花色苷与细胞衰老的相关研究

李京格

（河南工业大学，河南郑州 450001）

0.引言

诸多研究实验已经表明，花色苷具备明显的抗细胞衰老功能，但是对于花色苷不同种类及不同剂量的抗细胞衰老机制研究并不是十分明确。可见业界学者需要进一步研究花色苷与细胞衰老之间的关系及作用机理，从细胞分子生物学角度为抗细胞衰老食品及保健品的研发与生产提供理论支持，充分发挥花色苷的抗细胞衰老性能，在避免出现其他化学成分副作用的同时，有效预防老年性慢性疾病，确保机体健康。

1.花色苷基本结构及提取方法

1.1 花色苷基本结构

花色苷为黄酮类化合物，基本碳结构为C6-C3-C6。花色苷主要的存在形式为糖苷，并且能够与葡萄糖、麦芽糖、鼠李糖、龙胆糖、拉伯糖、乳糖、半乳糖、等糖类物质相连接。花色苷对于人体的有利作用较多，例如，抗癌、有效抑制不良菌种、保护肝脏、降低血糖和血压、强化和改善记忆、抗基因突变等，因此能够降低癌症、肝损伤、心脑血管疾病、记忆力下降、炎症、高血压、高血糖、高血脂等症状及疾病的发生概率，这些疾病都属于老年阶段的常见疾病，一旦患病便会降低患者的身体机能，加速患者的细胞衰老。

1.2 花色苷提取方法

溶剂提取法。混合提取花色苷的天然产物与酸性极性溶剂，例如，甲酸、盐酸、柠檬酸、乙酸、酸化水等，并且具体应用浓度有一定差别。这是因为花色苷中同时具备了酸性基团与碱性基团，酸性极性溶剂能够有效预防花色苷的降解。此方法能够显著提高花色苷的耐降解性能，但是也会造成较高的提取成本。

酶水解法。混合提取花色苷的天然产物与多酚氧化酶抑制剂，随后再进行膜分离。此方法能够显著提高花色苷的成色价和纯度，但是也会增加提取成本。

超声波微波辅助法。混合提取花色苷的天然产物与酸化乙醇提取剂，随后通过超声波辅助技术进行提取。此方法能够显著提高花色苷的提取效率，缩短花色苷的提取时间，并且提取所需要的能源较少。

发酵提取法。将提取花色苷的天然产物洗净、蒸熟、粉碎，用100ks调制一次醪混合，经过8d的发酵之后，调制二次醪。此方法得到的花色苷的淀粉含量较低，澄清度较高。

2.花色苷抗细胞衰老的作用及机理

2.1 清除自由基活性

花色苷属于一种自然的自由基清除剂，具体作用机理如下：花色苷能够抑制蛋白质氧化反应、与金属离子Cu2+结合、抑制维生素C氧化反应、提高维生素C含量、激发维生素E生成、淬灭单线态氧。据相关研究显示，葡萄、紫甘薯、红甘蓝、茄子中均能够提取出不同类型的酰化花色苷，尽管花色苷抗氧化活性、自由基活性清除能力有所差别，但是可以确定的是酰化花色苷的抗氧化活能力与α-生育酚基本没有差异，其中以紫甘薯提取出酰化花色苷的抗氧化活能力最高，并且紫甘薯酰化花色苷的抗氧化活能力要高于白色、黄色、乳白色等其他颜色甘薯酰化花色苷[1]。

无论是在体内还是体外，花色苷都具有十分显著的自由基活性清除能力，从而形成较为稳定的抗氧化系统结构，这表明人类能够通过食用花色苷含量较高的食物，来有效减缓细胞衰老，不但有利于延长寿命，还有利于实现对各种慢性疾病的预防。可见已经有较多实验证实了自由基能够另蛋白质、核酸、脂肪等大分子物质发生氧化反应，这些物质出现损害迹象，而这些物质被损害正是神经系统疾病、心血管疾病、癌症等疾病的发病原因和严重原因，既然花色苷能够清除自由基活性，也就能够起到显著的抗细胞衰老效果。

2.2 抑菌作用

花色苷具备抑制大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌等不良菌种的作用，并且抑菌效果与浓度为正相关关系，即花色苷浓度越高，抑菌效果越为显著。基于电镜观察结果、不良菌种生长曲线分析结果，可以归结花色苷的抑菌作用机理如下：花色苷能够降低细菌细胞中酶和蛋白质的活性，抑制数生长期细胞分裂，导致细胞质解体、固缩，最终另细胞死亡。但是花色苷不具备抑制黑曲霉菌的作用。

2.3 抗癌作用

花色苷具备抗癌的作用，具体作用机理如下：花色苷能够降低皮肤和血清的超氧化物歧化酶活性、降低谷胱甘肽过氧化物活性、抑制肉瘤S180合成，从而抑制肿瘤合成及生长。据相关研究显示，花色苷能够加速胃癌细胞的程序性死亡，因此能够实现对胃癌的有效预防[2]。由此可以发现，花色苷具备阻止癌细胞转移到其他未患病机体位置及未浸润细胞组织中，当癌细胞的转移得到有效抑制之后，机体内的癌细胞数量便能够得到有效控制。同时，花色苷还具备调节机体内各种酶含量的作用，从而平衡机体内部环境和外部环境，形成对机体内细胞癌变的阻碍。这些都表明，关于花色苷在抗癌方面作用的研究还将持续增加和深入，花色苷在预防癌症方面的作用还需要进一步被发挥。

2.4 保护肝脏作用

花色苷具备保护肝脏的作用，具体作用机理如下：花色苷能够抑制血清中硫化巴比土酸反应物、乳酸脱氢酶合成，抑制肝脏中氧化脂蛋白、硫化巴比土酸反应物合成，从而避免由于四氯化碳导致的肝功能受损、肝损伤等问题。花色苷对于已经出现肝功能受损、肝损伤的患者同样能够起到上述作用，能够应用于肝脏疾病的辅助治疗。据相关研究显示，花色苷具备中和扑热息痛的肝功能受损、肝损伤毒性的作用，具体作用机理如下：花色苷能够降低扑热息痛的细胞色素活性、提高肝脏的谷胱甘肽含量，并且将谷胱甘肽作为自由基清除剂应用[3]。

2.5 抗基因突变作用

花色苷具备抗基因突变的作用，具体作用机理如下：花色苷被提纯之后具备明显的抗基因突变能力。自然界中存在很多可以导致基因突变的物质，人类如果与这些物质进行了较长时间的接触或者是接触量过大，便会导致遗传缺陷、畸形、肿瘤等基因突变问问题，从而加快细胞衰老。目前，有大量的业界学者选择从天然产物中寻找抗基因突变的物质，如水果、蔬菜等，其中不乏大量包含花色苷的天然产物，能够有效预防细胞基因突变，避免基因突变导致的细胞衰老问题。

2.6 降低血糖和血压作用

花色苷具备降低血糖和血压的作用，具体作用机理如下：花色苷中的二酰基花色苷能够抑制α-葡糖苷酶合成，从而降低血糖、血压水平；花色苷中的非酰化花色苷能够降低α-葡糖苷酶活性、抑制麦芽糖酶合成，从而避免餐后血糖水平的提高，降低收缩压水平。据相关研究显示，只需要微量的花色苷便能起到降低血糖、血压水平的效果[4]。

2.7 强化和改善记忆作用

花色苷具备强化和改善记忆的作用，能够改善认知缺陷和记忆缺陷，与花色苷的抗氧化性能相关。可以归结花色苷的强化和改善记忆作用机理如下：花色苷能够调节突触蛋白表达，从而修复机体出现的间歇性认知损伤和记忆损伤。

3.花色苷与细胞衰老的研究现状

3.1 自由基学说

自由基学说是现阶段最具有代表性的抗细胞衰老研究学说，该学说认为人体内的自由基处于不断制造和不断清除的状态，从而维持人体内自由基的正常水平。但是，在年龄持续增长的形势下，人体内的自由基正常水平会被破坏，导致自由基过剩问题，过量的自由基能够通过氧化作用对酶类物质、蛋白质、核酸等生物大分子形成攻击，与细胞膜上的不饱和脂肪酸产生脂质过氧化反应。另外，蛋白质分子与核酸形成交联关系，降低生物酶活力，复制异常DNA，造成DNA基因突变等，最终令细胞出现衰老、受损、死亡等问题。基于自由基学说，花色苷具备较强的清除自由基活性及抗氧化能力，因此能够起到十分良好的抗细胞衰老效果。

3.2 黑大豆皮花色苷研究现状

据相关研究显示，黑大豆皮花色苷能够提高皮肤的羟脯氨酸含量、提高血清的谷胱甘肽过氧化物酶活性、提高超氧化物歧化酶活性、降低脑组织的单胺氧化酶B活性，从而延缓实验小鼠的衰老[5]。

3.3 紫色玉米花色苷研究现状

据相关研究显示，紫色玉米花色苷能够提高超氧化物歧化酶活性、降低丙二醛含量，从而另将实验果蝇的寿命延长15.5%左右[6]。

3.4 越橘提取物研究现状

据相关研究显示，越橘提取物能够调节心脏中的核因子κB和炎性因子，从而形成对实验小鼠心脏的保护[7]；能够拮抗心血管系统的有害因子，从而形成对实验小鼠心血管系统的保护，降低实验小鼠出现动脉粥样硬化、高血压、冠心病等心血管疾病的概率；能够抵抗氧化应激作用对于神经元细胞的损害、降低海马组织的β－淀粉样蛋白、丙烯醛含量，从而形成对实验小鼠脑神经系统的保护，延缓实验小鼠的脑神经衰老；能够释放乳酸脱氢酶、激发活性氧生成、提高超氧化物歧化酶活性、激活线粒体死亡途径、削减Aβ25-35在导致细胞死亡及降低细胞活性方面的能力，从而延缓实验小鼠的衰老。

3.5 紫甘薯花色苷研究现状

据相关研究显示，紫甘薯花色苷能够提高血清的总抗氧化能力、提高超氧化物歧化酶活性、提高谷胱甘肽过氧化物酶活性、抑制丙二醛合成，从而抵抗实验小鼠衰老过程中的氧化应激作用[8]。

3.6 蓝莓花色苷研究现状

据相关研究显示，蓝莓花色苷提高血清的超氧化物歧化酶活性、提高海马机构P38密度，从而改善实验小鼠在衰老过程中的记忆障碍问题，强化实验小鼠的学习记忆能力[9]。

4.花色苷与细胞衰老的研究方向

4.1 强化花色苷活性成分研究

花色苷在自然界中的分布十分广泛，大花葵、桑葚、野樱莓、葡萄、越橘、紫甘薯、黑米、红米、樱桃、蓝靛果等蕴含了十分丰富的花色苷资源，这为花色苷与细胞衰老研究工作的进行提供了大量资源和依据[10]。但是，业界学者对于花色苷的研究大部分偏向于内含物构成，很少有关于花色苷活性成分、主要功能性物质分子结构、各个成分保健功能及抗细胞衰老作用机制的研究，这会对花色苷抗细胞衰老功能的有效应用造成一定阻碍，可见业界学者需要强化对于花色苷活性成分的研究。

4.2 研究花色苷整体性抗氧化作用

目前，业界学者对花色苷抗细胞衰老、抗氧化作用的研究大多分阶段进行，即通过体外化学模拟模型评价花色苷的清除自由基效果。业界学者缺少对于花色苷细胞水平、生物大分子氧化代谢产物水平抗细胞衰老、抗氧化作用的研究，研究结果不能够全面展现花色苷的抗氧化作用。由此可见，业界学者还需要进一步展开对花色苷整体性抗氧化作用的研究，从而实现对花色苷生物学意义的有效分析，充分总结花色苷化学活性。

4.3 分别评价花色苷单体化合物功能

通过花色苷与抗细胞衰老的相关研究可以发现，业界学者往往会分别展开成分分析工作及功能评价工作，表面上来看这种方式有利于强调花色苷的抗细胞衰老作用，但实际上会导致成分分析与功能评价的割裂。具体来讲，大部分业界学者会以某种植物中的花色苷为实验材料展开功能评价，但实际上应当提取不同的花色苷单体化合物，从而实现基于成分分析的功能评价，进一步明确各个单体化合物在抗细胞衰老中的功能和作用机制。

4.4 综合分析花色苷抗衰老分子机制

关于花色苷衰老分子机制的研究尚不明确，总体来讲缺少对于各个单体化合物信号通路的更深层次研究[11]。大部分研究学者只是展开了关于花色苷抗衰老分子机制的初步研究，在研究过程中或多或少存在无法掌握花色苷抗细胞衰老干预方式和干预靶点的问题。基于既往的天然物质抗衰老分子机制研究过程及成果，业界学者可以从综合分析的角度展开花色苷抗衰老分子机制研究，避免从单一途径和角度研究造成的分析不全面、结论不系统等问题。

5.结语

花色苷延缓细胞衰老的作用主要表现为清除自由基活性、抑菌作用、抗癌作用、保护肝脏作用等，目前关于花色苷与细胞衰老的研究主要偏向于黑大豆皮花色苷、紫色玉米花色苷等，花色苷与细胞衰老的研究方向为强化花色苷活性成分研究、研究花色苷整体性抗氧化作用等。可见业界学者需要进一步加大对花色苷与细胞衰老的研究力度，为花色苷抗细胞衰老功能的充分挖掘与应用奠定理论基础。