黄酮类化合物抗氧化特性的研究进展【综述】(精)

Review: 黄酮类化合物的抗氧化活性

王仲承 0930*******

【摘要】

黄酮类化合物作为一种广泛分布于植物界的天然化合物, 具有治疗心血管疾病、抗氧化、消炎杀菌等多种药用意义。本文挑选其抗氧化的特性进行分析, 着力于揭示其在抗衰老、癫痫等神经性疾病的治疗等方面的药物开发前景与意义。

【关键词】

黄酮 , 天然物提取 , 天然药物 , 抗衰老 , 抗氧化

【正文】

1 黄酮类化合物简介

黄酮类化合物(flavonoids 是一类存在于自然界的、具有 2-苯基色原酮(flavone 结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基,第一位上的氧原子具碱性, 能与强酸成盐, 其羟基衍生物多具黄色,故又称黄碱素或黄酮。

黄酮类化合物以黄酮(2-苯基色原酮为母核而衍

生的一类黄色色素,包括黄酮的同分异构体及其氢化的

还原产物。黄酮类化合物在植物界分布很广,在植物体

中通常与糖结合成苷类,小部分以游离态(苷元的形

式存在。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物,它在

植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着

重要的作用。天然黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲

氧基、烃氧基、异戊烯氧基等取代基。由于这些助色团的存在,使该类化合物多显黄色。又由于分子中γ-吡酮环上的氧原子能与强酸成盐而表现为弱碱性, 因此曾称为黄碱素类化合物。

[1]

根据三碳键结构的氧化程度和β环的连接位置等特点,黄酮类化合物可分为下列几类:黄酮和黄酮醇;黄烷酮(又称二氢黄酮和黄烷酮醇(又称二氢黄酮醇;异黄酮;双黄酮类;异黄烷酮(又称二氢异黄酮;查耳酮;二氢查耳酮;橙酮(又称澳咔等。

黄酮类化合物中有药用价值的化合物很多。在心血管疾病治疗方面, 槐米中的芦丁和陈皮中的陈皮苷, 能降低血管的脆性, 及改善血管的通透性、降低血脂和胆固醇,用于防治老年高血压和脑溢血; 红茶绿茶中含有的儿茶酚等黄酮类物质还能

够减轻自发性高血压的症状; 由银杏叶制成的舒血宁片含有黄酮和双黄酮类, 用于

冠心病、心绞痛的治疗。在抗癌治疗方面, 黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素对癌细胞增殖都有一定的抑制作用; 槲皮素的抗肿瘤活性与其抗氧化作用、抑制相关酶的

活性、降低肿瘤细胞耐药性、

诱导肿瘤细胞凋亡及雌激素样作

黄酮类化合物的基本结构

用等有关。在肝炎治疗方面,水飞蓟素对中毒性肝损伤、急慢性肝炎、肝硬化等有良好的治疗作用;淫羊藿黄酮、黄岑素、黄岑苷能抑制肝组织脂质过氧化、提高肝脏 SOD 活性、减少肝组织脂褐素形成, 对肝脏有保护作用。在消炎镇痛方面, 金荞麦中的双聚原矢车菊苷元有抗炎、解热、祛痰等作用; 金丝桃苷、芦丁、槲皮素及银杏叶总黄酮等有良好的镇痛作用。此外,大多数黄酮类化合物均有较强的抗氧化自由基作用,还具有降压、降血脂、抗衰老、提高机体免疫力、泻下、镇咳、祛痰、解痉及抗变态等药理活性。 [2-4]

2黄酮类化合物的抗氧化活性

多数黄酮类化合物具有一定的抗氧化作用,黄酮结构中的 2, 3 双键和 4 位羰基以及 3 或 5 位羟基对黄酮的抗氧化作用有重要贡献 [4]。黄酮类化合物在抗氧化反应中不仅能清除链引发阶段的自由基, 而且可以直接捕获自由基反应链中的自由基, 阻断自由基链反应, 起到预防和断链的双重作用 [5]。

2.1抗氧化物质清除自由基的作用原理

自由基系含有未成对电子的原子、原子团或分子。生物体内自由基的生成途径主要有三条 :

(1 分子氧的单电子还原过程会产生• O 2, O 2,• OH 和 H 2O 2等具有较强氧化能力的分子或单电子基团;

(2 酶促催化产生自由基, 机体细胞液中的一些可溶性酶 , 如醛氧化酶、黄嘌呤氧化酶、脂氧化酶等酶促催化相关酶都可产生自由基;

(3 某些生物物质如一些蛋白质、脂类、低分子化合物的自动氧化,过氧化物与某些金属离子的氧化还原均可产生自由基 [6]。

黄酮类物质在抗氧化反应中不仅能清除链引发阶段的自由基, 而且可以直接捕获自由基反应链中的自由基,阻断自由基链反应,起到预防和断链双重作用。 [7]

2.2影响黄酮类化合物抗氧化活性的结构因素

B 环邻多酚影响黄酮类化合物抗氧化的因素中, 最主要的是羟基的位置和羟基化的程度, 同时发现黄酮类各环上的羟基活性相差较大:B 环的酚羟基活性最高; 当

C 环上羟基和不饱和双键相连时, C 环也具有较强的抗氧化活性; A 环的酚羟基最弱, 张红雨对此的分析认为, C 环对 A 环的钝化作用与 A 环酚羟基的取代位置有关[8]。其中以 B 环邻二羟基结构抗氧化活性最强。这可能是由于邻近的酚羟基更容易形成 p-π共轭,脱氢形成稳定的分子内氢键, 从而中断游离自由基的链式反应,从而获得更强的对抗自由基的能力 [9]。也有人认为,清除自由基活性的能力与黄酮体 B 环上羟基数目有关:Husain 等人指出,部分黄酮类化合物的抗氧化活性的顺序为:杨梅素 >槲皮素 >山萘酚。这 3种物质 A 、 C 环结构及基团全部相同, 区别在 B 环上,杨梅素有3’ , 4’ , 5’ - 共 3个酚羟基,槲皮素有3’ , 4’ - 共 2个酚羟基,而山萘酚只有4’ - 一个羟基 [10]。

2.3举例:黄芩中抗氧化黄酮类化合物的应用价值

目前从黄芩中提取并鉴定出结构的黄酮类成分已有十多种, 其中含量较高的是黄芩苷及其苷元黄芩素、汉黄芩苷及其苷元汉黄芩素。

黄芩素对铁诱导的鼠肝线粒体脂质过氧化抑制力为ED50≤ 5nmol 每 mg 蛋白。体外实验中,黄芩素能淬灭超氧阴离子和羟自由基,并呈剂量效应关系。 GAO 等人通过实验证实, 在鼠肝微粒体脂质过氧化实验中,黄芩素能够减少抗坏血酸或 FeCI3体系中 TBARS (硫化巴比妥酸活性物质的产生,且在以此为基础的 FeCI 3诱导癫痫模型中,黄芩素能够抑制 FeCI 3注射区域内 TBARS 水平的升高 [11]。

黄芩甙和黄芩甲醇可抑制大鼠肝线粒体脂质过氧化产物 MDA 的生成, 并对乙酰氨基酚和四氯化碳引起的肝脂质过氧化损伤具有保护作用 [12-13]。 LIU 等在分析清除 DPPH 自由基的活性时发现黄芩甙和黄芩素具有较强的清除 DPPH 自由基的活性, 而汉黄芩甙和汉黄芩素未表现出活性 [14]。

Sato 等人通过实验证实,汉黄芩素能抑制减少还原型辅酶Ⅱ (NADPH 导致的脂质过氧化,但不能抑制抗坏血酸或 Feton 反应引起的脂质过氧化水平。由此他们得

出结论:汉黄芩素也许是通过影响 NADPH 依赖的细胞色素 P2450 还原酶的行为来抑制膜脂质过氧化作用 [15]。

黄芩中的黄酮类化合物目前有良好的抗衰老和抗自由基药物利用前景, 目前市场上比较著名的有以黄芩素为最主要自由基清除剂的日本和汉药 TJ2960,主要用于治疗癫痫。

【参考文献】

[1] Passamonti S, Terdoslavich M, Franca R et al. Bioavailability of flavonoids: A review of their membrane transport and the function of bilitranslocase in animal and plant organisms[J]. Current Drug Metabolism. 2009, 10, 369-394.

[2] Hodgson JM. Effects of tea and tea flavonoids on endothelial function and blood pressure: a brief review[J].Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology.2006, 33: 838– 841. [3]Rathee P,Chaudhary H, RatheeS et al. Mechanism of action of flavonoids as anti-inflammatory agents: Areview[J]. Drug Targets.2009, 8: 229-235.