伊娟娟,王振宇,2*
(1.哈尔滨工业大学 食品科学与工程学院,哈尔滨 150090;2.东北林业大学 林学院,哈尔滨 150040)
血脂高低与日常膳食摄入和体内代谢有着密切关系。近年来,随着生活习惯和饮食习惯的改变等多因素影响,高脂血症发病率有明显增高趋势。目前血脂异常等慢性病的治疗如药物处理和医疗所发挥的作用甚小,血脂异常的预防与治疗主要采用药物治疗与非药物治疗相结合的方式。膳食补充、干预是代谢性疾病的基础治疗,在高脂血症治疗中非常重要[1]。各种辅助降血脂功能食品数量较多,原料主要以传统中草药或提取物、普通食品浓缩物及新兴的多肽蛋白类为主。我国幅员辽阔,资源丰富,为降血脂天然产物的开发提供了丰富的物质基础。本文主要就新天然产物多糖类、黄酮类和多酚类降脂功效成分不同的作用机理对降脂研究现状及发展趋势进行综述。
高脂血症俗称高血脂,是导致心脑血管疾病的元凶,发病率高。高血脂非常危险,有人称之为“无声的杀手”。研究结果表明,高血脂的发展和人体血液中低密度脂蛋白和不饱和脂肪酸过度氧化有关,而这些氧化作用和体内活性很高的各种自由基有关,通过摄入抗氧化物质抑制脂质过氧化,可以达到预防和缓解高血脂症的效果[2]。人们日常食用的各种果蔬植物中含有各种天然的抗氧化物质如植物多酚,其抗氧化活性是近年来研究的热点之一。植物多酚具有很强的抗氧化性,在抗诱变、抗肿瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老等方面都具有良好的作用[3]。
按其发生原因可分为原发性高脂血症和继发性高脂血症。原发性高脂血症是指非因其它疾病引起,可能由于遗传缺陷或者后天饮食习惯、生活方式以及其它自然环境因素所致的高脂血症,可分为以下几种:Ⅰ型高脂血症、Ⅱa型高脂血症、Ⅱb型高脂血症、Ⅲ型高脂血症、Ⅳ型高脂血症、Ⅴ型高脂血症。
继发性高脂血症是指某些原发病在病理演变过程中造成脂蛋白代谢紊乱,继发出型高脂血症;常见有肥胖症和糖尿病等。
高血脂及脂质代谢障碍是造成动脉粥样硬化(AS)的主要危险因素。动脉粥样硬化指主动脉、中等动脉(如脑、肾、冠状动脉内膜)的脂类、碳水化合物及血液成分沉积坏死形成粥瘤,平滑肌细胞和胶原纤平滑肌细胞和胶原纤维增生、钙化和硬化,形成血栓而致管腔闭塞。粥样斑块的范围越大,血管腔狭窄越严重,通过的血量就越少。如果粥样硬化只涉及到大动脉,对身体影响不大。最为严重的是脑动脉及冠状动脉,特别是在它们的入口或分叉处发生粥样硬化,就会出现血流供应不足,产生心绞痛、心肌缺血、脑供血不足或脑栓塞等症[4]。由此引起的心脑血管疾病严重危害人类健康,有时还可导致高血压、糖尿病、冠心病等疾病的发生。由于造成危害的严重性,人们对于高脂血症的治疗及预防愈来愈重视。目前的治疗以预防及药物治疗为主。
降低血脂的途径主要有以下4方面:
第一,提高脂蛋白脂肪酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性,增加HDL含量,从而促进脂质分解代谢,抑制脂质合成转运及在动脉壁上的沉积。
第二,抑制胆固醇的生物合成途径中一个或几个环节。
第三,与胆固醇或其转化物胆酸结合,从而抑制其在肠内的吸收,促进降解和排泄。胆固醇在肝中转化为胆酸,再排入肠腔,大部分胆酸经门静脉吸收回肝脏再利用(即肝肠循环),小部分随粪便排出。如果阻断胆汁酸的肝肠循环,减少重吸收数量,不仅可增加胆汁酸衍生物的排泄量,还能通过反馈机制增强胆汁酸合成限速酶的活性,可促使更多胆固醇转化为胆汁酸,达到降低血胆固醇的目的[5]。
第四,通过抗氧化来降血脂。体内多余自由基以活性氧为主,易溶于膜中,氧浓度高有利于引发脂质过氧化的链式自由基反应,从而造成膜脂质破坏,脂质代谢紊乱,动脉硬化。通过清除机体内多余自由基可以达到降血脂的目的。
2.1.1 多糖类降脂的主要类型
2.1.1.1 黑木耳多糖。本实验组王振宇等探究比较深入的是黑木耳多糖,通过在动物实验的基础上得出黑木耳多糖具有降血脂和抗动脉粥样硬化的作用;除此外通过研究得出黑木耳多糖具有抗脂质过氧化作用,对机体免疫功能有明显的促进作用[6]。
2.1.1.2 枸杞多糖。罗琼等探讨了枸杞、枸杞多糖粗品LBP及其纯化组分LBP-X对四氧嘧啶180mg/kg造模的实验性家兔高脂血症的降血脂作用,结果显示枸杞多糖具有降低高脂血症兔血脂(血清总胆固醇TC、血清甘油三酯 TG)的作用[7]。
2.1.1.3 南瓜多糖。左耀明等通过动物对比试验得出南瓜多糖的这种降血脂作用,既能预防和治疗糖尿病并发症,也具有抗动脉粥样硬化作用[8]。石扬等研究降血糖实验中发现,南瓜多糖在使糖尿病大鼠血糖显著下降的同时,还使总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和游离脂肪酸含量显著降低,高密度脂蛋白含量显著升高[9]。
2.1.1.4 黄芪多糖。黄芪多糖对高脂血症大鼠有明显的血脂调节作用和肝脏保护作用[10];并通过健康人群受试者每日早晚各1次服用黄芪多糖(保健食品)总疗程共4周,也能有效地降低健康人血清总胆固醇、载脂蛋白B、低密度脂蛋白胆固醇的水平[11]。
2.1.2 多糖类降脂的作用机理。多糖类物质因其化学结构具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性,起到保护生物膜和延缓衰老的作用。通过清除体内多余的自由基可达到降脂的作用。一种解释是自由基·OH可夺取多糖碳氢链上的氢原子结合成水,而多糖的碳原子上留下单电子可继续氧化形成过氧自由基,后者可进一步分解;另一种解释是多糖环上的羟基可与产生·OH等所必需的金属离子络合,从而抑制活性氧自由基的生成。
2.2.1 黄酮类降脂的主要类型。黄酮类化合物广泛存在于蔬菜、水果和药用植物中。到目前为止,在植物中已发现近10000种结构独特的黄酮类化合物。黄酮类物质又称类黄酮[12]物质,是以a-苯基苯并吡喃酮为主体的一系列物质的总称。其主要类型有黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、双黄酮、查耳酮和异黄酮。不同类型的黄酮化合物表现不同的生物活性和功能。
2.2.2 黄酮类物质降血脂的作用机理。黄酮类物质降血脂的作用机理主要通过抗氧化作用实现,中药中所含的抗氧化物质消除自由基有以下2条途径。一条是消除铁铜等金属离子的催化作用:黄酮类中某些物质可螯合金属离子,金属离子被螯合后失去了催化脂质氧化的能力,从而阻碍了氧化反应的发生;另一条就是供给过氧化物自由基一个氢原子,使其转变为氢过氧化物,从而阻断游离基连锁反应。许多抗氧化物质都可提供淬灭各种活性氧自由基所需要的氢,从而清除自由基,抑制过氧化作用,保护各器官的细胞膜结构。山楂为常用中药材,主要含金丝桃苷为主的黄酮类有机酸,构建小鼠高脂模型,分别给予金丝桃苷50.15mg/kg,酶反应终点法测定血清 TC、TG、HDL值,发现有明显降低小鼠血清TC和升高HDL/TC的作用,其作用与升高HDL百分比值和清除自由基关键酶SOD活性有关[13];二氢丹参酮[14]、沙棘黄酮[15]、银杏叶黄酮[16]、淡豆豉中大豆异黄酮[17]、木瓜总黄酮[18]和黄芩茎叶总黄酮[19]均具有抑制高脂血症动物TC、TG、空腹血糖的升高和肝脂质过氧化物的作用(P<0.05),提高SOD活力,减少自由基的生成,明显降低所有脂质化参数,对高脂血症有显著的预防和治疗作用。
2.3.1 多酚类降脂的主要类型。酚类化合物具有较强的抗氧化能力,通过抗氧化作用和清除自由基来实现降血脂的作用,这里主要讲述茶多酚。茶多酚主要存在新鲜茶叶中,是一类由黄烷醇、黄酮类和酚酸类等多酚类化合物组成的强抗氧化剂,其主要成分是儿茶素及其衍生物[20]。
2.3.2 多酚类降脂的作用机理。多酚降血脂的作用机理与黄酮类似,大量实验证明也是通过抗氧化作用和清除自由基来实现的。茶多酚中的主要成分为黄烷醇类,由于含有很多酚性羟基,易氧化成醌类而提供氢原子,氢原子与自由基结合,使其还原为惰性化合物,以防止过量自由基对细胞的损伤;同时茶多酚通过自身氧化,抑制胆固醇及不饱和脂肪酸的氧化,减少胆固醇及其氧化物在动脉壁上沉积,促进不饱和脂肪酸对胆固醇的转运和清除,从而起到预防高脂血症,抑制动脉硬化形成[21]。
近年来,随着食品科学及医学科研条件的改善和提高,对天然产物类降血脂作用的研究也取得了长足的进步,越来越多的具有降血脂功能的天然物质被发现并被深入研究,许多具有降血脂作用的功能性因子被成功提取并纯化,甚至阐明结构和作用机理。根据高血脂的发病机制,天然物质作用大多为多途径和多系统,而治疗高血脂的西药其效果都不是很理想并易出现不良反应,与此相比上述新化合物在高血脂的预防和治疗方面具有更大的潜力。因此,应充分利用它们的作用优势,开拓出治疗高血脂的新途径。而且上述天然产物分布广泛,资源丰富,是一种天然的保健资源,并且随着提取、制备工艺的不断改进,可以把它们作为以后研究的侧重点。
血脂调节是复杂的体系,涉及多途径、多基因调控,不同降脂途径间有反馈关联,不能靠单一的途径解决问题。研究各种降脂保健功能因子的协同作用及对脂质代谢相关基因表达的影响,应从多位点多途径开发更有效的降脂产品。因此,降脂天然产品开发应该以一个功能为主,采用相关多功能相结合。即使是单一功能,也要采用多途径、不同机理的多组分复配方式才能起到良好的功效。而且随着现代医学研究的进展,近年来,中药及其有效成分降糖作用的研究已从观察血糖、血清胰岛素等指标,深入到细胞、分子水平。应将中药的研究与现代科学手段和规范的方法有机结合起来,并立足于临床,争取更多有意义的发现和创新。对植物纯天然提取物的单体结构及其综合生理活性要有更加全面、清晰的认识,深入开展对其生物学活性的研究,今后应该加强些方面的深入研究,并结合现代分子生物学技术,从基因水平来探讨降血脂作用,这也是未来研究的主要方向之一。只有这样才能更加充分、合理、科学地将其用于医用材料、食品添加、医药保健以及化妆品行业,不仅对保障人民健康作出贡献,而且可以创造出巨大的经济效益。
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