山萘酚抗氧化作用研究进展
2012-09-12何煜舟汪云开蒋旭宏黄小民吴丽娟
何煜舟 汪云开 祝 晨 蒋旭宏 张 微 黄小民 吴丽娟
浙江中医药大学附属第一医院 杭州 310006
山萘酚抗氧化作用研究进展
何煜舟 汪云开 祝 晨 蒋旭宏 张 微 黄小民 吴丽娟
浙江中医药大学附属第一医院 杭州 310006
山萘酚 抗氧化 进展
山萘酚(Kaempferol)属于黄酮醇类化合物,大量存在于水果、蔬菜、豆类、茶叶中。山奈酚具有多种生物学作用,如抗氧化、抗炎、抑制肿瘤生长及保护肝细胞[1-4]、抑制血小板聚集和黏附作用[5]等。现就山萘酚的抗氧化作用研究进展综述如下。
1 山萘酚的来源及理化性质
山萘酚广泛存在于草莓、葱、羽叶甘蓝、卷心菜、小红萝卜、红甜菜叶和菊苣等果蔬中,另外还存在于许多中草药中,如沙棘、银杏叶等。可以通过反相高效液相色谱、薄层色谱扫描、紫外分光光度法、质谱、光谱分析进行分离和鉴定。山萘酚的分子式为C15H10O6,分子量为286.23,黄色粉末,微溶于水,溶于热乙醇、乙醚、二甲基亚砜。
2 山萘酚立体结构及抗氧化性的关系
山萘酚,又称3,4',5,7-四羟基黄酮,其分子结构见图1。
图1 山萘酚分子结构
山萘酚具有3,4',5,7位四个羟基,可以与活性自由基相结合,从而清除自由基。同时3、5、7位酚羟基可以与金属离子络合,且7位羟基具有很强的酸性,这些都有利于发挥抗氧化性。一般认为,含酚羟基的化合物具有明显的清除氧自由基作用,可能与其所带酚羟基数目有关[6]。
3 山萘酚抗氧化机制
3.1 清除自由基 酚类抗氧化剂清除自由基的活性主要体现于O-H键的强度[7]。自由基的种类很多,其中危害最强的是超氧阴离子、羟自由基、脂质过氧化物等。叶辉等[8]从豹皮樟中提取山萘酚、槲皮素-3-0-β-D-葡萄糖苷、山奈酚-3-0-β-D-葡萄糖苷,分别研究这三种化合物对大鼠离体心、脑、肝、肾四种组织脂质过乳化的影响,研究发现以上三种化合物均具有明显的抗氧化活性,且山萘酚的抗氧化性最强,山萘酚对二苯代苦味阱基自由基(DPPH)有较为明显的清除作用,抑制作用优于另两种化合物[7]。
3.2 调节NO与NOS水平 NO是体内产生的一种氮自由基。在病理条件下,如高血压、高血脂、糖尿病、动脉粥样硬化等心脑血管疾病都有内皮细胞受损,表现为NO的储备或基础NO量的减少。体内的NO由一氧化氮合成酶(NOS)合成,而AS斑块内NOS活性增强[9]。有研究发现在老年大鼠氧化状态的牙龈组织中,山萘酚能够减少NOS、TNF-α的表达,该研究推断山萘酚可能通过抑制NOS和TNF-α的表达来抑制ROS的产生[10]。
研究发现[11],山萘酚可以促进氧化损伤的内皮细胞NO水平升高,提示山萘酚可能促进损伤的内皮细胞功能恢复,山萘酚可能是通过抑制NO降解来实现对氧化损伤的内皮细胞保护。
3.3 抑制脂质过氧化,增强抗氧化酶活性 作为内源性氧自由基清除剂的代表,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力在一定程度上反映了内源性氧自由基的清除能力;膜脂质降解产生的主要代谢产物丙二醛(MDA)是常用来反映脂质过氧化的一个指标[12]。研究发现[13],山萘酚能够显著降低缺血再灌注大鼠脑组织MDA的含量,还能增强SOD及GSH-PX活性,从而提高抗氧化能力,抑制脂质过氧化物,预防脂质代谢紊乱,有效提高脑组织中SOD的含量,降低自由基脂质过氧化反应终产物MDA的含量,从而对脑组织起到保护作用。
3.4 抑制低密度脂蛋白氧化损伤 低密度脂蛋白(LDL)与动脉粥样硬化(AS)关系密切,高LDL血症是AS的主要危险因素。体内脂质过氧化物的代谢产物丙二醛(MDA)极易修饰LDL,成为MDA-LDL,单核巨噬细胞受体将其辨认、内饮,形成泡沫细胞。LDL可以经过多种类型的细胞、过渡金属离子或脂加氧酶的氧化修饰产生氧化修饰LDL(Ox-LDL),从而促进AS的形成,对机体造成损害。山萘酚对LDL氧化损伤有很好的保护作用。研究发现[14],山萘酚不仅能抑制铜离子诱导低密度脂蛋白(LDL)氧化成氧化修饰低密度脂蛋白(Ox-LDL),且还能降低人单核细胞(THP-1)源性巨噬细胞表面CD36蛋白的表达,阻止该细胞对Ox-LDL的摄取,从而起到保护LDL的氧化损伤。
3.5 抑制线粒体膜电位降低和细胞色素C释放 氧化损伤能导致细胞凋亡,而线粒体在细胞凋亡过程中起着枢纽作用,细胞发生凋亡可因多种细胞凋亡因子诱导,在细胞凋亡级联反应过程中最早发生的事件认为是线粒体膜电位的下降。实验证实,线粒体在死亡信号的诱导下,跨膜电位下降,膜通透转变孔道开放是细胞凋亡的早期特征[15]。线粒体膜电位下降一旦进入不可逆过程,就会引起线粒体膨胀以及外膜的破裂,各种凋亡因子如Cyt C会通过线粒体通透性转运孔道或破裂的外膜直接泄漏,细胞色素C从线粒体内释入胞浆,释放的CytC依次激活胞浆中凋亡蛋白酶活化因子-1(APAF-1)、Pro-caspase-9,导致caspase-3的激活,导致细胞凋亡。研究发现[16],山萘酚可抑制线粒体膜电位下降,抑制细胞色素C的释放,从而抑制线粒体途径细胞凋亡的发生。山萘酚可以通过降低凋亡关键性蛋白酶Caspase-3的表达与活化,可能可以减少再灌注期神经元凋亡的发生,从而促进脑缺血后神经元的存活[17]。
3.6 影响NF-κB信号通路 核转录因子KB(nuclear-factor1 B,NF-KB)是一种重要的核转录因子,广泛表达于各种细胞中,调控诸多细胞因子的表达,对细胞增殖、凋亡和炎症发挥重要的调节作用。张仁云等[18]研究多巴胺能神经元细胞和神经胶质细胞在氧化应激条件下,NF-KBmRNA表达明显增加,使得神经细胞免受氧化损伤。Kim等[10]研究发现山萘酚可通过NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径抑制ROS的产生。Ji Min等[19]通过喂食不同年龄的老鼠山萘酚饮食,发现山萘酚能够减少随年龄相关性增加的NF-κB活性和NF-KB依赖的促炎症基因的活性,该研究还发现山萘酚能够通过抑制随着年龄增长引起的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH氧化酶)的表达,从而阻止NF-κB活性抑制。该研究指出山萘酚能够发挥调节与年龄相关的NF-κB信号级联和促炎症基因,通过抑制年龄引起的NADPH氧化酶激活起到抗氧化和抗炎作用。
4 展望
山萘酚从结构上来看,具有黄酮类物质共有的抗氧化结构特点——四个羟基。另外,实验研究已充分证明山萘酚能有效地清除自由基,具有很强的抗氧化能力。但是由于山萘酚体内代谢和吸收机制还不是很明确,所以体内抗氧化研究还很少。因此,系统全面地研究山萘酚在体内代谢、吸收情况,明确山萘酚在体内的作用机制,是今后研究的一个重点。
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浙江省教育厅科研项目(No:20060749)
2011-11-21