孫洪俊

近30 年來(lái),中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷高速地發(fā)展,食物供應(yīng)充分和人民生活水平提高,我國(guó)城鄉(xiāng)的膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。由原來(lái)的東方膳食結(jié)構(gòu)變遷為如下三種膳食結(jié)構(gòu)：①貧困和偏遠(yuǎn)地區(qū)居民保持了東方膳食結(jié)構(gòu)；②經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(大城市)居民已經(jīng)是西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家膳食結(jié)構(gòu)；③其他地區(qū)居民從原來(lái)的東方膳食結(jié)構(gòu)向西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家膳食結(jié)構(gòu)過(guò)渡［1］。由此引發(fā)的慢性病對(duì)健康的影響日益突出,已成為重大的公共衛(wèi)生問(wèn)題。據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明,慢性病是可以通過(guò)合理措施有效防治的疾病,其中,植物化學(xué)物的膳食干預(yù)是既簡(jiǎn)單方便又經(jīng)濟(jì)有效的措施。

1 植物化學(xué)物的慢性病防治生物學(xué)作用

除了含有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分外,食物中還有很多物質(zhì)對(duì)人體健康有益,雖然其構(gòu)不成維持機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育所必需的物質(zhì),但對(duì)生理機(jī)能調(diào)節(jié)、身體保健和疾病預(yù)防發(fā)揮了不可估量的作用,目前稱此類物質(zhì)為“食物中的生物活性成分”［2］。其中來(lái)自于植物性食物中的生物活性成分,被稱為“植物化學(xué)物”,包括類胡蘿卜素、黃酮類化合物、酚酸、有機(jī)硫化物、萜類化合物等。早在1950～1959 年,有研究［3］就提出對(duì)人體具有藥理學(xué)作用的物質(zhì),就來(lái)源于植物次級(jí)代謝產(chǎn)物(植物化學(xué)物)。然而對(duì)其活性成分缺乏全面的研究,直到近些年來(lái),越來(lái)越多的營(yíng)養(yǎng)工作者投入其研究,對(duì)植物中這些生物活性成分,如何能促進(jìn)機(jī)體健康進(jìn)行了系統(tǒng)地闡明。

1.1 抑制腫瘤作用 十字花科植物種類很多,包括芥菜,大白菜,油菜,蘿卜,白菜等。它們不僅富含維生素C 和胡蘿卜素,而且提取的芥子油苷代謝物萊菔硫烷(SFN)可活化細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中有解毒作用的Ⅱ相酶—苯醌還原酶(QR)；某些酚酸會(huì)與活化的致癌劑共價(jià)結(jié)合,且使致癌劑與DNA 的結(jié)合位點(diǎn)被掩蓋,DNA 損傷所造成的致癌作用進(jìn)而被阻止；植物雌激素在人肝臟可誘導(dǎo)性激素結(jié)合球蛋白(SHBG)的合成,促進(jìn)更多雌激素與SHBG 的結(jié)合,從而使雌激素促腫瘤生長(zhǎng)的作用得以降低［4,5］。蛋白酶抑制劑與蛋白酶形成復(fù)合物,抑制蛋白酶活性并且易于發(fā)揮抗癌作用,因?yàn)榈鞍酌甘鞘鼓承┌┌Y浸潤(rùn)的重要因素。大豆中的異黃酮和皂苷可以預(yù)防骨質(zhì)疏松并抑制腫瘤血管生成,它還可以抑制結(jié)腸癌,肝癌和其他腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)［6］。此外,谷物中存在的植酸,可與金屬物質(zhì)結(jié)合,以減少引起癌癥的自由基的產(chǎn)生［7］。

1.2 抗氧化作用 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的類胡蘿卜素、黃酮類、多酚、植物雌激素、有機(jī)硫化物和蛋白酶抑制劑等多種植物化學(xué)物,都有明顯的抗氧化作用。原兒茶酸和綠原酸等酚酸含有多價(jià)酚羥基,它可以通過(guò)自動(dòng)氧化釋放電子,從而直接清除各種自由基并維持氧化還原系統(tǒng)與游離自由基之間的平衡；花色苷對(duì)自由基的清除能力甚至大于常見(jiàn)的抗氧化劑(丁基羥基茴香醚和維生素E)；紅葡萄酒中的多酚提取物以及黃酮醇(如槲皮素)可有效的保護(hù)低密度脂蛋白(LDL)不被氧化；飲茶可明顯降低吸煙者的DNA 氧化損傷,這一效應(yīng)與茶中富含的多酚類物質(zhì)有關(guān)［8,9］。

1.3 免疫調(diào)節(jié)作用 許多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,類胡蘿卜素具有免疫功能調(diào)節(jié)作用,增強(qiáng)免疫功能作用在有機(jī)硫化物、皂苷和植酸上有所體現(xiàn),而部分黃酮類化合物對(duì)免疫有抑制作用。全谷物、豆類和堅(jiān)果中的植酸和阿魏酸可以減少自由基對(duì)組織的損害,提高人體免疫力。

1.4 抑制微生物作用 研究證實(shí)球根狀植物具有抗微生物作用,主要是因其含有有機(jī)硫化物,如大蒜中的蒜素,其為有機(jī)硫化物,就具有較強(qiáng)的抑制微生物作用。芥子油苷的代謝產(chǎn)物為硫氰酸鹽和異硫氰酸鹽,它們也都有抗微生物活性。在日常生活中有一些漿果,如樹(shù)莓和藍(lán)莓用來(lái)預(yù)防和治療感染性疾病,可見(jiàn)經(jīng)常食用這類水果同樣會(huì)起到抗微生物作用。

1.5 降膽固醇作用 在腸道中皂苷與初級(jí)膽酸結(jié)合成微團(tuán),因其體積過(guò)大不能通過(guò)腸壁,而對(duì)膽酸的吸收減少了,增加膽酸的排出；在多酚(如花色苷)促使下,膽酸由內(nèi)源性膽固醇在肝臟內(nèi)進(jìn)行合成,從而使血中的膽固醇濃度降低；植物固醇和小腸微團(tuán)中的膽固醇可相互替代,微團(tuán)中的膽固醇被游離出來(lái),即膽固醇的腸內(nèi)吸收相應(yīng)減少；白藜蘆醇可抑制膽固醇合成的限速酶—羥甲基戊二酸單酰輔酶A(HMG-CoA)的還原性,可以減少膽固醇的合成［10］。

1.6 其他生物學(xué)作用 植物化學(xué)物還可調(diào)節(jié)血糖、血壓、血凝和血小板以及抑制炎癥等作用。維持視網(wǎng)膜功能方面,葉黃素發(fā)揮了重要作用；金屬離子與植酸具有較強(qiáng)的螯合能力。

2 植物化學(xué)物的慢性病防治研究

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界對(duì)慢性病防治工作越來(lái)越重視,研究探討了各種防治慢性病的措施,其中最重要的一種措施是利用植物化學(xué)物來(lái)防治慢性病。營(yíng)養(yǎng)科研工作者通過(guò)植物化學(xué)物膳食干預(yù)試驗(yàn)研究和人群的大樣本量前瞻性隊(duì)列研究等一系列的營(yíng)養(yǎng)流行病學(xué)調(diào)研工作,為植物化學(xué)物對(duì)慢性病的防治作用提供了有力的證據(jù)。Na 團(tuán)隊(duì)［11］通過(guò)營(yíng)養(yǎng)膳食干預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),芒果苷可使血清甘油三酯、胰島素抵抗和游離脂肪酸指數(shù)降低,提高高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、β-羥丁酸、左旋肉堿和乙酰乙酸水平并增加脂肪蛋白酶活性,一定程度的降低動(dòng)脈粥樣硬化(AS)的 危險(xiǎn)因素。Zhang ZQ 團(tuán)隊(duì)［12］研究表明,人血清中含有不同比例的類胡蘿卜素,在我國(guó)成人血清中的水平與骨密度和非酒精性脂肪肝患病率有關(guān)。Zhang Y 團(tuán)隊(duì)［13］發(fā)現(xiàn)槲皮素通過(guò)提高血漿抗氧化能力和降低血漿同型半胱氨酸水平來(lái)抗 AS 效應(yīng),而大豆異黃酮抗 AS 作用可能與其降低甘油三酯和尿酸水平相關(guān)。Luo WP 團(tuán)隊(duì)［14］對(duì)1057 名結(jié)直腸癌患者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究顯示,攝入有色水果蔬菜的量與其疾病的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。提示多進(jìn)食水果蔬菜,特別是有色的水果蔬菜對(duì)降低結(jié)直腸癌的發(fā)生可能有重要的預(yù)防作用。Wu YC 團(tuán)隊(duì)［15］對(duì)23201 名患者的22 項(xiàng)相關(guān)研究的薈萃分析表明,水果、蔬菜及大豆制品都可使乳腺癌患病率降低。Kalani 團(tuán)隊(duì)［16］和Gao Y 團(tuán)隊(duì)［17］研究表明,許多植物化學(xué)物具有一樣的生物通路和作用靶分子,且作用常常相互重合。以DNA 甲基化為例,姜黃素、槲皮素、白藜蘆醇等都可預(yù)防其過(guò)度甲基化,而保持抑癌基因正常的表達(dá)。

3 植物化學(xué)物與中藥材有效成分相關(guān)性探討

唐代醫(yī)學(xué)家孫思邈以食物功能來(lái)說(shuō)“用之充饑則謂食,以其療病則謂之藥”,提出了“食療”和藥食同源的觀點(diǎn)。根據(jù)我國(guó)16 世紀(jì)以前的藥學(xué)經(jīng)驗(yàn)做總結(jié),明代李時(shí)珍撰寫(xiě)了《本草綱目》,其中有關(guān)抗衰老的藥膳和保健藥物數(shù)量就達(dá)253 種。從人類長(zhǎng)達(dá)幾百萬(wàn)年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)得出上述學(xué)說(shuō),與現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的植物化學(xué)物慢性病防治學(xué)說(shuō)極為相似。

隨著現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)、中藥化學(xué)等科學(xué)的深入發(fā)展,祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的學(xué)說(shuō)正逐步得到現(xiàn)代科學(xué)的揭示。經(jīng)化學(xué)分析顯示：黃酮類化合物既存在于綠茶、各種有色水果及蔬菜中,也含于黃芩、葛根、銀杏葉中；皂苷即存在于大豆、薯蕷中,也含于甘草、黃芪、柴胡中；萜類化合物即存在于柑橘類水果、芹菜、胡蘿卜中,也含于穿心蓮、青蒿、龍膽中［18］；槲皮素不僅存在于金銀花等多種中藥材中,而且在多種水果中也含有；熊果酸在蘋(píng)果和中藥玄參及絡(luò)石藤中富有；阿魏酸在桔類水果和中藥當(dāng)歸中存在［19］。說(shuō)明植物化學(xué)物與中藥材有效成分有很多是重疊的。也就是說(shuō),中藥材養(yǎng)生保健等慢性病防治作用的有效成分大部分就是植物化學(xué)物。

4 討論

目前,我國(guó)在綠原酸、槲皮素、葉黃素、大豆異黃酮、大蒜素、茶多酚等植物化學(xué)物的提取分離、成分鑒定、生理功效及代謝方面都進(jìn)行了研究,對(duì)食物中植物固醇、花色苷、類黃酮含量進(jìn)行了分析,初步運(yùn)用分子生物學(xué)和代謝組學(xué)的方法探討其作用機(jī)制,開(kāi)辟了營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的新領(lǐng)域。由于營(yíng)養(yǎng)工作者對(duì)植物化學(xué)物的深入研究,豐富了人們對(duì)膳食中非營(yíng)養(yǎng)成分作用的認(rèn)識(shí)。而如何在流行病學(xué)和循證營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)上充分驗(yàn)證植物化學(xué)物在防治人類慢性疾病過(guò)程中的生理作用、有效劑量、協(xié)同作用和安全性,是營(yíng)養(yǎng)工作者面臨的艱巨任務(wù)。另外,采取何種措施從食物、中藥材和藥食兩用植物中提取、分離和純化植物化學(xué)物,建立其體外快速篩選的檢測(cè)方法,將作用機(jī)制與構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行探討,實(shí)現(xiàn)植物化學(xué)物進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化,也是營(yíng)養(yǎng)工作者努力的方向。值得欣慰的是,有些植物化學(xué)物的研究成果已成為人類合理膳食的行為準(zhǔn)則,在2013 版中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)修訂的膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量(DRIs)增加了特定建議值(SPL),建議除營(yíng)養(yǎng)以外對(duì)人體健康有益的食物成分的每日攝入量；2016 版中國(guó)居民膳食指南中,也提到了植物化學(xué)物的作用,并作為“食物多樣,谷類為主”、“多吃蔬果、奶類、大豆”的依據(jù)之一。有理由相信,植物化學(xué)物在慢性病防治中具有良好的應(yīng)用前景,將發(fā)揮重要的作用。