)構(gòu)來看,每分子原花青素最多可以捕獲8個氧自由基,而每分子維生素E僅能捕獲1個,每分子維生素C能捕獲2個。因此OPC的抗自由基氧化能力是維生素E的50倍,維生素C的20倍。

1.1 抗脂質(zhì)過氧化和清除自由基作用

周瑋婧[1]等通過測定清除DPPH自由基的IC50值及清除率來研究及荔枝皮原花青素的體外抗氧化活性,并以VC(維生素C)為對照,結(jié)果顯示荔枝皮原花青素提取液及VC溶液都有著較強(qiáng)的清除DPPH自由基的能力,并且隨著濃度的增加,清除率也逐漸增加。荔枝皮原花青素提取液及VC溶液的IC50分別為7.1mg/L、9.8mg/L,表明荔枝皮原花青素較之VC有著較強(qiáng)的抗氧化能力。余瑩[2]等通過測定半數(shù)抑制濃度(EC50)來研究PC清除的DPPH能力,結(jié)果顯示在濃度為44mg/L、100mg/L時清除率分別為50%、78%。對OH(羥基自由基)的清除能力,濃度為10g/L時,PC及單體兒茶素的清除率分別為80%、62%。PC在P＜10g/L時清除率隨濃度增加幾乎呈直線上升,20g/L時達(dá)到88%后不再增加。

1.2 預(yù)防白內(nèi)障作用

氧化損傷是年齡相關(guān)性白內(nèi)障發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié),氧自由基(oxygen free radica1)損傷是其發(fā)生的首位危險因素。許多實(shí)驗(yàn)都證明晶狀體的氧化損傷發(fā)生在晶狀體混濁之前。各種理化因素均可通過不同途徑導(dǎo)致晶狀體自由基產(chǎn)生,如自由基產(chǎn)生過多或清除障礙導(dǎo)致聚積。自由基最先損害的靶目標(biāo)是晶狀體上皮細(xì)胞,其次是晶狀體纖維。張俊鴿[3]通過體外晶狀體培養(yǎng)研究PC對晶狀體氧化損傷的干預(yù)進(jìn)行研究,并以維生素C、維生素E作對照,探討PC對晶狀體上皮細(xì)胞的保護(hù)作用,結(jié)果顯示PC組WSP(水溶性蛋白)、GSH-PX(谷胱甘肽過氧化物酶)及T-AOC(總抗氧化能力)水平明顯高于Feton組、VitC組和VitE組,MDA(丙二醛)含量則明顯低于這3個對照組(P＜0.01)。PC組的SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(過氧化氫酶)含量與其它組比較也有提高。PC組各濃度組間比較,僅100mg/L、200mg/L組SOD含量明顯高于50mg/L組(P＜0.01),且200mg/L組GSH-PX含量也高于50mg/L組。

1.3 保護(hù)細(xì)胞作用

許多原發(fā)性、進(jìn)展性退行性疾病被認(rèn)為與過度的過氧化反應(yīng)有關(guān)。蔣國軍[4]等探討原花青素對H2O2致PC12細(xì)胞氧化損傷的保護(hù)作用,MTT法測細(xì)胞活性,流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率。細(xì)胞活性結(jié)果顯示,原花青素3個劑量能夠明顯抵抗因H2O2損傷導(dǎo)致的細(xì)胞活性降低(P＜0. 01),其中高劑量組的細(xì)胞存活率與空白對照組無明顯差異(P＜0.05)。細(xì)胞凋亡率結(jié)果顯示,原花青素3個劑量與模型組比較,細(xì)胞的存活率明顯增加,凋亡率明顯減少,均有顯著性差異(P＜0.05),表明原花青素能夠抵抗因H2O2氧化損傷導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。董娜[5]等應(yīng)用3H-胸腺嘧啶脫氧核苷摻入和細(xì)胞周期時相測定等方法觀察給予不同濃度的原花青素預(yù)處理對H2O2作用后的HUVEC(人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞)增殖活性的影響。結(jié)果顯示PC可以濃度依賴性抑制H2O2誘導(dǎo)的HUVEC脂質(zhì)過氧化損傷。加入1、5、10mmo1/L PC,各組cpm值與100mo1/L H2O2組相比均顯著升高(P＜0.01)。且具有一定的濃度依賴性。而單純原花青素本身對HUVEC增殖無影響(P＞0.05)。

1.4 抗衰老作用

自由基理論是衰老的基本理論,大量實(shí)驗(yàn)表明衰老尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的衰老大部分與自由基及其中間產(chǎn)物的毒性有關(guān)。實(shí)際上,衰老過程與自由基的過量生成以及它們的濃度與抗氧化系統(tǒng)的平衡密切相關(guān)。正常情況下,生物體內(nèi)具有一整套的能產(chǎn)生和清除自由基的平衡體系,即自由基及其中間產(chǎn)物的產(chǎn)生(如MDA,NO等)與抗氧化系統(tǒng)(如SOD,GSH,GPx,Vitamin E,Vitamin C等)保持著一定的平衡,但是,隨著衰老過程的進(jìn)程,這個平衡被打破,以至于活性氧大量產(chǎn)生,抗氧化系統(tǒng)逐漸減弱。生物體內(nèi),氧自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng),氧化終產(chǎn)物為MDA,會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合,且具有細(xì)胞毒性。陳戈[6]等通過給衰老模型小鼠LSPC(蓮房原花青素)灌胃,連續(xù)給藥8周,化學(xué)比色法檢測小鼠腦組織中SOD、GSH-Px和MDA含量。研究結(jié)果顯示與衰老模型組相比較,LSPC低、中、高濃度均能明顯提高衰老小鼠腦組織中SOD活性和GSH-Px活性,降低其MDA含量。

1.5 抗炎活性

原花青素可降低炎癥時炎性介質(zhì)組胺、緩激肽等引起的毛細(xì)血管通透性增高,減少毛細(xì)血管壁的脆性,使毛細(xì)血管的張力和通透性減小,保護(hù)毛細(xì)血管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力。王艷紅[7]等通過予復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎模型大鼠GSPE(葡萄籽原花青素)濃度低、中、高劑量(100、200、400mg/kg)灌胃,以研究其對模型鼠血清抗氧化能力,并以柳氮磺吡啶500mg/kg作為陽性對照。研究結(jié)果顯示大鼠血清中MPO(髓過氧化物酶)和一氧化氮合酶(iNOS)活力及MDA和NO含量均明顯降低;大鼠血清中SOD和GSH-Px活力及GSH(谷胱甘肽)含量明顯升高。隨GSPE給藥劑量的增加,大鼠血清中MPO活力呈劑量依賴性逐漸降低。大鼠血清中MDA含量均明顯降低,而SOD活力均明顯升高,其中柳氮磺吡啶組和GSPE低劑量組大鼠血清中MDA含量明顯低于正常對照組。GSPE對大鼠潰瘍性結(jié)腸炎復(fù)發(fā)階段有明顯的治療作用,其作用機(jī)制可能通過降低復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎大鼠血清中MDA含量,同時提高血清中SOD、GSH-Px活力,減輕氧自由基和脂質(zhì)過氧化作用對腸組織的損傷,降低血清中iNOS的活力,抑制NO生成,對大鼠復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎起保護(hù)作用,可為潰瘍性結(jié)腸炎的防治提供理論依據(jù)。

1.6 抗缺血-再灌注損傷

機(jī)體的缺血再灌注會對心、腦、腎等多器官造成嚴(yán)重的損傷,機(jī)制主要與氧自由基生成、鈣超載和白細(xì)胞激活有關(guān)。有實(shí)驗(yàn)表明,給予外源性氧自由基清除劑可以有效地減輕再灌注損傷。劉暢[8]等利用大鼠大腦中動脈阻塞模型,通過觀察PC對急性腦缺血大鼠的腦組織SOD、MDA含量,PC低中高劑量分別為50mg/(kg·d)、100mg/(kg·d)、200mg/(kg·d)。24h后斷頭取腦制備組織勻漿測SOD、MDA。結(jié)果顯示:(1)SOD:PC能明顯增強(qiáng)腦組織中SOD活性,與模型組比較有顯著差異[(50.55±5.87)(U/mgprot)、(51.44±7.06)、(U/mg prot)、(55.32±6.39)、(U/mgprot)、(39.28±5.67)、(U/mg prot),P＜0.01]。(2)丙二醛含量:PC能明顯降低MDA含量,與模型組比較有顯著差異[(11.73±6.87)(n m o 1/m g)、(11.13±5.49)、(nmo1/mg)、(21.54±10.50)、(nmo1/mg),P＜0.05],以高劑量組更為顯著[(9.96±4.08)、(nmo1/mg),P＜0.01];實(shí)驗(yàn)表明PC可減少腦缺血后自由基的生成,且以高劑量組的保護(hù)作用更加明顯。

1.7 抗腫瘤作用

PC可能通過多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。自由基導(dǎo)致DNA損傷且抑制損傷后的修復(fù),是自由基誘導(dǎo)細(xì)胞癌變的主要原因。PC強(qiáng)大的抗氧化和清除自由基的能力,可能是其抗腫瘤的主要機(jī)制之一。何佳聲等將不同濃度GSPE與人結(jié)腸癌細(xì)胞SW620共同培養(yǎng),觀察其對SW620細(xì)胞增殖和凋亡的影響。結(jié)果顯示含PC20～80μg/mL的完全培養(yǎng)基,在培養(yǎng)2～8d期間,與不含藥物的對照組相比,可呈劑量依賴性地抑制SW620細(xì)胞生長。在培養(yǎng)48h后,其IC50為45.07μg/mL。SW620細(xì)胞與含PC20～80μg/mL的完全培養(yǎng)基或不含藥的完全培養(yǎng)基共同培養(yǎng)48h后,收集全部培養(yǎng)細(xì)胞經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)檢測,不含藥的對照組細(xì)胞凋亡發(fā)生率為1.3%,含PC20、40、80μg/mL的觀察組細(xì)胞凋亡發(fā)生率分別為6.9%、18.6%及22.9%,與對照組相比有統(tǒng)計學(xué)差異,且呈現(xiàn)一定的劑量依賴性。

2 總結(jié)和展望

原花青素是一種很好的氧游離基清除劑和脂質(zhì)過氧化抑制劑。這類物質(zhì)中具有多電子的羥基部分,8個酚羥基均與雙鍵共扼,為氫原子的給予體,且芳環(huán)上的共扼雙鍵使電子在分子中得到穩(wěn)定。2個脂肪族羥基提供了良好的水溶性,原花青素特有的結(jié)構(gòu)決定了它良好的抗氧化活性。

原花青素抗氧化的生物學(xué)作用,與人類的生活和健康密切相關(guān),在營養(yǎng)、醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。因此,未來我們應(yīng)充分利用我國的植物資源,結(jié)合我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥技術(shù),開發(fā)出適宜又有功效的原花青素產(chǎn)品,為臨床治療氧化損傷性疾病提供新的途徑。

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