徐麗娟 閔仲生

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué); 2.江蘇省中醫(yī)院 南京 210029)

原花青素(Procyanidins,PC)是植物中廣泛存在的天然抗氧化物質(zhì),是一大類多酚類化合物的總稱,PC主要分布在葡萄、銀杏、大黃、等多種植物中。PC分子結(jié)構(gòu)單元是由兒茶素、表兒茶素或沒食子酸組成,有人將其歸為生物類黃酮,也有人將其歸為縮合鞣質(zhì)。

1 原花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

PC是由不同數(shù)量的兒茶素或表兒茶素結(jié)合而成。最簡單的PC是兒茶素、表兒茶素或兒茶素與表兒茶素形成的二聚體,此外還有三聚體、四聚體等。按聚合度的大小,通常將二～四聚體稱為低聚體(OPC),將五聚體以上的稱為高聚體(PPC)。OPC由于其分子結(jié)構(gòu)中有富電子的羥基部分,是優(yōu)良的氫或中子的給予體,因此具有超強的抗氧化能力,能有效清除人體內(nèi)自由基。單從結(jié)構(gòu)來看,每分子原花青素最多可以捕獲8個氧自由基,而每分子維生素E僅能捕獲1個,每分子維生素C能捕獲2個。因此OPC的抗自由基氧化能力是維生素E的50倍,維生素C的20倍。

1.1 抗脂質(zhì)過氧化和清除自由基作用

周瑋婧[1]等通過測定清除DPPH自由基的IC50值及清除率來研究及荔枝皮原花青素的體外抗氧化活性,并以VC(維生素C)為對照,結(jié)果顯示荔枝皮原花青素提取液及VC溶液都有著較強的清除DPPH自由基的能力,并且隨著濃度的增加,清除率也逐漸增加。荔枝皮原花青素提取液及VC溶液的IC50分別為7.1mg/L、9.8mg/L,表明荔枝皮原花青素較之VC有著較強的抗氧化能力。余瑩[2]等通過測定半數(shù)抑制濃度(EC50)來研究PC清除的DPPH能力,結(jié)果顯示在濃度為44mg/L、100mg/L時清除率分別為50%、78%。對OH(羥基自由基)的清除能力,濃度為10g/L時,PC及單體兒茶素的清除率分別為80%、62%。PC在P＜10g/L時清除率隨濃度增加幾乎呈直線上升,20g/L時達到88%后不再增加。

1.2 預(yù)防白內(nèi)障作用

氧化損傷是年齡相關(guān)性白內(nèi)障發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié),氧自由基(oxygen free radica1)損傷是其發(fā)生的首位危險因素。許多實驗都證明晶狀體的氧化損傷發(fā)生在晶狀體混濁之前。各種理化因素均可通過不同途徑導(dǎo)致晶狀體自由基產(chǎn)生,如自由基產(chǎn)生過多或清除障礙導(dǎo)致聚積。自由基最先損害的靶目標(biāo)是晶狀體上皮細胞,其次是晶狀體纖維。張俊鴿[3]通過體外晶狀體培養(yǎng)研究PC對晶狀體氧化損傷的干預(yù)進行研究,并以維生素C、維生素E作對照,探討PC對晶狀體上皮細胞的保護作用,結(jié)果顯示PC組WSP(水溶性蛋白)、GSH-PX(谷胱甘肽過氧化物酶)及T-AOC(總抗氧化能力)水平明顯高于Feton組、VitC組和VitE組,MDA(丙二醛)含量則明顯低于這3個對照組(P＜0.01)。PC組的SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(過氧化氫酶)含量與其它組比較也有提高。PC組各濃度組間比較,僅100mg/L、200mg/L組SOD含量明顯高于50mg/L組(P＜0.01),且200mg/L組GSH-PX含量也高于50mg/L組。

1.3 保護細胞作用

許多原發(fā)性、進展性退行性疾病被認為與過度的過氧化反應(yīng)有關(guān)。蔣國軍[4]等探討原花青素對H2O2致PC12細胞氧化損傷的保護作用,MTT法測細胞活性,流式細胞儀檢測細胞凋亡率。細胞活性結(jié)果顯示,原花青素3個劑量能夠明顯抵抗因H2O2損傷導(dǎo)致的細胞活性降低(P＜0. 01),其中高劑量組的細胞存活率與空白對照組無明顯差異(P＜0.05)。細胞凋亡率結(jié)果顯示,原花青素3個劑量與模型組比較,細胞的存活率明顯增加,凋亡率明顯減少,均有顯著性差異(P＜0.05),表明原花青素能夠抵抗因H2O2氧化損傷導(dǎo)致的細胞凋亡。董娜[5]等應(yīng)用3H-胸腺嘧啶脫氧核苷摻入和細胞周期時相測定等方法觀察給予不同濃度的原花青素預(yù)處理對H2O2作用后的HUVEC(人臍靜脈內(nèi)皮細胞)增殖活性的影響。結(jié)果顯示PC可以濃度依賴性抑制H2O2誘導(dǎo)的HUVEC脂質(zhì)過氧化損傷。加入1、5、10mmo1/L PC,各組cpm值與100mo1/L H2O2組相比均顯著升高(P＜0.01)。且具有一定的濃度依賴性。而單純原花青素本身對HUVEC增殖無影響(P＞0.05)。

1.4 抗衰老作用

自由基理論是衰老的基本理論,大量實驗表明衰老尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的衰老大部分與自由基及其中間產(chǎn)物的毒性有關(guān)。實際上,衰老過程與自由基的過量生成以及它們的濃度與抗氧化系統(tǒng)的平衡密切相關(guān)。正常情況下,生物體內(nèi)具有一整套的能產(chǎn)生和清除自由基的平衡體系,即自由基及其中間產(chǎn)物的產(chǎn)生(如MDA,NO等)與抗氧化系統(tǒng)(如SOD,GSH,GPx,Vitamin E,Vitamin C等)保持著一定的平衡,但是,隨著衰老過程的進程,這個平衡被打破,以至于活性氧大量產(chǎn)生,抗氧化系統(tǒng)逐漸減弱。生物體內(nèi),氧自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng),氧化終產(chǎn)物為MDA,會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合,且具有細胞毒性。陳戈[6]等通過給衰老模型小鼠LSPC(蓮房原花青素)灌胃,連續(xù)給藥8周,化學(xué)比色法檢測小鼠腦組織中SOD、GSH-Px和MDA含量。研究結(jié)果顯示與衰老模型組相比較,LSPC低、中、高濃度均能明顯提高衰老小鼠腦組織中SOD活性和GSH-Px活性,降低其MDA含量。

1.5 抗炎活性

原花青素可降低炎癥時炎性介質(zhì)組胺、緩激肽等引起的毛細血管通透性增高,減少毛細血管壁的脆性,使毛細血管的張力和通透性減小,保護毛細血管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運能力。王艷紅[7]等通過予復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎模型大鼠GSPE(葡萄籽原花青素)濃度低、中、高劑量(100、200、400mg/kg)灌胃,以研究其對模型鼠血清抗氧化能力,并以柳氮磺吡啶500mg/kg作為陽性對照。研究結(jié)果顯示大鼠血清中MPO(髓過氧化物酶)和一氧化氮合酶(iNOS)活力及MDA和NO含量均明顯降低;大鼠血清中SOD和GSH-Px活力及GSH(谷胱甘肽)含量明顯升高。隨GSPE給藥劑量的增加,大鼠血清中MPO活力呈劑量依賴性逐漸降低。大鼠血清中MDA含量均明顯降低,而SOD活力均明顯升高,其中柳氮磺吡啶組和GSPE低劑量組大鼠血清中MDA含量明顯低于正常對照組。GSPE對大鼠潰瘍性結(jié)腸炎復(fù)發(fā)階段有明顯的治療作用,其作用機制可能通過降低復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎大鼠血清中MDA含量,同時提高血清中SOD、GSH-Px活力,減輕氧自由基和脂質(zhì)過氧化作用對腸組織的損傷,降低血清中iNOS的活力,抑制NO生成,對大鼠復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎起保護作用,可為潰瘍性結(jié)腸炎的防治提供理論依據(jù)。

1.6 抗缺血-再灌注損傷

機體的缺血再灌注會對心、腦、腎等多器官造成嚴(yán)重的損傷,機制主要與氧自由基生成、鈣超載和白細胞激活有關(guān)。有實驗表明,給予外源性氧自由基清除劑可以有效地減輕再灌注損傷。劉暢[8]等利用大鼠大腦中動脈阻塞模型,通過觀察PC對急性腦缺血大鼠的腦組織SOD、MDA含量,PC低中高劑量分別為50mg/(kg·d)、100mg/(kg·d)、200mg/(kg·d)。24h后斷頭取腦制備組織勻漿測SOD、MDA。結(jié)果顯示:(1)SOD:PC能明顯增強腦組織中SOD活性,與模型組比較有顯著差異[(50.55±5.87)(U/mgprot)、(51.44±7.06)、(U/mg prot)、(55.32±6.39)、(U/mgprot)、(39.28±5.67)、(U/mg prot),P＜0.01]。(2)丙二醛含量:PC能明顯降低MDA含量,與模型組比較有顯著差異[(11.73±6.87)(n m o 1/m g)、(11.13±5.49)、(nmo1/mg)、(21.54±10.50)、(nmo1/mg),P＜0.05],以高劑量組更為顯著[(9.96±4.08)、(nmo1/mg),P＜0.01];實驗表明PC可減少腦缺血后自由基的生成,且以高劑量組的保護作用更加明顯。

1.7 抗腫瘤作用

PC可能通過多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。自由基導(dǎo)致DNA損傷且抑制損傷后的修復(fù),是自由基誘導(dǎo)細胞癌變的主要原因。PC強大的抗氧化和清除自由基的能力,可能是其抗腫瘤的主要機制之一。何佳聲等將不同濃度GSPE與人結(jié)腸癌細胞SW620共同培養(yǎng),觀察其對SW620細胞增殖和凋亡的影響。結(jié)果顯示含PC20～80μg/mL的完全培養(yǎng)基,在培養(yǎng)2～8d期間,與不含藥物的對照組相比,可呈劑量依賴性地抑制SW620細胞生長。在培養(yǎng)48h后,其IC50為45.07μg/mL。SW620細胞與含PC20～80μg/mL的完全培養(yǎng)基或不含藥的完全培養(yǎng)基共同培養(yǎng)48h后,收集全部培養(yǎng)細胞經(jīng)流式細胞術(shù)檢測,不含藥的對照組細胞凋亡發(fā)生率為1.3%,含PC20、40、80μg/mL的觀察組細胞凋亡發(fā)生率分別為6.9%、18.6%及22.9%,與對照組相比有統(tǒng)計學(xué)差異,且呈現(xiàn)一定的劑量依賴性。

2 總結(jié)和展望

原花青素是一種很好的氧游離基清除劑和脂質(zhì)過氧化抑制劑。這類物質(zhì)中具有多電子的羥基部分,8個酚羥基均與雙鍵共扼,為氫原子的給予體,且芳環(huán)上的共扼雙鍵使電子在分子中得到穩(wěn)定。2個脂肪族羥基提供了良好的水溶性,原花青素特有的結(jié)構(gòu)決定了它良好的抗氧化活性。

原花青素抗氧化的生物學(xué)作用,與人類的生活和健康密切相關(guān),在營養(yǎng)、醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。因此,未來我們應(yīng)充分利用我國的植物資源,結(jié)合我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥技術(shù),開發(fā)出適宜又有功效的原花青素產(chǎn)品,為臨床治療氧化損傷性疾病提供新的途徑。

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