褪黑素的應(yīng)用

陸 煬,燕 志,要志宏,李 冉

(揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225000)

1 褪黑素的生理作用及合成、代謝途徑

褪黑素又名松果體素、抑黑素、美拉酮寧,是一種荷爾蒙,存在于人、動物及多種植物體內(nèi)。其化學(xué)名稱是N-乙酰基-5-甲氧基色胺,分子式為C13N2H16O2,熔點為116～118 ℃。褪黑素因可使某些魚和爬行動物的皮膚顏色變淺而得名,生理作用十分廣泛,不僅可以調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng),還可以提高機(jī)體的免疫力。

1.1 褪黑素的生理作用

褪黑素對睡眠有極大的改善作用,可以縮短入睡時間,提高睡眠質(zhì)量,有明顯的調(diào)整時差功能。褪黑素還有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用,可以通過提高胸腺的質(zhì)量提高輔助T細(xì)胞的活力,進(jìn)而促進(jìn)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng),提高機(jī)體免疫力。褪黑素也可抑制胃腸蠕動,減少胃酸的分泌,保護(hù)胃黏膜。褪黑素的主要作用部位是腦,人體大腦中褪黑素的含量是血清中的5倍。褪黑素對腦具有保護(hù)作用,但作用的機(jī)制尚不清楚。除此之外,褪黑素還有抗氧化、抗衰老和抗腫瘤的作用。

褪黑素的抗氧化作用主要通過以下兩條途徑產(chǎn)生:一是與自由基直接結(jié)合,產(chǎn)生連鎖反應(yīng);二是減少體內(nèi)自由基。通過補(bǔ)充外源性褪黑素可以延緩衰老。魏濤[1]、顧學(xué)裘[2]等人曾通過動物實驗發(fā)現(xiàn)褪黑素抗氧化、抗衰老和延長壽命的功能。另外,褪黑素對人和動物體內(nèi)的腫瘤生長有抑制作用。機(jī)體處于高溫、高壓、缺氧、嚴(yán)寒、饑餓等條件下,會發(fā)生應(yīng)激反應(yīng),產(chǎn)生某些不利于身體的物質(zhì),褪黑素可以減少這類物質(zhì),起到保護(hù)機(jī)體的作用。

1.2 褪黑素的合成途徑

褪黑素普遍存在于動物體內(nèi),具有親水和親油的雙重性質(zhì),可以與羥自由基和過氧自由基發(fā)生反應(yīng)。從單細(xì)胞生物到脊椎動物,在諸多動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了褪黑素。松果體腺細(xì)胞從血液中提取的色氨酸經(jīng)過一系列生物化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行褪黑素合成。色氨酸作為原料,經(jīng)過羥化、脫羧和氧甲基化,最終形成褪黑素。近年來,人們在植物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了褪黑素。同一植物不同部位的褪黑素含量不盡相同。一般來說,繁殖器官和花朵中的褪黑素含量較高。褪黑素可以使植物種子免受紫外線、低溫等外界因素的侵害。

高等植物中褪黑素的合成機(jī)制和動物體內(nèi)褪黑素的合成機(jī)制是一樣的。Schroder曾經(jīng)指出,植物中的色氨酸先脫羧形成色胺,再被羥化酶催化,生成5-羥色胺。色胺是吲哚乙酸的前體,可以用于吲哚乙酸的生成,因此與5-羥色胺形成一種競爭關(guān)系。

1.3 褪黑素的代謝途徑

大腦和肝臟是褪黑素的主要代謝場所。褪黑素在肝細(xì)胞的作用下變?yōu)?-羥褪黑素。絕大部分6-羥褪黑素與硫酸根結(jié)合,只有少量與葡萄糖醛酸結(jié)合隨尿液一起被排出體外。

2 植物中褪黑素的提取和檢測方法

2.1 植物中褪黑素的含量

某些植物中褪黑素的含量高于動物體內(nèi)的含量。一般來說,中草藥植物和油料作物中褪黑素的含量比較高,而蔬菜水果中的含量則相對低一些。幾乎所有植物(例如葡萄、櫻桃)都含有褪黑素,含量從每克組織中的幾皮克到幾納克不等[3]。褪黑素分布于植物的果實、根莖、花朵、葉子等部分。其中,種子中褪黑素的含量最高。這是因為種子在紫外線、低溫、環(huán)境污染等外界環(huán)境因素的作用下容易被氧化,而褪黑素具有抗氧化的能力,其氧化能力甚至超過了維生素C、維生素E、類胡蘿卜素和谷胱甘肽,可以保護(hù)植物種子不受外界環(huán)境因素的侵害。

2.2 植食性食物中褪黑素的提取

一般來說,動物細(xì)胞中的褪黑素能夠被精準(zhǔn)測定,然而從植物中提取的褪黑素具有不穩(wěn)定性,含量偏低[4]。某些資料所記載的提取褪黑素的方法比較簡單,所用試劑為甲醇[5-6]、磷酸緩沖液[7-8]等。利用超聲波提取褪黑素,可以引發(fā)被測樣品的空穴現(xiàn)象,進(jìn)而通過高溫高壓使樣品中的成分更加快速地進(jìn)入溶劑。該方法效率較高,主要用于提取櫻桃、葡萄和草莓中的褪黑素[9-12]。水稻中褪黑素的提取主要采用的是微波消解法,該方法操作簡單、重復(fù)性強(qiáng)、污染小、精確率高。另外,提取植物中的褪黑素時,為防止氧化分解,可以加入螯合劑、抗氧化劑等。

2.3 褪黑素的檢測方法

褪黑素自1958年首次從松果腺中分離出來以來,一直受到廣泛關(guān)注。褪黑素對神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)都具有重要的調(diào)節(jié)作用。在國際上采用RIA法檢測褪黑素,1987年Sieghart將該法改進(jìn)。目前主要采用的是高效液相色譜法(HPLC),使用二極管陣列檢測器。設(shè)置如下:波長為222 nm;色譜柱為SOD2,250*Φ4.6 mm;流動相為0.35 M磷酸氫二鈉(甲醇=35∶65);柱溫為38 ℃;流速為1.0 mL/min[13]。高效液相色譜法不但精密度較高,而且操作簡便快捷,是檢測植物中褪黑素含量的重要方法。

3 關(guān)于褪黑素的展望

褪黑素具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力、延緩衰老、改善睡眠質(zhì)量、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)等功能。美國FDA批準(zhǔn)褪黑素作為普通的膳食補(bǔ)充劑,我國衛(wèi)生部先后批準(zhǔn)了20多種含褪黑素的產(chǎn)品作為保健食品。雖然目前在許多植物中發(fā)現(xiàn)了褪黑素,但是植物界的褪黑素仍有較大的研究空間,其生理功能和毒副作用有待進(jìn)一步研究。相信在不久的將來,可以通過基因工程的手段提取植物中的褪黑素,為人類健康更好地服務(wù)。

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