大豆素的營養(yǎng)生理功能研究進(jìn)展

趙向輝， 龔劍明， 楊竹青， 劉嬋娟， 瞿明仁

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，江西南昌 330045）

大豆素作為大豆異黃酮的主要組分，具有廣泛的生物學(xué)活性，如雌激素樣作用、抗氧化、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期等（Liu 等，2012；Wong 等，2008）。 本文就大豆素的理化性質(zhì)、吸收與代謝過程、營養(yǎng)生理功能作一綜述。

1 理化性質(zhì)

天然大豆素廣泛存在于豆類、牧草、谷物、水果、蔬菜等植物以及豆腐等食品中，以大豆中的含量最高，平均為676～1001 mg/kg（Franker等，1994）。大豆素的化學(xué)名稱為4，7-二羥基異黃酮，分子式為C15H10O4，分子量為254.24，化學(xué)結(jié)構(gòu)與17-β雌二醇相似，均為極性化合物。常溫下大豆素為白色結(jié)晶狀粉末，無味，不溶于水，在醇和酮類試劑中具有一定的溶解度，極易溶于二甲基亞砜中。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大豆素具有輕微的基因毒性（Virgilio等，2004），但飼喂雄鼠和雌鼠高大豆素日糧（大于1000 mg/kg）并未引起任何生殖和繁殖上的毒性表現(xiàn)（Faqi等，2004；Lamartiniere 等，2002）。

2 吸收與代謝

植物中的大豆素多以葡萄糖苷（大豆苷）的形式存在（Ibarreta等，2001）。由于具有較高的親水性和分子量，大豆苷并不能被動(dòng)物胃腸道很好地吸收（Piskul等，1999）。相比于大豆苷，大豆素在腸道中則具有較高的吸收速率和效率 （Izumi等，2000）。大豆苷在動(dòng)物體內(nèi)的消化過程與動(dòng)物種類有關(guān)。單胃動(dòng)物采食大豆苷后，可在腸道微生物分泌的β-葡萄糖苷酶作用下將大豆苷去糖基化，釋放出大豆素，促進(jìn)大豆素的吸收（Day等，1998），故有研究認(rèn)為腸道上皮β-葡萄糖苷酶的活性可能是影響大豆素吸收效率的關(guān)鍵因子（Németh等，2003）。 然而，Bowey 等（2003）在無腸道微生物鼠的尿液中也檢測到了大豆素，表明微生物對于大豆苷去糖基化并不是必需的。Wilkinson等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，位于小腸上皮刷狀緣膜上的乳糖酶根皮苷水解酶也具有去糖基化的作用。但Setchell等（2002）認(rèn)為大豆苷必須轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠖顾夭拍鼙挥行У奈铡．a(chǎn)生的部分大豆素可被腸道特定微生物菌群降解為雌馬酚，一種不再分解且同樣具有弱雌激素活性的化合物。存在特定微生物是雌馬酚產(chǎn)生的前提條件，當(dāng)腸道中無微生物時(shí)大豆素不會(huì)被降解，因此并非所有的動(dòng)物都能產(chǎn)生雌馬酚（Bowey 等，2003）。

植物中的大豆苷被反芻動(dòng)物采食后，大部分在瘤胃中被微生物去糖基化轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠖顾兀筮M(jìn)一步降解為雌馬酚和去甲基安哥拉紫檀素，其中雌馬酚為主要降解產(chǎn)物，剩余的部分則進(jìn)入小腸中（Lundh，1995）。大豆苷在反芻動(dòng)物小腸中的消化過程原理上與單胃動(dòng)物類似。產(chǎn)生的大豆素及其代謝產(chǎn)物經(jīng)胃腸道壁、肝臟、腎臟后，以游離或糖醛酸結(jié)合的形式進(jìn)入血液（Lundh等，1990），通過尿液或動(dòng)物產(chǎn)品如牛奶排出，部分糖醛酸結(jié)合的大豆素也可通過膽汁再次進(jìn)入腸道，形成肝腸循環(huán)。

3 營養(yǎng)生理功能

3.1 抗氧化作用 動(dòng)物機(jī)體在代謝過程中不可避免的產(chǎn)生少量自由基，以維持正常的生命活動(dòng)。但過量的自由基可對機(jī)體造成損傷，如腫瘤、心血管疾病、糖尿病、自身免疫病的發(fā)生發(fā)展與自由基的產(chǎn)生消除平衡密切相關(guān)。有研究表明，大豆素在動(dòng)物體內(nèi)具有抗氧化性，能夠清除機(jī)體內(nèi)過量的自由基，保護(hù)細(xì)胞DNA免受自由基引起的氧化損傷（Liu 等，2006；Foti等，2005）。 飼喂奶牛 300 mg/d和400 mg/d大豆素降低了奶牛血清丙二醛含量，提高了總超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶活性和總抗氧化能力（Liu等，2013）。飼喂老齡蛋雞含大豆素日糧提高了血清超氧化物歧化酶活性，降低了肝臟和血清中的丙二醛濃度，提高了產(chǎn)蛋率。飼喂青春前期小鼠含50 mg/kg大豆素的日糧，顯著提高了肝臟和乳腺超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、DT-硫辛酰胺脫氫酶的活性，降低了乳酸脫氫酶的活性、機(jī)體的氧化損傷和乳腺癌的發(fā)生率（Mishra等，2009）。 Kameoka等（1999）利用人類腸道Caco-2細(xì)胞檢測了大豆素對幾種抗氧化酶蛋白表達(dá)的影響，結(jié)果表明大豆素不影響過氧化氫酶和超氧化物歧化酶的蛋白表達(dá)量，但使金屬硫蛋白的mRNA表達(dá)提高了15倍。金屬硫蛋白是目前所知最有效的自由基清除劑，其清除自由基的能力約為超氧化物歧化酶的幾千倍，而清除氧自由基的能力約是谷胱甘肽（GSH）的25倍。利用大豆素處理人肝癌細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)，大豆素本身并沒有清除自由基的能力，但能通過提高過氧化氫酶活性清除自由基（Kampk?tter等，2008b）。 綜合以上研究可以得出，大豆素的抗氧化機(jī)制之一可能在于提高了機(jī)體或細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性或基因表達(dá)。

然而，Kampk?tter等（2008a）認(rèn)為大豆素雖可上調(diào)細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶（如過氧化氫酶）的活性，降低細(xì)胞內(nèi)的活性氧自由基，但本質(zhì)上抗氧化性并沒有顯著提高，而形成的代謝產(chǎn)物6-OH-大豆素和3′-OH-大豆素具有較強(qiáng)的抗氧化活性，進(jìn)而推測大豆素具有抗氧化活性的本質(zhì)在于形成了具有較強(qiáng)抗氧化性的代謝產(chǎn)物。Esaki等（1998）也發(fā)現(xiàn)6-OH-大豆素抗氧化活性顯著高于大豆素。不過也有研究認(rèn)為大豆素的抗氧化機(jī)制在于大豆素能夠深入細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層，從而提高脂質(zhì)的抗氧化性（Dwiecki等，2009），或者像維生素E一樣與低密度脂蛋白結(jié)合在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用（Meng等，1999）。大豆素還可作為氧化強(qiáng)化劑促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)另外一種抗氧化劑維生素E濃度的增加， 提高其抗氧化性 （Jeong，2006）。Kelly和Husband（2002）研究表明，大豆黃酮和其他異黃酮一起對紫外線誘導(dǎo)的皮膚損傷有修復(fù)功能，可在防曬霜研制中起到重要作用。總的來說，關(guān)于大豆素的抗氧化作用的確切機(jī)制目前尚無定論，尚需進(jìn)一步研究。

3.2 提高機(jī)體免疫力 研究表明，大豆素能夠影響動(dòng)物機(jī)體免疫功能。飼喂小鼠含20 mg/kg和40 mg/kg大豆素的日糧，增加了腹膜巨噬細(xì)胞的噬菌能力、胸腺重和血液淋巴細(xì)胞的數(shù)量，提高了小鼠的免疫力，但10 mg/kg的大豆素沒有效果（Zhang 等，1997）。 Wang 等（1997）通過體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大豆素能夠增強(qiáng)淋巴細(xì)胞的活性。而另一研究表明，日糧中添加2 mg/kg和3 mg/kg的大豆素，顯著提高了幼齡和老齡小鼠的脾重和脾指數(shù)（曾靖等，2004）。飼喂公雛雞含5 mg/kg大豆素的日糧顯著增加了胸腺、法氏囊的相對重量和T淋巴細(xì)胞刺激指數(shù)，增強(qiáng)了雛公雞的細(xì)胞免疫力（高峰等，2000）。大豆素能明顯提高母豬血清和初乳中特異性抗體（豬瘟抗體和溶血素）水平（張榮慶等，1995）。大豆素能夠抑制葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的腸道炎癥和組織損傷，降低腸系膜淋巴細(xì)胞干擾素-γ、IL-6、IL-12p40的分泌和抗原提呈細(xì)胞的活性（Morimoto等，2009）。大豆素能夠降低小鼠血清中TNF-α、IL-6、脂聯(lián)素和瘦素的濃度，抑制關(guān)節(jié)組織損壞和炎癥的發(fā)生（Mohammad等，2011）。目前關(guān)于大豆素調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的機(jī)制尚未完全明確，可能有以下幾個(gè)方面：（1）大豆素通過雌激素受體直接作用于免疫器官。機(jī)體免疫系統(tǒng)尤其淋巴細(xì)胞中存在雌激素受體，而雌激素也具有免疫刺激和免疫抑制性（Paavonen，1994）。 （2）大豆素通過影響前列腺素合成間接作用于免疫系統(tǒng)。研究表明，高濃度的大豆素能夠抑制花生四烯酸的氧化和前列腺素的合成，高濃度的前列腺素具 有 免 疫 反 應(yīng) 抑 制 性 （Degen，1990；Johnston，1988）。（3）調(diào)節(jié)垂體生長激素（GH）的分泌間接調(diào)節(jié)免疫功能。垂體GH通過作用于免疫細(xì)胞上的GH受體促進(jìn)乳腺上皮細(xì)胞分泌胸腺素，胸腺素具有明顯免疫促進(jìn)作用。

3.3 雌激素樣與抗雌激素樣作用 由于與雌二醇結(jié)構(gòu)相似，大豆素能夠與雌激素受體結(jié)合，但親和力以及本身的雌激素活性均比雌二醇低，具有弱雌激素活性（Adlercreutz，1998）。大豆素的很多生理特性，如預(yù)防骨質(zhì)疏松、改善更年期綜合癥、降低膽固醇水平等都可能與大豆素的雌激素活性有關(guān)。

機(jī)體內(nèi)循環(huán)的大豆異黃酮苷元濃度比雌二醇高100多倍，因而時(shí)常會(huì)根據(jù)目標(biāo)組織、受體狀態(tài)、內(nèi)源雌激素水平表現(xiàn)出抗雌激素作用（Khaodhiar等，2008）。當(dāng)內(nèi)源雌激素濃度較高時(shí)，大豆素會(huì)通過競爭性結(jié)合雌激素受體抑制內(nèi)源雌激素的活性。此外，大豆素的抗雌激素作用還可能與大豆素能夠激活過氧化物體增殖物激活受體γ（PPARγ）有關(guān)。利用大豆素刺激骨祖細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，低濃度的大豆素主要激活雌激素受體促進(jìn)細(xì)胞成骨抑制成脂，表現(xiàn)出雌激素作用；高濃度的大豆素主要激活PPARγ促使細(xì)胞成脂抑制成骨，表現(xiàn)出抗雌激素作用（Miyazak，2004；Dang 和 L?wik，2004）。

研究表明，大豆素能抑制鼠脂肪細(xì)胞對葡萄糖的攝入，表現(xiàn)為雌激素樣作用（Lee，2005）。大豆素能通過提高大鼠機(jī)體胰島素水平、改變肝臟中葡萄糖異生作用及脂肪酶活性，而抑制糖尿病的發(fā)生（Choi等，2008）。大豆素的抗雌激素作用使其表現(xiàn)出一定抗癌的能力。通過培養(yǎng)乳腺癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，大豆素在激活和抑制雌激素受體活性方面存在劑量依賴性，高濃度異黃酮可與哺乳動(dòng)物體內(nèi)雌激素受體結(jié)合，減輕雌激素的促細(xì)胞增殖作用，阻滯癌細(xì)胞周期終止于G1和G2/M期，從而降低與雌激素有關(guān)癌癥的發(fā)病危險(xiǎn) （Mense等，2008；Choi和 Kim，2008）。

4 小結(jié)

近年來，因大豆素能夠在癌癥、心血管病、糖尿病等與人類有關(guān)的疾病防治中表現(xiàn)出積極的作用，大豆素的營養(yǎng)生理功能日益受到重視，且得到廣泛的研究，但仍然存在一些問題。大豆素在作用過程中能夠選擇性激活雌激素和PPARγ兩種受體，這使得大豆素在使用過程中因使用量、動(dòng)物性別及機(jī)體狀況不同而表現(xiàn)出不同的作用。因此，仍然需要較多研究去評價(jià)大豆素對人類系統(tǒng)的安全性，有益和有害劑量，性別對大豆素作用的影響，以及大豆素對其他藥物和飲食產(chǎn)品可能造成的影響。此外，在動(dòng)物生產(chǎn)中，反芻動(dòng)物具有在瘤胃中將大豆素代謝成活性更強(qiáng)的雌馬酚的天然優(yōu)勢，故應(yīng)該高度重視大豆素對反芻動(dòng)物瘤胃代謝、生產(chǎn)和繁殖性能的影響和作用。

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