植物化学物与心血管疾病关系的研究进展

孙威 严啸 李汇华

摘要：综述了多酚类化合物、类黄酮、大蒜素、番茄红素、植物甾醇等植物化学物与心血管疾病的关系。

关键词：植物化学物;膳食营养;心血管疾病

植物化学物具有抗氧化、降低血清胆固醇的生物学作用，与心血管疾病的发生和发展密切相关。本文综述了植物化学物与心血管疾病关系的研究进展。

1 多酚类化合物与心血管疾病的关系

饮食中常见的多酚类化合物有黄烷醇、黄烷酮、羟基肉桂酸、黄酮醇等。研究表明，多酚对慢性疾病具有保护作用。多酚类物质具有抗氧化和抗动脉粥样硬化的特性，能抑制过氧化自由基诱导的DNA链损伤，抑制血小板凝集，减少低密度脂蛋白（LDL）氧化，改善血管内皮功能[1-3]。

1.1 白藜芦醇

研究表明，白藜芦醇通过抗氧化作用、刺激血管内皮生成一氧化氮、抑制血管炎症和血小板聚集等多种机制，在不同的高血压模型中发挥抗高血压的作用。每天摄入150mg的白藜芦醇可使血压显著降低11.9mmHg[4]。白藜芦醇通过控制Ca2+动员，对高血压、心脏缺血/再灌注损伤、心肌肥厚以及心力衰竭起到治疗作用[5]。白藜芦醇具有心脏保护特性，适用于治疗冠心病等心血管疾病。白藜芦醇对改善冠心病患者血液动力学和心肌缺血具有积极作用。长期低剂量膳食白藜芦醇补充剂可改善慢性心力衰竭大鼠的心血管结构和功能恶化[6]。据报道，白藜芦醇可激活主动脉平滑肌细胞中烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT），通过NAMPT-SIRT4-端粒酶轴作用于人主动脉平滑肌细胞，影响心血管疾病的发生、发展[7]。

1.2 苹果多酚化合物

多酚类化合物主要存在于水果和蔬菜的外层及整粒的谷物中。从苹果皮和苹果肉中提取多酚，研究其对血压、血管内皮功能。采用高脂高果糖饮食后小鼠血压、血脂、血胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平升高，血清一氧化氮、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平下降。每天给予250mg/kg 苹果多酚提取物的小鼠与高脂高果糖饲喂的小鼠相比，血压降低、内皮功能改善。此外，苹果皮多酚提取物比苹果肉多酚提取物表现出更强的心脏保护作用。因此，苹果多酚具有心脏保护作用，尤其是苹果皮，可能是预防心血管疾病的优秀来源[8]。

1.3 茶多酚化合物

茶多酚能降低血压，能减少脂肪氧化以及血清氧化型LDL（OX-LDL）水平，还能抑制3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶活性，减少内源性胆固醇合成。另外，茶多酚可保护神经元、抵抗氧化应激诱导的损伤、降低心血管疾病风险和改善心血管功能[9]。

1.4 其他多酚类化合物

临床试验表明，鱼油多酚能降低血清LDL-C 浓度，改善高密度脂蛋白的功能，调节脂质分布、氧化应激反应、血压以及血管内皮功能，还可通过抑制细胞因子抵抗炎症。此外，鱼油多酚可刺激机体合成一氧化氮，舒张血管，降低收缩压[10-11]。

2 类黄酮与心血管疾病的关系

类黄酮具有保护心脏的功效。蔬菜、水果、茶叶及红葡萄是类黄酮的良好来源。类黄酮包括异黄酮和花青素等。类黄酮可以抑制有害的LDL的产生，还有降低血栓形成的作用。流行病学研究证实，类黄酮摄入量高者，冠心病死亡率较低。可可中富含类黄酮，能改善血压、血管内皮功能、胰岛素抵抗及血脂等[12-14]。

2.1 异黄酮

异黄酮是一种植物雌激素，主要存在于植物中，可以结合到哺乳动物体内雌激素受體上并能发挥类似于内源性雌激素作用的成分。目前异黄酮中研究较多的是大豆异黄酮。M Messina等[15]通过Meta分析发现（包括9项涉及绝经后妇女的临床试验）异黄酮显著改善血流介导的血管扩张，可通过增加循环内皮祖细胞数量来改善内皮细胞的功能以取代受损内皮细胞。此外，富含异黄酮的大豆蛋白能降低进展性亚临床动脉粥样硬化颈动脉内膜厚度，其作用机制主要为大豆异黄酮能抗炎、减少血栓形成，从而抑制动脉粥样硬化进展[16]。

2.2 花青素

一项流行病学研究发现，膳食花青素摄入量与心肌梗死有关，可使得心肌梗塞风险的发生率降低32%（95%CI= 4%～51%;P=0.03）;然而，其他主要的类黄酮类（异黄酮）与心肌梗塞无相关性[11]。使用富含花青素的水果、蔬菜或花色素提取物进行干预研究，发现LDL氧化和脂质过氧化减弱，血浆抗氧化能力和血脂异常显著改善。花青素可作为膳食补充剂或作为药物治疗心血管疾病[17]。Isaak CK等[18]研究表明，越橘花青素可以保护H9c2细胞免受缺血再灌注损伤，富含花青素的饮食能降低心血管疾病发生率和死亡率。越橘中的3种主要花色素苷越可保护心脏细胞免受氧化应激诱导的细胞凋亡，对过氧化氢诱导的细胞凋亡具有保护作用，并可恢复活细胞的数量。

3 大蒜素与心血管疾病的关系

大蒜中的主要活性物质是氧化形式的二丙烯二硫化物，即蒜素，主要存在于大蒜和其他球根状植物中。大蒜素可降低血清同型半胱氨酸水平，改善高同型半胱氨酸血症并减轻血管内皮损伤程度。在研究中假设大蒜素具有抗动脉粥样硬化作用，将62例高同型半胱氨酸血症冠心病患者随机分为大蒜素组和对照组。在治疗前后对所有患者进行诊断评估，进行血浆同型半胱氨酸测定、血脂测定及颈动脉B超检查。12w后，大蒜素组颈动脉内膜中层厚度、血浆血清同型半胱氨酸水平、总胆固醇、甘油三酯水平均显著降低（P<0.05），大蒜素组降低幅度明显高于对照组（P<0.01），这些发现提示降低血浆同型半胱氨酸水平可能有助于预防冠心病患者动脉粥样硬化的发生和发展[19]。García-Trejo EM等[20]研究大蒜素对慢性肾脏病大鼠高血压和心功能的影响，将大鼠随机分为慢性肾脏病（5/6肾切除）和慢性肾脏病-大蒜素治疗[40mg/（kg·d）]组。6w内监测大鼠血压、测定心脏功能、血管对血管紧张素II（Ang II）的反应以及氧化应激和心脏形态学参数（心脏和左心室重量、心脏/体重、左心室质量指数和壁厚）。慢性肾脏病组出现高血压和蛋白尿、左心室压力下降、Ang II和Ang II 1型受体的表达增加。这些数据与形态参数的增大有关。大蒜素组治疗后高血压下降，肾脏和心脏功能障碍得到改善;此外，它降低血管对Ang II的反应性、AngII 1型受体过度表达。大蒜素还上调抗氧化酶活性，并减少氧化应激反应。血管内皮细胞凋亡与动脉粥样硬化和心血管疾病具有显著的相关性，ox-LDL是主要的危险因素。将人脐静脉内皮细胞（HUVEC）暴露于ox-LDL中，降低细胞存活力，诱导细胞凋亡并提高胱天蛋白酶-3、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶和活性氧（ROS）的活性。用大蒜素预处理可显著挽救细胞活力，抑制ox-LDL诱导的HUVECs细胞凋亡及蛋白酶-3（caspase-3）活性、NADPH氧化酶活性和ROS产生，且保护作用呈剂量依赖性。大蒜素通过减少细胞凋亡、抑制caspase-3和NADPH氧化酶相关凋亡信号传导来保护HUVECs免于ox-LDL诱导的内皮损伤，从而调节心血管疾病和动脉粥样硬化[21]。另有研究表明，大蒜片能显著降低血浆总胆固醇水平，降低舒张压和收缩压，减小患者颈动脉内膜中层厚度，可作为动脉粥样硬化辅助治疗的一部分[22-23]。

4 番茄红素与心血管疾病的关系

番茄制品或番茄红素可降低心血管疾病风险。流行病学证据表明，番茄红素的摄入与动脉粥样硬化、充血性心力衰竭或心房纤维性颤动显著相关，较高的番茄摄入量能降低冠心病的发病率[24]。番茄红素预防心脏病的生物学机制包括降低血胆固醇、抑制氧化应激、调节炎症、增强细胞间通讯和诱导细胞凋亡、代谢成类维生素A和抗血管生成作用。体外研究显示，番茄红素可以调节T淋巴细胞活性，从而抑制动脉粥样硬化的发展[25]。从社区招募144名45～68岁的受试者，将受试者随机分为3组（每组48人），每天分别给予叶黄素20mg、叶黄素20mg+番茄红素20mg及安慰剂，共12个月。联合干预组血清叶黄素、番茄红素浓度明显增加（P<0.001），而安慰剂组没有显著变化。在第12月，叶黄素和联合干预组的颈动脉内膜中层厚度平均值分别下降了0.035mm（P= 0.042）和0.073mm（P<0.001）。颈动脉内膜中层厚度的变化与血清番茄红素、叶黄素浓度的增加呈负相关（P<0.05），叶黄素和番茄红素的补充降低了颈动脉内膜中层厚度。但是需要进一步研究确定叶黄素和番茄红素是否存在协同作用[26]。为探讨番茄或番茄红素对心肌梗死后心脏重塑的影响，Pereira BLB等[27]进行了一系列实验。将雄性大鼠分为4组：标准饲料组、标准饲料+梗塞组、番茄红素+梗塞组和添加番茄+梗塞组。发现在摄入番茄红素的梗塞组和添加番茄的梗塞组中，由梗塞引起的间质纤维化减少。摄入番茄和番茄红素还改善了心脏重塑和心梗后的心脏舒张功能。此外，番茄红素可降低转化生长因子-β1（TGF-β1）、I型胶原、III型胶原、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、caspase-3、caspase-8和caspase-9的表达，抑制核因子信号通路的活化、炎症及细胞凋亡。番茄红素干预后，心肌梗死后心室重塑水平也降低。番茄红素可抑制核因子信号通路，从而降低心肌梗死后炎症反应和心肌细胞凋亡，这可能是番茄红素减轻心室重塑的关键机制[28]。

5 植物甾醇与心血管疾病的关系

植物甾醇是在植物来源的食物中发现的生物活性化合物，可分为植物甾醇和植物甾烷醇，存在于蔬菜、坚果等，每日摄入1.6～3g能降低血清LDL-C水平，其作用的机制是减少小肠对面胆固醇的吸收[9]。植物中天然存在的植物甾醇可以减少肠内胆固醇的吸收。为了探究植物甾醇与血压、血胆固醇的关系，CL Cheung等[29]将 221名参与者（41名男性、180名女性，24～79岁）随机分配到干预组与对照组，干预组每天给予含植物甾醇1.5g的低脂牛奶（n=110）对照组给予常规低脂牛奶（n=111）3w。与对照组相比，干预组血清LDL-C水平显著降低（9.5%±2.0%; P<0.000 1）。同时，植物甾醇摄入也降低了与总胆固醇（P<0.000 1）和舒张压（P=0.01）的降低有关。临床研究表明，摄入植物甾醇（2g/d）与LDL-C水平降低（8%～10%）有关，一些指南建议每天摄入2g植物甾醇和/或植物甾烷醇可以降低LDL-C水平。虽然植物甾醇可以降低血LDL-C水平，但没有证据表明它们可以降低心血管疾病的风险;相反，一些研究表明，随着血清植物甾醇水平的升高，动脉粥样硬化的风险增加[30]。TE Sialvera等[31]将108名代谢综合征患者随机分为2组，第一组给予植物甾醇饮料，每天提供4g植物甾醇;第二组给予不含植物甾醇的饮料。经过2个月的干预，与对照组相比，干预组血清总胆固醇、LDL-C、载脂蛋白B和甘油三酯浓度显著降低（P<0.05）。此外，植物甾醇补充剂分别使血清总胆固醇、LDL-C、甘油三酯降低15.9%、19.1%、20.3%（P=0.02、P<0.001、P<0.001）。补充植物甾醇可减轻冠状动脉相关疾病症状，植物甾醇可作为辅助治疗高脂血症、冠状动脉相关疾病的膳食补充剂。

6 结论

我国心血管疾病危险因素流行趋势明显，导致心血管疾病的发病人数持续增加。植物化学物能影响心血管疾病发生和發展，降低其发病率、患病率及死亡率。植物化学物广泛存在于蔬菜、水果等植物性食物中，来源丰富、便于获取。从植物性食物中提取植物化学物有望成为预防和治疗心血管疾病的新策略。◇

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