芹菜素抗氧化作用研究進(jìn)展

[摘要] 芹菜素屬于黃酮類化合物，具有多種生物學(xué)作用，為探討芹菜素抗氧化作用機(jī)理，進(jìn)一步了解芹菜素生理學(xué)作用，現(xiàn)從芹菜素理化性質(zhì)、立體結(jié)構(gòu)、抗氧化機(jī)制及其展望四個(gè)方面對芹菜素抗氧化作用進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步研究其抗氧化作用提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 芹菜素; 抗氧化

[中圖分類號] R961 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號] 1673-9701(2009)27-34-02

芹菜素屬于黃酮類化合物，廣泛存在于多種蔬菜和水果中，并且與其他黃酮類物質(zhì)(如槲皮素、山奈黃酮等)相比芹菜素具有低毒、無誘變性等優(yōu)點(diǎn)。芹菜素具有多種生物學(xué)作用，如抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、抗炎、鎮(zhèn)靜等?，F(xiàn)就芹菜素的抗氧化作用研究進(jìn)行綜述。

1 芹菜素的理化性質(zhì)及來源

芹菜素，分子式為C15H10O6，分子量為270，不溶于水，易溶于乙醇、二甲基亞砜。純品為淺黃色或黃綠色。與其他黃酮類物質(zhì)(如槲皮素、山奈黃酮等)相比具有低毒、無誘變性等優(yōu)點(diǎn)。

芹菜素廣泛存在于蔬菜和水果中，如芹菜、大蒜、蘋果、桔子等，另外還存在于許多中草藥中，如地錢、西藏雪蓮花等。國內(nèi)外均有文獻(xiàn)報(bào)道，不過有一定的差異，國外測定當(dāng)?shù)厍鄄藶?38.5mg/kg(干品)，國內(nèi)測定為9.54mg/100g(鮮重)?？梢酝ㄟ^高效液相色譜、薄層色譜掃描、質(zhì)譜、光譜分析進(jìn)行分離和鑒定。

2 芹菜素立體結(jié)構(gòu)與抗氧化性的關(guān)系

芹菜素，又稱4’，5，7-三羥基黃酮，其4’、5、7位的三個(gè)羥基及C2C3雙鍵決定了其獨(dú)特的理化性質(zhì)和生物學(xué)作用。其分子結(jié)構(gòu)見圖1。

由圖1可見:芹菜素在A、B環(huán)上具有4’、5、7位三個(gè)羥基，可以與活性自由基相結(jié)合，從而清除自由基。同時(shí)5、7位酚羥基可以與金屬離子絡(luò)合，且7位羥基具有很強(qiáng)的酸性，這些都有利于發(fā)揮抗氧化性。另外△2 (3)雙鍵對氧化性也有一定的影響。Hyang等[1]從一種植物提取物中分離出10種化合物，并證明其中槲皮素、二氫槲皮素、3-甲基醚槲皮素具有抗氧化功能。槲皮素為黃酮醇類物質(zhì)，二氫槲皮素是二氫黃酮醇類，三甲基醚槲皮素是黃酮化合物，三者在4’、5、7位置上都有一個(gè)羥基，同時(shí)槲皮素還具有△2 (3)雙鍵。陳季武等利用抗壞血酸-CuSO4-酵母-H2O2的化學(xué)發(fā)光體系，檢測了部分黃酮類物質(zhì)清除自由基的能力，如槲皮素、金絲猴桃苷、澤漆新苷，它們都在B環(huán)上具有4’羥基。B環(huán)是黃酮類物質(zhì)抗氧化清除自由基的主要活性部位，特別是3’4’羥基，是強(qiáng)氧化劑的標(biāo)志，具有單一羥基也具有一定的抗氧化性。

3 芹菜素抗氧化機(jī)制

3.1 體外實(shí)驗(yàn)抗氧化作用

(1)體外直接清除自由基

自由基的種類很多，其中危害最強(qiáng)的是超氧陰離子、羥自由基、脂質(zhì)過氧化物等。Topcu等[2]在研究Pistacia rerebinthus提取物的抗氧化功能中發(fā)現(xiàn)，芹菜素對超氧陰離子及脂質(zhì)過氧化物有很強(qiáng)的清除作用。Baltrusaity等[3]通過2，2’氨基-二(3-乙基苯并噻唑啉磺酸)銨鹽退色反應(yīng)和脂質(zhì)過氧化物抑制作用，發(fā)現(xiàn)芹菜素對自由基正離子和脂質(zhì)過氧化物有很強(qiáng)的清除作用。

(2)螯合金屬離子

過渡金屬鐵、銅是許多自由基產(chǎn)生過程的催化劑，亞鐵離子及銅離子都能介導(dǎo)脂質(zhì)過氧化，鐵缺乏可以導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化損傷加重，銅是超氧化物酶的重要成分，是該酶的活性中心結(jié)構(gòu)，可以催化超氧陰離子成為氧和過氧化氫，從而保護(hù)細(xì)胞免受超氧陰離子引起的損傷。

芹菜素對鐵離子的作用:Topcu等[2]研究結(jié)果顯示:芹菜素可以與亞鐵離子螯合，從而降低脂質(zhì)過氧化損傷。Dastmalchi，Keyva等也發(fā)現(xiàn)，芹菜素可以螯合亞鐵離子，同時(shí)還可以加速三價(jià)鐵離子的還原，從而清除自由基。

芹菜素對銅離子的作用:Kazazic等[4]在研究不同黃酮對鐵離子和銅離子的螯合作用中，利用氣相色譜及質(zhì)譜檢測發(fā)現(xiàn):芹菜素可以很好的螯合鐵及銅離子，并且作用位點(diǎn)在C環(huán)，而不是在B環(huán)。

(3)抑制NO的生成

NO是體內(nèi)產(chǎn)生的一種氮自由基。最早知道是內(nèi)皮細(xì)胞衍生物的血管擴(kuò)張因素。

在很多情況下，NO被認(rèn)為有好的作用，如防止血栓的形成，炎癥反應(yīng)等，但是它也有一定的毒性作用。NO能與超氧陰離子(O-2)反應(yīng)生成過氧亞硝酸(ONOOH)。ONOOH是一種強(qiáng)氧化劑，以氧化硫醇為標(biāo)準(zhǔn)，比H2O2的氧化能力大2000倍。它能對靶分子進(jìn)行單電子氧化或雙電子氧化，最終破壞靶分子，造成機(jī)體的損害，同時(shí)ONOOH還可以誘導(dǎo)不飽和脂肪酸過氧化，近來還發(fā)現(xiàn)ONOOH是造成線粒體損傷的主要原因。

Yu-Chih等[5]在觀察幾種黃酮在小鼠巨噬細(xì)胞中對前列腺素及亞硝酸鹽生成的影響中發(fā)現(xiàn)，芹菜素是PGE2和亞硝酸鹽生成的最強(qiáng)抑制劑，IC50為8.04μM，明顯優(yōu)于其他黃酮(槲皮素、山柰酚、染料木黃酮);他們還發(fā)現(xiàn)芹菜素是通過在細(xì)胞轉(zhuǎn)錄水平抑制COX-2及iNOS的表達(dá)來發(fā)揮作用的。

(4)抑制DNA氧化損傷

自由基可引起DNA氧化性損傷，而芹菜素對這種損傷有保護(hù)作用。D Romanova等在研究了芹菜素、蘆丁及槲皮素對過氧化氫誘導(dǎo)的氧化性DNA損傷保護(hù)作用中發(fā)現(xiàn)，芹菜素對DNA損傷的保護(hù)作用要優(yōu)于其他黃酮類物質(zhì)。Kanazawa等[6]利用體外細(xì)胞培養(yǎng)，檢測不同黃酮類物質(zhì)對HepG2細(xì)胞核內(nèi)DNA損傷的保護(hù)作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同濃度黃酮類物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核的相對量分別為:在細(xì)胞核內(nèi)有85%的芹菜素，23%的槲皮素，8%的蘆丁，芹菜素對細(xì)胞核內(nèi)DNA損傷的保護(hù)作用要強(qiáng)于槲皮素和蘆丁。

(5)抑制放射損傷

自然界存在的放射線也可使機(jī)體產(chǎn)生少量自由基，從而對機(jī)體造成損傷。KN Rithidech等在研究芹菜素對放射線造成人類淋巴細(xì)胞損傷保護(hù)作用發(fā)現(xiàn)，通過體外細(xì)胞培養(yǎng)放射線照射，不同濃度芹菜素作為保護(hù)劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淋巴細(xì)胞損傷程度與芹菜素的濃度有一定的劑量效應(yīng)關(guān)系，濃度越高細(xì)胞受損傷的程度就越低。

(6)抑制LDL氧化損傷

低密度脂蛋白(LDL)與動(dòng)脈粥樣硬化(AS)有很密切的關(guān)系，專家認(rèn)為高LDL血癥是AS的主要危險(xiǎn)因素。體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物(LPO)的代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)極易修飾LDL，成為MDA- LDL，能為單核巨噬細(xì)胞受體所辨認(rèn)、內(nèi)飲，形成泡沫細(xì)胞。另外LDL經(jīng)過多種類型的細(xì)胞、過渡金屬離子或脂加氧酶的氧化修飾產(chǎn)生氧化修飾LDL(Ox-LDL)，從而促進(jìn)AS的形成，對機(jī)體造成損害。

芹菜素對LDL氧化損傷有很好的保護(hù)作用。Gholam Ali Naderi等通過過渡金屬銅離子誘導(dǎo)LDL氧化，234nm共軛體雙烯吸收值作為LDL氧化動(dòng)態(tài)監(jiān)測指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芹菜素可以保護(hù)LDL的氧化損傷。

3.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)抗氧化作用

目前體內(nèi)芹菜素的代謝及吸收機(jī)制還未研究清楚，所以其體內(nèi)抗氧化作用方面研究較少，但也有一些實(shí)驗(yàn)證明芹菜素在體內(nèi)也具有很好的抗氧化作用。

(1)抑制脂質(zhì)過氧化作用

生物體內(nèi)主要有亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸，多以磷脂形式存在于質(zhì)膜等生物膜中。這些不飽和脂肪酸可受單線態(tài)分子氧及氫氧自由基等作用生成過氧化脂類。

過氧化脂類化學(xué)性質(zhì)活潑，易進(jìn)一步使脂質(zhì)分解引起自由基反應(yīng)，也可使谷胱甘肽氧化，從而對機(jī)體生物膜造成損傷，進(jìn)而對機(jī)體造成損害。

JP Singh等用N-亞硝基二乙胺誘導(dǎo)Wistar肝癌大鼠，25 mg/kg 芹菜素作為保護(hù)試劑，研究芹菜素對肝癌大鼠體內(nèi)脂質(zhì)過氧化保護(hù)作用中發(fā)現(xiàn)，芹菜素處理組肝臟和腎臟中抗氧化水平要高于癌癥組，與癌癥組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)芹菜素處理組脂質(zhì)過氧化情況明顯好于癌癥組，芹菜素對癌癥大鼠脂質(zhì)過氧化有保護(hù)作用。

PV Jeyabal等利用肝癌大鼠模型研究了芹菜素抑制氧化壓力對大分子物質(zhì)損傷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芹菜素處理組對肝癌大鼠的脂質(zhì)過氧化有保護(hù)作用。

(2)保護(hù)DNA的損傷

芹菜素在體外已經(jīng)證實(shí)對DNA的損傷有保護(hù)作用，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也有報(bào)道其對DNA損傷的保護(hù)作用。PV Jeyabal等利用肝癌大鼠模型研究了芹菜素抑制氧化對大分子物質(zhì)損傷，用單細(xì)胞凝膠電泳測定DNA損傷，發(fā)現(xiàn)芹菜素對癌癥大鼠細(xì)胞的DNA損傷有保護(hù)作用。

4 展望

芹菜素從結(jié)構(gòu)上來看，具有黃酮類物質(zhì)共有的抗氧化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)—三個(gè)羥基，同時(shí)也具有強(qiáng)氧化劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——5、7位酚羥基及4’位羥基。

另外體外實(shí)驗(yàn)已充分證明芹菜素可以有效地清除自由基，具有很強(qiáng)的抗氧化能力。但是由于芹菜素體內(nèi)代謝和吸收機(jī)制還不是很明確，所以體內(nèi)抗氧化研究還很少。因此系統(tǒng)全面地研究芹菜素在體內(nèi)代謝及吸收情況，明確芹菜素在體內(nèi)的作用機(jī)制，是今后研究的一個(gè)重點(diǎn)。

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(收稿日期:2009-04-01)