柑橘黄酮的生物学作用研究进展

田德丽 综述，钱海燕，戴丽芬 审校

(1.云南省阜外心血管病医院/昆明医科大学附属心血管病医院 心内科，云南 昆明 650102；2.中国医学科学院阜外医院 冠心病病区，北京 100037)

柑橘是我国盛产的水果之一，柑橘皮入中药材已有数千年历史。柑橘属植物果实的外皮富含柑橘黄酮。近年来，柑橘黄酮具有的多种生物学作用被诸多研究证实，包括降血脂、降血糖、抗动脉粥样硬化、心血管保护、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、调节生物节律等。柑橘黄酮的上述生物学作用正成为新的研究热点，本文复习文献后综述柑橘黄酮的相关研究进展。

1 柑橘黄酮的成分

柑橘黄酮，一般以糖基化苷的形式存在，多数存在于柑橘属植物的果皮中。从植物中提取的柑橘黄酮是纯天然物质，其中含有多种有效成分，从柑橘中可以鉴定出黄酮类物质主要包括：黄酮、黄烷酮、黄烷醇、黄醇酮、异黄酮、多甲氧基黄酮、花青苷、橙皮苷、柚皮苷、川陈皮素等，其中以黄烷酮含量最为丰富[1]。它们具有多种明确和显著的生物学活性。

2 柑橘黄酮的生物学作用

2.1 改善糖脂代谢

2.1.1 降血脂

血脂升高是导致心脑血管疾病的重要危险因素之一，降脂治疗尤其重要。 李淑珍[2]等通过建立高脂血症的小鼠模型，连续饲喂加入柑橘多甲氧基黄酮粉末的饼干6周后，检测小鼠脂代谢实验指标，包括血清中血脂含量、体重、Lee’s指数(评价小鼠肥胖程度方面的有效指数)、肝组织生化等指标，得出多甲氧基黄酮饼干能明显改善上述指标的脂代谢异常，可明显降低TG和LDL-C。证实了柑橘黄酮具有降低血脂作用，揭示了多甲氧基黄酮可发挥对血脂异常引起的脂肪肝的治疗或保健作用。

2.1.2 降血糖

血糖升高是动脉粥样硬化性心脑血管疾病发生发展过程中关键危险因素之一。长期血糖代谢紊乱可引起多系统损害，故血糖管理在心脑血管疾病防治中十分重要。孔宇驰等[3]研究发现，柑橘黄酮通过静态猝灭机制改变α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶的氨基酸残基微环境，改变这三种酶的蛋白质二级结构，对三种酶的活性产生影响。抑制α-葡萄糖苷酶从源头上延缓葡萄糖的产生，降低餐后高血糖；抑制α-淀粉酶活性，减少糖分摄取而降糖影响胰脂肪酶活性，减少脂质向葡萄糖转化，进而起到降糖作用，使葡萄糖、脂类物质的吸收受到抑制。柑橘黄酮能同时与上述三种酶结合，显示其“多靶点”活性，对防治2型糖尿病和肥胖具有重要意义。季诗誉等[4]利用HepG2细胞-葡萄糖消耗模型对35个不同品种柑橘果实的黄酮类物质进行葡萄糖消耗活性评定。他们从柑橘果实中分离纯化得到多甲氧基黄酮组分，评价其降糖活性。结果发现，KK-Ay糖尿病小鼠在喂饲多甲氧基黄酮组分(Polymethoxy flavones，PMFs)(15 mg·kg-1·d-1)3周后，空腹血糖与对照组相比出现明显下降(糖尿病小鼠模型组 vs.PMFs饲喂组，22.02 mmol/L vs.13.38 mmol/L)(P<0.01)。说明主要分布于柑橘果皮中的PMFs有显著的降血糖作用。这种降糖效果在四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠模型中同样得到了验证，在高剂量的柑橘黄酮(600 mg·kg-1·d-1)胃灌10天后，糖尿病小鼠血糖从(13.14±3.12)mmol/L降至(11.58±1.71)mmol/L(P<0.01)。而进一步的研究表明，高剂量组柑橘皮总黄酮可显著增强糖尿病小鼠血清中超氧化物歧化酶活性，降低脂质过氧化产物丙二醛含量。抗氧化作用可能是柑橘皮总黄酮降血糖的机制之一，柑橘皮黄酮的降血糖作用与抑制体内氧自由基的产生、增强抗氧化能力、加速自由基的清除以及增强免疫力有关。因此，高剂量柑橘黄酮可能是通过增强机体免疫力、抗氧化、改善脂质代谢来实现降糖效应[5]。

2.2 心血管保护作用

2.2.1 抗动脉粥样硬化

动脉粥样硬化性心脑血管病主要病理过程是粥样斑块破裂，促发血栓形成，导致动脉管腔部分或完全闭塞，进而引起心肌梗死、脑梗死等严重心脑血管事件，甚至死亡。在动脉粥样硬化形成过程中，血脂升高是主要的因素之一，血脂升高可加速动脉粥样硬化形成的进程，因此降脂对延缓动脉粥样硬化尤其重要。王凤等[6]通过C57BL/6J小鼠模型，证实高剂量柑橘黄酮(100 mg·kg-1·d-1)、柚皮苷和橙皮苷具有显著降脂作用。高剂量柚皮苷通过增加小鼠体内代谢相关菌g_Eubacterium、降低胆酸盐水解酶产生菌g_Bacteroidees、g_Lactococcus，从而增加胆汁酸经消化道排泄，发挥降胆固醇作用。他们进一步通过ApoE-/-小鼠模型证实高剂量柚皮苷和橙皮苷可显著延缓动脉粥样硬化斑块进展，其机制可能是柚皮苷通过介导肠道菌群以及下调小鼠肝脏内15种脂质小分子的代谢产物，使小分子胆固醇酯较原来降低8倍。同时研究显示，柚皮苷可抑制PCSK9表达，促进外周组织胆固醇逆向转运和降解，进而发挥抗动脉粥样硬化的作用。给小鼠喂饲高剂量柑橘黄酮(100 mg·kg-1·d-1)18周可抑制高脂饮食诱发的动脉粥样硬化斑块的形成，证实了柑橘黄酮化合物具有显著的抗动脉粥样硬化作用。

2.2.2 减轻心肌缺血和/或再灌注的损伤

柑橘黄酮除了上述生物学作用外，还有其它心血管保护作用。多种中西药被研究及临床证实具有减轻缺血再灌注损伤的疗效[7]，雪飞等[8]研究发现，橙皮苷能够抑制心肌缺血和/或再灌注损伤诱导的心肌细胞发生自噬，减轻心肌缺血和/或再灌注的损伤，其作用机制可能与柑橘黄酮减轻心肌细胞的氧化应激有关。此外，刘正兵等[9]综述了橙皮素和橙皮苷是对心血管系统具有保护作用的黄酮类化合物，是很有前途的心脏保护剂。

2.3 抗氧化

活性氧(reactive oxygen species，ROS)是癌症和神经退行性疾病发生和发展过程中的重要介质，活性氧的升高会导致氧化应激，导致神经细胞结构改变而加重退行性疾病，通过合理的膳食干预，能清除体内多余的ROS，是预防上述慢性疾病的有效方法之一。杨雪妍等[10]借助PC12大鼠肾上腺髓质嗜铬细胞瘤细胞模型证实了柑橘黄酮的川陈皮素具有最强的氧自由基吸收能力。以人体肝癌细胞HepG2为模型证实了柑橘黄酮的柚皮素和川陈皮素、橘皮素通过下调CDK4蛋白表达，同时增加p21蛋白表达来调控细胞周期，将细胞阻滞在G0/G1期，从而发挥抗增殖作用。再通过秀丽隐杆线虫的衰老模型证实川陈皮素在一定浓度范围内能延长线虫寿命，能显著降低体内脂褐素的含量来延缓衰老。研究证实柑橘黄酮具有的抗氧化、抗增殖、抗衰老等活性，对延长寿命和抗压力均有潜在的应用价值。尹春燕等[11]研究发现，从柑橘果皮中提取的黄酮类化合物，能清除超氧阴离子(O2·-)和羟基自由基(·OH)，证实了柑橘黄酮具有较强的清除活性氧自由基作用，具有抗氧化活性，且柑橘黄酮的体外抗氧化作用与黄酮组分的总量呈显著正相关。陈嘉景等[12]研究发现，类黄酮作为强抗氧化剂、二价阳离子螯合剂、脂质过氧化抑制剂和自由基清除剂，在抗癌、降血脂、抗炎抑菌、强化毛细血管功能、抗过敏等方面有重要作用。他们还发现，柑橘果皮中富含的异黄酮和黄酮类物质具有明显的抗氧化作用，柑橘中多种次生代谢物质也具有抗氧化能力，且类黄酮的抗氧化活性明显强于其它次生代谢物质。

2.4 抗炎

柑橘黄酮可增强交感神经介导的静脉收缩力和钙敏感性、减少白细胞黏附和迁移、抑制促炎因子的生成、减轻静脉瓣膜恶化和反流、降低内皮细胞活性、减少毛细血管渗漏[13]。柑橘黄酮所含橙皮苷的抗炎活性较强，可抑制慢性炎症反应，也可改善急性炎症的症状，如胶原纤维的出现、血管周边瘤的形成及肉芽肿微血管的形成等。

2.5 抗肿瘤

越来越多的研究显示，柑橘黄酮具有显著抗肿瘤作用，包括淋巴细胞白血病、肝癌、胃癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、胰腺癌等。其抗肿瘤作用机制主要包括直接细胞毒作用、诱导凋亡、调节细胞周期及肿瘤生长相关因子表达等。柑橘皮类黄酮通过调节细胞过程，包括细胞增殖、细胞周期调节、细胞凋亡、转移和血管生成等来在一定程度上预防癌症[14]。川陈皮素是从柑橘果皮中提取出来的，是一种天然的多甲氧基黄酮类化合物。无论在体内还是在体外，川陈皮素均能明显抑制肿瘤细胞增殖。随着柑橘黄酮抗肿瘤活性及机制不断被深入研究，柑橘黄酮作为抗肿瘤新药应用于临床有可能成为现实。

2.6 调节生物节律

生物节律与生物体的代谢及营养密切相关，柑橘类黄酮的PMFs可调节生物节律，使之随昼夜变化而产生周期性波动。宋博等[15]通过研究发现，柑橘类黄酮提取物对 BV-2 细胞的生物节律具有调控作用。其中PMFs 是柑橘类黄酮调节生物节律振荡的主效物质。进一步对PMFs 中的川陈皮素研究发现，其可以调节对脂多糖(Lipopolysacchari-des，LPS)诱导的小鼠肝脏细胞生物节律紊乱。柑橘类黄酮PMFs 抑制 LPS诱导的生物节律紊乱与NLRP3炎性小体相关基因表达有关。

3 结语

综上所述，柑橘黄酮作为一种天然提取物，其生物学作用多，活性强，其改善糖脂代谢、抗动脉粥样硬化、心血管保护、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、调节生物节律等方面的生物学作用越来越多的被深入研究，在药品、食品、保健品和化妆品等领域具有广泛的应用前景。我国拥有丰富的柑橘黄酮资源，深度开发和利用柑橘黄酮的诸多生物学作用，有望使柑橘黄酮成为改善代谢异常、预防心血管疾病和治疗肿瘤的祖国传统医药，具有广阔的应用前景，有望产生巨大的科学、社会学和经济学价值。