原創 懷懷懷瑾 時光派 來自專輯抗衰物質
@懷瑾
復旦藥理學碩士
朋克養生點讀機
圖-秦朝徐福東渡場景,山東省淄博市齊文化博物館
相傳秦始皇3次遣徐福東渡尋長壽仙藥,徐福尋至日本八丈島,發現島上有一種傘形科、多年生草本,葉子被摘掉後馬上長出新葉,名為明日葉(Ashitaba)。
圖-徐福眼中的「仙島」日本八丈島
明日葉美味且營養豐富,傳聞可延年益壽,徐福踏破鐵鞋終得「仙藥」,哪知帶回交差途中,秦皇就病去了。倘若秦皇吃了明日葉,是否得以續命,歷史就要被改寫?
圖-明日葉
現代科學證明,明日葉有抗衰老功效。今年初《自然·通訊》報導,明日葉主要成分4,4』-二甲氧基查耳酮(DMC)可顯著延長線蟲、果蠅、人類細胞的最大壽命約20%。
不知日本民眾壽命全球第一(84歲餘)是否和明日葉中DMC有關?其實DMC屬於黃酮類化合物大家族,有近5000名「兄妹」,近來的抗衰老明星槲皮素、大豆異黃酮,以及大票植物提取物(藍莓、綠茶、石榴、楊梅樹皮)都屬於黃酮類化合物。
本系列文章共兩篇,將攜大家一窺「仙藥家族」黃酮類化合物的淵源和療效。
元末明初有詩:「金鳳花開色更鮮,佳人染得指頭丹。」古代女子用鳳仙花染指甲,鳳仙花就是彼時的「指甲油」, 黃酮的發現和古人運用植物汁液作天然染料相關。
圖-鳳仙花(古代「指甲油」)
19世紀末,植物中的一些色素被分離鑑定並確定了化學結構,科學家命名這些色素為「黃酮(Flavonoids)」。
黃酮自命名來,一直被當作植物色素研究,直到1930s,學者們才驚覺某些黃酮化合物對人體有益,開始關注其生物學效應。
1980s到現在,是生物學日新月異的三十年,黃酮也隨之獲得較大研究進展。促使人們研究黃酮的動機是:大家普遍認為多吃瓜果蔬菜有利健康,而幾乎所有果蔬都含有黃酮類化合物。
聽起來挺牽強……但科學不就是「用嚴謹的方法論證祖宗傳下來的智慧」嗎?上世紀末科學家進行了大樣本流行病研究,果然發現:飲食黃酮的量與冠心病、中風和癌症發病負相關。
黃酮類化合物成分天然、安全、有效,簡直是「完美」保健品標配,因此報告出來後,食品/保健品公司的合約蜂擁而至,大量黃酮類物質(或黃酮添加食品)流行病學、臨床研究如雨後春筍。這個圈子,終於「繁榮」了起來。
黃酮類化合物的化學結構各有特色,但都與下圖結構類似:
圖-黃烷
該化學式名為「黃烷」,由三個「環」相連構成,最核心的環是中間的C環,從C環的氧原子開始給黃烷結構編號,根據不同編號的取代基團不同,黃酮被分為不同種類。
01
黃酮類化合物的分類
黃烷→黃烷酮→黃酮
在黃烷化學結構基礎上,4位添羰基(O=)的化合物稱黃烷酮; 在黃烷酮化學結構的基礎上,2,3位添C=C雙鍵的化合物稱黃酮:
其他衍生分類
有多種從黃酮、黃烷酮衍生的黃酮類化合物,其基本結構式如下:
圖-黃酮類化合物的分類
各類黃酮的食物來源
1)黃酮:
黃酮類是黃酮類化合物的重要亞群之一,主要包括:木犀草素、芹菜素和柑橘素等[15],黃酮的本質是糖苷。
芹菜、歐芹、紅辣椒、甘菊、薄荷和銀杏葉等是黃酮類化合物的主要來源。
2)黃酮醇:
黃酮醇類化合物可能是水果和蔬菜中最常見和最大的黃酮亞群,主要包括山奈酚、槲皮素、楊梅素、非瑟酮,在各種水果和蔬菜中含量非常豐富[16]。
洋蔥、甘藍、生菜、西紅柿、蘋果、葡萄和漿果富含黃酮醇;茶和紅酒也是黃酮醇的來源。
3)黃烷酮:
黃烷酮包括橙皮素、柚皮苷、聖草酚等,通常存在於各種柑橘類水果中。柑橘果肉酸甜,但果皮常常有苦澀味道,就是因為其果皮富含黃烷酮的緣故。
富含黃烷酮的水果有橘子、橙子、橘柑、檸檬、葡萄等。
圖-橙皮的「苦澀」來源於黃酮
4)異黃酮:
異黃酮類化合物是黃酮類化合物的一個獨特的亞群。我們聽說異黃酮時,通常聞其「大豆異黃酮」之名,之所以「大豆」二字常與異黃酮捆綁,就是因為異黃酮分布十分有限,幾乎局限於大豆和某些豆科植物中。
植物生長需要微生物,但微生物也可能帶來感染,異黃酮在豆科植物利用(同時拮抗)微生物的過程中起重要抗毒抗菌作用;對人類而言,異黃酮也有臨床運用潛力,被認為是「植物來源的雌激素」。
5)兒茶素:
兒茶素是黃烷酮的3-羥基衍生物,其化學分子結構上能發生多種取代反應,變成不同的兒茶素亞型,是多種多樣的群體。
兒茶素分為兒茶素、表兒茶素、矢車菊素等,在香蕉、蘋果、藍莓、桃子和梨等植物中含量比較豐富。
6)花色素:
花兒為什麼這樣紅?因為花色素。
花色素是負責蔬菜、花卉、水果顏色的色素,但也神奇的具有生物效應。
花色素在不同酸鹼度下呈不同顏色;在花色素的A、B環上進行甲基或醯基取代也會改變其成色。
花色素常見分類有花青苷、飛燕草苷、麥維丁、天竺葵苷和牡丹苷等,主要存在於蔓越莓、黑加侖子、紅葡萄、梅洛葡萄、覆盆子、草莓、藍莓、越桔和黑莓等水果的細胞外層。
7)查耳酮:
查爾酮類化合物主要包括根皮苷、熊果苷、根皮素和柑橘查爾酮等,在番茄、梨、草莓、熊果和某些小麥製品中含量非常豐富。
02
黃酮化合物的吸收
各種黃酮類化合物在生物體的吸收利用度差別很大,可以說自然界存在的黃酮類,大多吸收很差。
黃酮化合物吸收過程
1) 口服的黃酮在口腔發生水解修飾,隨後由食道進入胃部,但難以被胃消化;黃酮進入小腸後,有兩種轉運吸收途徑,上皮刷狀緣LPH轉運體介導[10]和上皮細胞SGLH轉運體介導的轉運[11];
2) 小腸吸收後的黃酮入血,通過肝門靜脈進入肝臟,像大多數「藥物」一樣發生II期代謝,代謝物隨後進入體循環;循環過程中,膽汁中的代謝物通過腎臟經尿液排出,或通過膽汁肝腸循環再次進入小腸[12,13];
3) 小腸中的殘餘黃酮代謝物可繼續下行,到大腸部位,大腸有很多腸道菌群,這些菌群多元地處理黃酮為更容易吸收的產物,主要處理方式包括:還原、脫羧、脫羥基、去甲基化[14,15];
4) 大腸的菌群處理後的產物被吸收,最後,代謝廢物也經腎臟由尿液排出。
黃酮化合物吸收差
黃酮類化合物大多數以黃酮糖苷形式存在,少量以黃酮糖苷元形式游離於自然界中。黃酮糖苷親水性強,脂溶性差,在胃部和小腸吸收有限,大多依賴大腸腸道菌群加工。
黃酮糖苷元可看做大腸微生物「加工」黃酮糖苷的產物,吸收利用度是糖苷的數倍,所以目前生產上也將黃酮糖苷生物加工成苷元以提高利用度。
03
黃酮類化合物生物加工
黃酮類化合物的生物轉化手段主要包括微生物轉化及基於植物組織細胞培養的生物轉化。
1) 微生物轉化是利用微生物進行反應,利用微生物產生的一種或幾種酶作為生物催化劑,將黃酮轉化成為別的物質。生物轉化反應具有選擇性強、催化效率高、反應條件溫和、反應種類多樣以及環境汙染小等優點。
2) 植物中有多種特異酶,可催化黃酮產成多種新型化合物,相比微生物轉化的產物更多樣,因此植物培養的生物轉化對黃酮類藥物的研製意義更大。
近年來,上述生物加工技術被廣泛用於包括黃酮在內的各種天然化合物合成、修飾和改造,成為了獲得新結構、低毒性和高活性藥物的低成本途徑。
時光派點評
本文引入了「黃酮類化合物是一大類低吸收率化合物」的概念。
黃酮作為廣泛存在於瓜果蔬菜中的化合物,和日常生活息息相關,近來人們越來越多觀察到其健康裨益,從而推動了相關研究的發展。天然黃酮的吸收利用率一直讓人頭疼,好在有生物技術加持,人們已可以顯著提高生物利用度。
黃酮類化合物如何抗老,能不能延長我們的壽命,這些問題我們在第二篇將進行討論。
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原標題:《延壽20%!真沒想到,水果中富含的黃酮類物質竟是「衰老剋星」...》
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