伊娟娟,王振宇,2*
(1.哈爾濱工業(yè)大學 食品科學與工程學院,哈爾濱 150090;2.東北林業(yè)大學 林學院,哈爾濱 150040)
血脂高低與日常膳食攝入和體內(nèi)代謝有著密切關系。近年來,隨著生活習慣和飲食習慣的改變等多因素影響,高脂血癥發(fā)病率有明顯增高趨勢。目前血脂異常等慢性病的治療如藥物處理和醫(yī)療所發(fā)揮的作用甚小,血脂異常的預防與治療主要采用藥物治療與非藥物治療相結(jié)合的方式。膳食補充、干預是代謝性疾病的基礎治療,在高脂血癥治療中非常重要[1]。各種輔助降血脂功能食品數(shù)量較多,原料主要以傳統(tǒng)中草藥或提取物、普通食品濃縮物及新興的多肽蛋白類為主。我國幅員遼闊,資源豐富,為降血脂天然產(chǎn)物的開發(fā)提供了豐富的物質(zhì)基礎。本文主要就新天然產(chǎn)物多糖類、黃酮類和多酚類降脂功效成分不同的作用機理對降脂研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行綜述。
高脂血癥俗稱高血脂,是導致心腦血管疾病的元兇,發(fā)病率高。高血脂非常危險,有人稱之為“無聲的殺手”。研究結(jié)果表明,高血脂的發(fā)展和人體血液中低密度脂蛋白和不飽和脂肪酸過度氧化有關,而這些氧化作用和體內(nèi)活性很高的各種自由基有關,通過攝入抗氧化物質(zhì)抑制脂質(zhì)過氧化,可以達到預防和緩解高血脂癥的效果[2]。人們?nèi)粘J秤玫母鞣N果蔬植物中含有各種天然的抗氧化物質(zhì)如植物多酚,其抗氧化活性是近年來研究的熱點之一。植物多酚具有很強的抗氧化性,在抗誘變、抗腫瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老等方面都具有良好的作用[3]。
按其發(fā)生原因可分為原發(fā)性高脂血癥和繼發(fā)性高脂血癥。原發(fā)性高脂血癥是指非因其它疾病引起,可能由于遺傳缺陷或者后天飲食習慣、生活方式以及其它自然環(huán)境因素所致的高脂血癥,可分為以下幾種:Ⅰ型高脂血癥、Ⅱa型高脂血癥、Ⅱb型高脂血癥、Ⅲ型高脂血癥、Ⅳ型高脂血癥、Ⅴ型高脂血癥。
繼發(fā)性高脂血癥是指某些原發(fā)病在病理演變過程中造成脂蛋白代謝紊亂,繼發(fā)出型高脂血癥;常見有肥胖癥和糖尿病等。
高血脂及脂質(zhì)代謝障礙是造成動脈粥樣硬化(AS)的主要危險因素。動脈粥樣硬化指主動脈、中等動脈(如腦、腎、冠狀動脈內(nèi)膜)的脂類、碳水化合物及血液成分沉積壞死形成粥瘤,平滑肌細胞和膠原纖平滑肌細胞和膠原纖維增生、鈣化和硬化,形成血栓而致管腔閉塞。粥樣斑塊的范圍越大,血管腔狹窄越嚴重,通過的血量就越少。如果粥樣硬化只涉及到大動脈,對身體影響不大。最為嚴重的是腦動脈及冠狀動脈,特別是在它們的入口或分叉處發(fā)生粥樣硬化,就會出現(xiàn)血流供應不足,產(chǎn)生心絞痛、心肌缺血、腦供血不足或腦栓塞等癥[4]。由此引起的心腦血管疾病嚴重危害人類健康,有時還可導致高血壓、糖尿病、冠心病等疾病的發(fā)生。由于造成危害的嚴重性,人們對于高脂血癥的治療及預防愈來愈重視。目前的治療以預防及藥物治療為主。
降低血脂的途徑主要有以下4方面:
第一,提高脂蛋白脂肪酶和卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶的活性,增加HDL含量,從而促進脂質(zhì)分解代謝,抑制脂質(zhì)合成轉(zhuǎn)運及在動脈壁上的沉積。
第二,抑制膽固醇的生物合成途徑中一個或幾個環(huán)節(jié)。
第三,與膽固醇或其轉(zhuǎn)化物膽酸結(jié)合,從而抑制其在腸內(nèi)的吸收,促進降解和排泄。膽固醇在肝中轉(zhuǎn)化為膽酸,再排入腸腔,大部分膽酸經(jīng)門靜脈吸收回肝臟再利用(即肝腸循環(huán)),小部分隨糞便排出。如果阻斷膽汁酸的肝腸循環(huán),減少重吸收數(shù)量,不僅可增加膽汁酸衍生物的排泄量,還能通過反饋機制增強膽汁酸合成限速酶的活性,可促使更多膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸,達到降低血膽固醇的目的[5]。
第四,通過抗氧化來降血脂。體內(nèi)多余自由基以活性氧為主,易溶于膜中,氧濃度高有利于引發(fā)脂質(zhì)過氧化的鏈式自由基反應,從而造成膜脂質(zhì)破壞,脂質(zhì)代謝紊亂,動脈硬化。通過清除機體內(nèi)多余自由基可以達到降血脂的目的。
2.1.1 多糖類降脂的主要類型
2.1.1.1 黑木耳多糖。本實驗組王振宇等探究比較深入的是黑木耳多糖,通過在動物實驗的基礎上得出黑木耳多糖具有降血脂和抗動脈粥樣硬化的作用;除此外通過研究得出黑木耳多糖具有抗脂質(zhì)過氧化作用,對機體免疫功能有明顯的促進作用[6]。
2.1.1.2 枸杞多糖。羅瓊等探討了枸杞、枸杞多糖粗品LBP及其純化組分LBP-X對四氧嘧啶180mg/kg造模的實驗性家兔高脂血癥的降血脂作用,結(jié)果顯示枸杞多糖具有降低高脂血癥兔血脂(血清總膽固醇TC、血清甘油三酯 TG)的作用[7]。
2.1.1.3 南瓜多糖。左耀明等通過動物對比試驗得出南瓜多糖的這種降血脂作用,既能預防和治療糖尿病并發(fā)癥,也具有抗動脈粥樣硬化作用[8]。石揚等研究降血糖實驗中發(fā)現(xiàn),南瓜多糖在使糖尿病大鼠血糖顯著下降的同時,還使總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和游離脂肪酸含量顯著降低,高密度脂蛋白含量顯著升高[9]。
2.1.1.4 黃芪多糖。黃芪多糖對高脂血癥大鼠有明顯的血脂調(diào)節(jié)作用和肝臟保護作用[10];并通過健康人群受試者每日早晚各1次服用黃芪多糖(保健食品)總療程共4周,也能有效地降低健康人血清總膽固醇、載脂蛋白B、低密度脂蛋白膽固醇的水平[11]。
2.1.2 多糖類降脂的作用機理。多糖類物質(zhì)因其化學結(jié)構具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂質(zhì)過氧化的活性,起到保護生物膜和延緩衰老的作用。通過清除體內(nèi)多余的自由基可達到降脂的作用。一種解釋是自由基·OH可奪取多糖碳氫鏈上的氫原子結(jié)合成水,而多糖的碳原子上留下單電子可繼續(xù)氧化形成過氧自由基,后者可進一步分解;另一種解釋是多糖環(huán)上的羥基可與產(chǎn)生·OH等所必需的金屬離子絡合,從而抑制活性氧自由基的生成。
2.2.1 黃酮類降脂的主要類型。黃酮類化合物廣泛存在于蔬菜、水果和藥用植物中。到目前為止,在植物中已發(fā)現(xiàn)近10000種結(jié)構獨特的黃酮類化合物。黃酮類物質(zhì)又稱類黃酮[12]物質(zhì),是以a-苯基苯并吡喃酮為主體的一系列物質(zhì)的總稱。其主要類型有黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、雙黃酮、查耳酮和異黃酮。不同類型的黃酮化合物表現(xiàn)不同的生物活性和功能。
2.2.2 黃酮類物質(zhì)降血脂的作用機理。黃酮類物質(zhì)降血脂的作用機理主要通過抗氧化作用實現(xiàn),中藥中所含的抗氧化物質(zhì)消除自由基有以下2條途徑。一條是消除鐵銅等金屬離子的催化作用:黃酮類中某些物質(zhì)可螯合金屬離子,金屬離子被螯合后失去了催化脂質(zhì)氧化的能力,從而阻礙了氧化反應的發(fā)生;另一條就是供給過氧化物自由基一個氫原子,使其轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^氧化物,從而阻斷游離基連鎖反應。許多抗氧化物質(zhì)都可提供淬滅各種活性氧自由基所需要的氫,從而清除自由基,抑制過氧化作用,保護各器官的細胞膜結(jié)構。山楂為常用中藥材,主要含金絲桃苷為主的黃酮類有機酸,構建小鼠高脂模型,分別給予金絲桃苷50.15mg/kg,酶反應終點法測定血清 TC、TG、HDL值,發(fā)現(xiàn)有明顯降低小鼠血清TC和升高HDL/TC的作用,其作用與升高HDL百分比值和清除自由基關鍵酶SOD活性有關[13];二氫丹參酮[14]、沙棘黃酮[15]、銀杏葉黃酮[16]、淡豆豉中大豆異黃酮[17]、木瓜總黃酮[18]和黃芩莖葉總黃酮[19]均具有抑制高脂血癥動物TC、TG、空腹血糖的升高和肝脂質(zhì)過氧化物的作用(P<0.05),提高SOD活力,減少自由基的生成,明顯降低所有脂質(zhì)化參數(shù),對高脂血癥有顯著的預防和治療作用。
2.3.1 多酚類降脂的主要類型。酚類化合物具有較強的抗氧化能力,通過抗氧化作用和清除自由基來實現(xiàn)降血脂的作用,這里主要講述茶多酚。茶多酚主要存在新鮮茶葉中,是一類由黃烷醇、黃酮類和酚酸類等多酚類化合物組成的強抗氧化劑,其主要成分是兒茶素及其衍生物[20]。
2.3.2 多酚類降脂的作用機理。多酚降血脂的作用機理與黃酮類似,大量實驗證明也是通過抗氧化作用和清除自由基來實現(xiàn)的。茶多酚中的主要成分為黃烷醇類,由于含有很多酚性羥基,易氧化成醌類而提供氫原子,氫原子與自由基結(jié)合,使其還原為惰性化合物,以防止過量自由基對細胞的損傷;同時茶多酚通過自身氧化,抑制膽固醇及不飽和脂肪酸的氧化,減少膽固醇及其氧化物在動脈壁上沉積,促進不飽和脂肪酸對膽固醇的轉(zhuǎn)運和清除,從而起到預防高脂血癥,抑制動脈硬化形成[21]。
近年來,隨著食品科學及醫(yī)學科研條件的改善和提高,對天然產(chǎn)物類降血脂作用的研究也取得了長足的進步,越來越多的具有降血脂功能的天然物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)并被深入研究,許多具有降血脂作用的功能性因子被成功提取并純化,甚至闡明結(jié)構和作用機理。根據(jù)高血脂的發(fā)病機制,天然物質(zhì)作用大多為多途徑和多系統(tǒng),而治療高血脂的西藥其效果都不是很理想并易出現(xiàn)不良反應,與此相比上述新化合物在高血脂的預防和治療方面具有更大的潛力。因此,應充分利用它們的作用優(yōu)勢,開拓出治療高血脂的新途徑。而且上述天然產(chǎn)物分布廣泛,資源豐富,是一種天然的保健資源,并且隨著提取、制備工藝的不斷改進,可以把它們作為以后研究的側(cè)重點。
血脂調(diào)節(jié)是復雜的體系,涉及多途徑、多基因調(diào)控,不同降脂途徑間有反饋關聯(lián),不能靠單一的途徑解決問題。研究各種降脂保健功能因子的協(xié)同作用及對脂質(zhì)代謝相關基因表達的影響,應從多位點多途徑開發(fā)更有效的降脂產(chǎn)品。因此,降脂天然產(chǎn)品開發(fā)應該以一個功能為主,采用相關多功能相結(jié)合。即使是單一功能,也要采用多途徑、不同機理的多組分復配方式才能起到良好的功效。而且隨著現(xiàn)代醫(yī)學研究的進展,近年來,中藥及其有效成分降糖作用的研究已從觀察血糖、血清胰島素等指標,深入到細胞、分子水平。應將中藥的研究與現(xiàn)代科學手段和規(guī)范的方法有機結(jié)合起來,并立足于臨床,爭取更多有意義的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。對植物純天然提取物的單體結(jié)構及其綜合生理活性要有更加全面、清晰的認識,深入開展對其生物學活性的研究,今后應該加強些方面的深入研究,并結(jié)合現(xiàn)代分子生物學技術,從基因水平來探討降血脂作用,這也是未來研究的主要方向之一。只有這樣才能更加充分、合理、科學地將其用于醫(yī)用材料、食品添加、醫(yī)藥保健以及化妝品行業(yè),不僅對保障人民健康作出貢獻,而且可以創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益。
[1]唐傳核.幾種調(diào)節(jié)血脂功能食品的開發(fā)概況[J].糧油食品科技,2001,9(4):15-21.
[2]凌關庭.氧化·疾病·抗氧化(Ⅰ)[J].糧食與油脂,2003(9):50-53.
[3]金 瑩,孫愛東.植物多酚的結(jié)構及生物學活性的研究[J].中國食物與營養(yǎng),2005(9):27-29.
[4]程樺.內(nèi)分泌代謝系統(tǒng)疾病[M].北京:科學技術出版社出版,2000:235-242.
[5]Jiao Rui,Zhang Zesheng,Yu Hong jian,et al.Hypocholesterolemic activity of grape seed proanthocyanidin is mediated by enhancement of bile acid excretion and up-regulation of CYP7A1[J].J Nutr Biochem,2011,21(11):1134-1139.
[6]鄭炯,黃明發(fā),張坤.黑木耳多糖生物活性研究進展[J].糧食與油脂,2006,10:45-47.
[7]羅瓊,閻俊,李瑾瑋,等.枸杞及其多糖對家兔血脂的影響[J].營養(yǎng)學報,1997,19(4):415-418.
[8]左耀明,葉士伶,萬小蘭,等.南瓜多糖的提取、分析和降血糖試驗研究[J].食品科學,2001,22(12):56-58.
[9]石揚,熊學敏,曹玨,等.南瓜多糖對血糖的調(diào)控及2型糖尿病療效評價[J].中南醫(yī)藥,2003,1(5):275-277.
[10]童紅莉,田亞平,汪德清,等.黃芪多糖對高脂血癥大鼠血脂的調(diào)節(jié)[J].中國臨床康復,2006,10(11):68-70.
[11]尹俊青,宋淑珍,田亞平,等.黃芪多糖對健康人群血脂水平的干預效應[J].中醫(yī)康復研究,2005,9(31):160-161.
[12]Hoie L H,Guldstrand M,Sjoholm A,et al.Cholesterol-lowering effects of a new isolated soy protein with high levels of nondenaturated protein in hypercholesterolemic patients[J].Advances inTherapy,2007,24(2):439-447.
[13]繆亞東,歐陽臻,袁斌.葛根、山楂、制首烏的提取物降血脂作用的研究[J].現(xiàn)代中藥研究與實踐,2008,22(3):27-29
[14]林肖惠,徐為人,劉鵬,等.二氫丹參酮Ⅰ的降血脂作用研究[J].中草藥,2008,39(9):1378-1380.
[15]張紅霞,申林.沙棘黃酮口服液調(diào)節(jié)血脂作用研究的綜述報告[J].沙棘,2002,15(1):25-26.
[16]李傳勛,周琴,高廣猷,等.銀杏葉黃酮對高血脂大鼠血脂水平的影響[J].大連醫(yī)科大學學報,2001,23(3):179-180.
[17]Wilson A,Nicolosi R J,Kotyla T.Soy protein without isoflavones reduces aortic total and cholesterol ester concentrations greater than soy protein with isoflavones compared with casein in hypercholes-terolemic hamsters[J].Nutrition Research,2007,27(8):498-504.
[18]周曉麗,邵震,李婷婷,等.木瓜總黃酮的提取及抗氧化性研究[J].食品工業(yè)科技,2007,28(8):170-172
[19]佟繼銘,劉玉玲,符景春,等.黃芩莖葉總黃酮調(diào)血脂作用研究[J].中草藥,2000,31(3):196-198.
[20]Chan P T,F(xiàn)ong W P,Huang Y,et al.Jasmine green tea epicatehins are hypolipidemic in hamster(Mesocricetus auratus)fed a high fat diet [J].J Nutr,1999,129:1094-1101.
[21]Yang T T,Koo M W.Chinese green tea lowers cholesterol level through an increase in fecal lipid excretion[J].Life Sci,2000,66:411-423.