大豆异黄酮雌激素效应的研究

大豆异黄酮雌激素效应的研究
管红霞综述李忠审核
（南京医科大学公共卫生学院，南京 210029）
摘要：大豆异黄酮是大豆中的重要的生理活性物质，具有雌激素样作用，被称为植物雌激素。

本文通过GEN在抗癌，预防骨质疏松，防止心血管疾病方面的作用，探讨了大豆异黄酮的雌激素效应。

关键词：大豆异黄酮；雌激素
大豆异黄酮的分布和组成
大豆异黄酮是大豆生长中形成的一类次生代谢产物，主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中，种皮中含量极少，其中80%-90%的异黄酮存在于子叶中，胚轴中所占比例却很少（10%-20%）。

大豆中天然存在的异黄酮总共有12种，可以分为3 类，即黄豆苷类（Daidzin groups）、染料木苷类（Genistein groups）、黄豆黄素苷类（Glycitin groups),，每类以游离型（苷元）、葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型等4种形式存在［1］。

各种大豆中异黄酮含量约为1200 -4216µg/g，以异黄酮葡萄糖苷和丙二酰基异黄酮葡糖苷为主要形式，共占异黄酮总量的95％-98％；而游离型异黄酮（苷元）的含量很低。

研究表明，大豆黄酮的苷元形式要比糖苷形式活性要高，大豆异黄酮的苷元包括染料木黄酮（genistein,GEN）、黄豆苷元（daidzein,DAI）和黄豆黄素(glycitein，主要存在于大豆胚芽中)。

特别是染料木黄酮（genistein）的活性更高。

染料木黄酮是大豆异常黄酮中的一种主要活性因子，是大豆异黄酮产品中最有效的功能成分，具有多种生理功能。

染料木黄酮的化学结构如下：
化学结构决定化学性质。

染料木黄酮在结构上与哺乳动物的雌激素—雌二醇相似，具有雌
激素的活性基团—二酚羟基，所以染料木黄酮具有类雌激素活性等多种生理活性。

它是一种有效植物雌激素，近年来，越来越多的证据表明这种天然成分对乳腺癌、骨质疏松症，以及心血管病疾病具有预防和治疗作用［2］。

植物雌激素功能
染料木黄酮是1921 年第一个从大豆中分离出的异黄酮，直到20世纪50 年代，染料木黄酮的雌激素活性才被发现［2］。

研究发现，染料木黄酮和黄豆苷原在结构上与哺乳动物的雌激素—雌二醇相似，都具有雌激素的活性基团—二酚羟基，它的雌激素活力仅为雌二醇的1/10000到1/50000。

它可与生物体内雌激素受体Estrogen Receptor(ER)结合而表现出一定的雌激素功能。

一般说来, 机体雌激素含量较低情况下, 低剂量外源异黄酮植物雌激素具有促进作用, 例如诱发生殖器官发育或发情, 体内雌激素浓度高时或摄入高剂量异黄酮植物雌激素, 则会发生拮抗作用。

染料木黄酮是一种植物雌激素，在体内和体外都表现出弱的雌激素活性。

雌激素通过受体ERβ，ERα作用与生殖道、乳腺、骨骼及心脑血管等靶组织，调节其生长发育和生理功能。

苷元的结构与人体雌激素非常相似，能防治妇女更年期综合症［5］,防治骨质疏松症，心脑血管病［4］及抗氧化，清除人体内自由基延缓机体衰老的作用［3］。

大豆异黄酮抗癌作用机理
大豆抗癌作用的动物实验研究国外报道很多，结果显示以含大豆的饲料喂养动物，可降低肿瘤的发生率，延长肿瘤的潜伏期。

大豆异黄酮有抗肿瘤作用，特别是与激素相关的肿瘤如乳腺癌、胃癌、前列腺癌等。

许多体外癌细胞培养研究证实，GEN在低剂量时起到激素样作用，高剂量时则抑制肿瘤细胞的增殖和分化，减少癌症发生率。

GEN由于结构上类似雌二醇，能低亲和的结合雌激素受体ER，具有某些雌激素样作用，其生物效应仅相当于雌二醇的1/100000-1/1000，是很弱的植物雌激素。

由于它与雌激素竞争结合ER，从而可减轻雌激素的促进细胞增殖作用，降低与雌激素有关的癌症发病危险。

GEN可增加性激素结合球蛋白（SHBG）的合成，降低游离的，有活性的性激素浓度，从而减少性激素相关的癌症发病危险。

GEN可增加前列腺癌细胞中尿苷二磷酸（UDP）葡糖醛酸转移酶活性，使睾酮等甾
体激素转化成有极性的衍生物，增强它的灭活和组织排除，使睾酮含量下降，从而抑制前列腺癌的增殖。

人体中的细胞通常处于不增殖的G0期，细胞依次进入G1期、S期、G2期和M期而增殖，这就是一个细胞周期。

通常循环一周后又回到G0期。

但是癌细胞将此周期无限制的复制而达到增殖。

大豆异黄酮能使这个周期可逆性的停止在G1期，能在G2期至M期的任何时期阻止周期的进展。

很多研究显示，GEN会刺激培养中的乳癌细胞生长，然而这是在较低浓度之下，如果超出正常的生理浓度时，就会抑制由雌激素以及生长因子刺激的生长。

已采用雌激素依赖性的人乳癌细胞MCF-7进行了很多体外研究，发现浓度低至10nM的染料木素能提高细胞的增殖，而100nM的水平却具有与浓度为1nM的雌二醇相同的活性，能诱导p52基因的表达。

Nagata 等发现绝经前妇女在摄入含大豆的牛奶3 个月经周期后, 体内雌酮和雌二醇
水平显著下降。

Ratna 研究发现GEN可抑制雌激素调节mRNA 稳定因子( E2RmRNASF) 的表达[6]。

提示大豆异黄酮对乳腺癌的预防作用, 可能与降低内源性性激素水平有关。

大豆异黄酮与OP
骨是雌激素发挥作用的重要靶器官之一，雌激素可通过细胞表面的ER受体途径等发挥抗骨质疏松作用。

流行病学调查显示,以豆类食品为主的东方女性OP 和骨折的发病率明显低于食用脂肪和肉类为主的西方女性[7] 。

1998 年美国Potter 等[8] 对66 名绝经后高胆固醇血症妇女进行了一项膳食干预试验,结果显示异黄酮含量高的酪蛋白可使骨矿物质含
量和脊椎骨密度升高,Alekel 等[9]对69 名围绝经期妇女膳食干预试验也发现,较高含量
的异黄酮可降低受试者腰椎骨的丢失。

骨钙蛋白（osteocalcin，OC）是成骨细胞特异合成和分泌的一种非胶原蛋白，当组织钙化加速时其合成达到最高峰，在钙离子存在的条件下，OC与羟磷灰石结合并稳定其构象。

因此，一般认为OC与骨形成及转化有关。

成骨细胞分泌的OC约20%释放到循环中，血清OC水平被认为是一种特异而敏感的骨形成标志。

碱性磷酸酶（AKP）是成骨细胞标志酶，能够分解磷酸盐化合物产生游离磷酸盐，并与细胞间质中的钙结合形成磷酸钙，从而参与调节钙化过程。

因此骨钙素和AKP是反映成骨细胞在体外分化为骨细胞和基质钙化的两个重要指标。

经实验研究发现，成骨细胞在雌激素耗尽时其AKP活性及合成OC能力降低，补充E2及GEN
均可提高成骨细胞AKP活性，促进成骨细胞合成及分泌OC，使成骨细胞内Ⅰ型胶原蛋白的表达增加，表明GEN有促进成骨的作用，而这一作用可被10-7mol/L抗雌激素TAM所拮抗，提示GEN所发挥的骨保护作用是通过雌激素途径而实现的。

又有文献报道[10]，在双侧卵巢被切除的大鼠，GEN可有效保护骨组织，组织因雌激素缺乏而引起的骨丢失。

GEN可通过雌激素途径发挥骨保护作用，这项资料可通过膳食干预途径来预防绝经期妇女骨质疏松的发生提供科学依据。

大豆异黄酮与心血管疾病
众所周知,绝经前妇女冠心病发病率明显低于同龄的男性人群。

而绝经后,女性冠心病发病率显著上升,与男性相当,这主要是由于缺乏雌激素的保护作用。

临床研究显示雌激素可以通过改善血脂影响平滑肌和内皮细胞,改善血管反应性等发挥对心血管系统的保护作用。

大豆异黄酮在体内可发挥雌激素样作用[11]。

对于绝经后妇女，每日服用异黄酮34-165mg，有明显雌激素样作用，可改善更年期潮热症状的发生频率及强度，促进阴道细胞的成熟[12]。

雌激素受体分为ERα和ERβ两种亚型，ERα受体多分布于生殖器官，ERβ受体则主要分布在非生殖组织，如骨、血管内皮等。

而GEN与ERβ受体结合能力比ERα受体结合能力强20多倍[13].ERβ在血管内皮系统中广泛分布[14]。

实验发现，大鼠去血管内皮后，皮下注射剂量递增的17β雌二醇或GEN，均能剂量依赖性的保护新内膜的生成，相同剂量的17β雌二醇或GEN抗动脉粥样硬化作用一致。

这说明GEN通过血管ERβ受体，在抗动脉粥样硬化作用中起重要作用[15]。

与雌二醇一样，GEN能改善去卵巢所致的内皮功能不全。

应用kgGEN 和17β雌二醇20ug/kgsc治疗4周后，可相似的改善去卵巢所致的大鼠血管内皮功能不全，增加NOS的活力。

另一项研究发现，21位绝经后妇女，以80mg/d（含GEN45mg）的异黄酮治疗5-10周后，血管弹性指标，血管顺应性明显改善26%。

说明异黄酮能保护血管内皮和血管功能。

与17β雌二醇一样，异黄酮能剂量依赖性的拮抗去甲肾上腺素（NE）、血栓素、PG2α及缺氧引起的离体血管收缩[16]。

不良反应
大豆异黄酮的细胞毒性较常规抗癌剂低得多，属于低毒物质[17]。

其毒性主要表现为
雌激素样作用，可引起动物的性早熟、假孕、胎盘吸收、死胎、流产及不育等生殖毒性作用，体重及器官重量下降。

超大剂量时，可引起动物死亡。

在澳大利亚用富含植物雌激素的三叶草喂养的羊不长羊毛, 印度豹在摄入富含植物雌激素的食物后不怀孕。

值得注意的是: 大豆异黄酮与己烯雌酚(DES) 具有相似的分子结构, 对人体来说都属于外源性雌激素。

已有报道母亲长期服用DES ,其女儿可能会有阴道和宫颈单纯细胞癌及生殖器、道异常肥大等后遗症。

所以长期过量使用大豆异黄酮的妇女需要引起特别注意。

小结
大豆异黄酮类植物雌激素的研究已引起学术界的广泛关注,但在研究大豆异黄酮类植
物激素与人类健康的关系时,从细胞分子水平、动物模型到人体实验、流行病学调查的结果很不一致,其中的一些作用机制已在体内实验得到验证,但绝大多数都只在体外实验中得到证实。

体外作用与体内保护作用的联系目前尚不清,大豆异黄酮生物学和生理机制需要更多的体内实验加以证实。

此外,尚需大样本的、前瞻性的随机实验来评估大豆异黄酮人体保护作用。

但是,由于大豆异黄酮类植物雌激素在抗癌、预防心血管疾病和骨质疏松等方面有着确切的作用,并有很多雌激素不可替代的优点,必将在未来发挥积极的作用。

对于中枢神经系统的作用机制相对不是很明确,各有说法,观点也不相同,但这些大多仅限于动物实验和
流行病学调查的结果,如何到人体实验和应用于临床才是最终的目的。

毫无疑问大豆异黄酮类植物雌激素有着广泛的应用前景,有待于进一步的临床实践。

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