植物类黄酮的生物学作用及其对人类健康的影响

1、植物类黄酮的生物学作用及其对人类健康的影响闫祥华（济南军区军事医学研究所军队卫生研究室，250014）类黄酮(flavonoids)是一类具有广泛生物活性的植物次生代谢物，它们属于多酚类化合物家族，广泛存在于各类植物之中，参与植物生长繁殖过程，赋予植物五彩缤纷之色，调与酸甜苦涩之味，有利于植物生存、防御病原或天敌的侵袭。人们很早就认识到类黄酮物质具有抗氧化、消炎、抗过敏、抑菌和抗病毒、肝保护、抗血栓、抗癌等活性作用，许多中草药的有效成分就是类黄酮物质。1936年，一种黄酮类物质的混合物由于显示能降低毛细血管脆性与通透性，并具备维生素C的某些性质，因而被称之为维生素P或维生素C2 ，但此假定在更

2、深入研究以后未被证实。近年来一些调查结果表明，人类每天从膳食摄入相当数量的类黄酮物质，摄入量甚至超过了一些微量营养素的每日摄入量。一些初步流行病学调查显示，食物类黄酮物质可能有利于预防心血管疾病的发生、发展。因此，食物类黄酮物质生物学作用及其机制的研究已成为目前营养学研究领域内的热点之一，一些营养学家已将类黄酮物质归入植物营养素(phytonutrients)的范畴。一. 类黄酮物质概述1 类黄酮物质的结构、分类与食物来源类黄酮物质基本结构为苯基色原酮，具有二苯吡喃母核骨架结构(图1)。现在的类黄酮物质概念扩展为泛指两个苯环通过碳链相互联结而成的一系列化合物。目前已分离出4000余种，按结构可

3、分为13类，包括黄酮类(flavones)、双氢黄酮类(flavanones)、黄酮醇类(flavonols)、双氢黄酮醇类(dihydroflavonols)、异黄酮类(isoflavonoids)、黄烷醇类(flavonols)、黄烷二醇类(flavandiols)、双黄酮类(biflavonoids)、查耳酮类(chalcones)、双氢查耳酮类(dihydrochalcones)、橙酮类(aurones)、花色素类(anthocyanidins)、原花色素类或缩合丹宁类(proanthocyanidins or condensed tannins)。主要类黄酮物质的代表物和食物分布见表

4、1。图1 类黄酮物质的基本结构表I 主要黄酮类物质的代表物和食物分布种类代表物食物分布黄酮类芹菜苷元，黄岑黄素蔬菜、柑桔类水果双氢黄酮类桔皮素柑桔类水果黄酮醇类槲皮素，杨梅黄酮茶叶、洋葱、果酒黄烷醇类儿茶素茶叶异黄酮类染料木素，大豆素豆类花色素类花青素有色水果、浆果天然状态下大多数类黄酮物质为上述母体化合物的衍生物，主要以糖基化的甙类形式存在，组成黄酮甙的糖类有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖等。黄酮类物质食物来源十分广泛，除了蔬菜、水果、茶叶以外，一些谷类、豆类、坚果类食物以及葡萄酒中也含有相当数量的类黄酮物质。由于类黄酮物质种类繁多，检测方法尚不成熟，因此，食物类

5、黄酮物质含量及其影响因素有待于更深入的研究。2 类黄酮物质的摄入及其生物利用率Kuhau(1976)报道，估计美国人每日膳食中含有约1g混合类黄酮的糖苷物质（相应类黄酮甙元数量为650mg/d）；但根据Hertog等（1992）由1987-1988年荷兰国家食物消费调查计算得到的二种食物类黄酮(黄酮醇和黄酮)平均摄入量为23mg/d，食入类黄酮的种类主要是槲皮素和茶黄酮；Leth和Justesen计算，丹麦人每天三种食物类黄酮物质(黄酮、黄酮醇和二氢黄酮)摄入量约为28mg。北美人食物异黄酮类物质摄入量约为15mg/d，而亚洲人为1545mg/d，其中，日本农村人口食物异黄酮类物质摄入量高达2

6、00mg /d。上述调查结果显示，不同国家每人每日从食物中摄入的类黄酮物质的数量虽有不同，但都超过了一些微量元素营养素的每日摄入量。过去的一些研究结果表明，类黄酮物质进入体内后很少被吸收，大部分由肠道菌群分解排出，因此，食物类黄酮物质的生物利用率受到质疑。但是，近年来的一些研究表明，肠道可以吸收相当数量的类黄酮物质，吸收过程受多种因素的影响，如化学结构、分子大小、聚合程度、溶解度以及结合单糖的种类等。大鼠试验结果表明，摄入14C槲皮素后，约有20槲皮素被吸收，30以原形排出，其余50在肠道代谢分解后排出；大鼠摄入大豆异黄酮后吸收率大约也在20左右；采用大鼠肠道原位灌流的方法研究发现，十二指肠、

7、空肠、回肠、结肠对槲皮素均有明显的吸收，槲皮素衍生物芦丁的吸收率显著低于槲皮素，说明糖基化对黄酮类物质的吸收有显著影响。肠道菌群对肠道类黄酮物质的吸收也有显著影响，它们主要通过分泌糖苷酶(glycosidases)使类黄酮单体游离，采用无菌动物进行的试验证明没有肠道菌群的参与，一些黄酮甙在肠道几乎不被吸收。人体(回肠造口手术后的志愿者)试验也证实了人类小肠对黄酮类物质的吸收，槲皮素及其糖基化衍生物的吸收率为1754；另有试验结果表明，苹果中槲皮素的3-木糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖苷和纯的3-芸香糖苷的生物学利用率仅是洋葱中槲皮素葡萄糖苷的三分之一(Hollman et al., 1997a)

8、，而用纯的槲皮素葡萄糖苷实验显示葡萄糖部分的存在对增加吸收率是重要的(Hollman et al., 1999)。洋葱中的槲皮素葡萄糖苷要比茶中的槲皮素糖苷和苹果中的槲皮素芸香糖苷更易吸收。类黄酮物质吸收后在体内的代谢过程目前尚不十分清楚，推测肝脏为类黄酮物质代谢的重要场所，可能发生甲基化、糖基化、硫酸化等反应，此外，肠道和肾脏也可能参与类黄酮物质在体内的代谢。进人血液后类黄酮物质主要与白蛋白结合转运。大鼠进食富含类黄酮物质的饲料后，血浆中可以检测到槲皮素及其代谢产物，而且其浓度可以维持大约16h；人类饮茶试验发现饮茶2h后血中儿茶素浓度达到峰值，饮用绿茶和红茶后血中儿茶素的半衰期分别为4.8

9、h和6.9h ；人类食用富含槲皮素的洋葱3.3h后，血中槲皮素达到峰值，半衰期长达3.3h。上述实验结果表明，机体可以吸收相当数量的类黄酮物质，而且，吸收后类黄酮物质在体内的半衰期也较长。3 类黄酮物质的生物学作用（生物活性）类黄酮物质的作用多见于草药有效成分的研究报道，它们的作用十分广泛，作用的大 小与它们的化学结构和性质密切相关。已有的研究结果表明，类黄酮物质主要具有以下几个方面的作用；3.1抗氧化作用3.1.1清除自由基类黄酮化合物种类繁多，但并不是所有的类黄酮都具有相同的清除自由基的功效，而是和每种化合物的具体结构有关，特别是与所含的羟基数相关，其中，3'-与4'-位上

10、的羟基对于类黄酮物质清除自由基作用十分重要，羟基的甲基化将显著影响黄酮类物质抗氧化作用。Rafat等人在研究类黄酮对羟自由基的清除作用时发现，几种常见的类黄酮化合物对羟自由基的清除能力按如下顺序下降：杨梅黄酮(Myricetin)>槲皮素(Quercetin)>鼠李素(Rhamnetin)>桑色素(Morin)>地奥明糖苷配基(Diosmetin)>柚苷配基(Naringenin)>芹菜素(Apigenin)儿茶素(Catechin)>5, 7-二羟基3', 4', 5'-三甲氧基黄酮刺槐甙(Robinin)>山奈素(Ka

11、empferol)黄酮(F1avone)。活性最强的几种(杨梅黄困，槲皮素，鼠李素)都是黄酮醇，且都具有B环上的3', 4'-邻二羟基结构，其中杨梅黄酮(5, 7, 3', 4', 5'-五羟基黄酮醇)具有3', 4', 5'-邻三羟基结构，其清除羟自由基的效果也最好；而山奈素(5, 7, 4'-三羟基黄酮醇)B环上不具有邻二羟基结构，其清除羟自由基的效果很差。儿茶素(5, 7, 3'-四羟基黄烷醇)虽具有B环的3', 4'-邻二羟基结构，但不具有a-b双键和g-羰基，其清除羟自由基的能力介于中间。

12、上述实验结果证明了B环上邻羟基的存在对类黄酮清除自由基的活性是必不可少的；a-b双键和g-羰基对这一活性起一定作用，但其重要性要远远小于前者。这可能是由于类黄酮清除自由基的作用是通过自身供氢氧化实现的。邻位羟基的存在可使一个羟基供氢氧化形成碳基之后易于与邻位的羟基形成分子内氢键，使氧化后的物质稳定，从而中断自由基导致的链反应。而a-b双键所决定的平面结构加强了分子的稳定性。另外，A环与B环的共扼作用并不影响黄酮类物质自由基清除力。值得注意的是，在H2O2体系中有高浓度Fe3+(100mM)存在的情况下，槲皮素和杨梅黄酮加速羟自由基产生，从而表现出促氧化作用，正常条件下，体内一般不会出现如此情况

13、。类黄酮物质对一些生物体系如巨噬细胞吞噬过程、中性粒细胞呼吸爆发过程中产生的自由基也同样具有清除作用。3.1.2抗脂质过氧化作用 脂质过氧化涉及一个自由基链式反应过程，包括链启动和链传递两个阶段。已有报道，一些类黄酮物质显著抑制酶性或非酶性脂质过氧化过程。槲皮素可抑制多种脂质过氧化生物模型系统，如线粒体、微粒体、LDL和红细胞体系。水飞蓟素阻抑由Fe2+-维生素C和NADPH-Fe3+-ADP诱导的鼠肝线粒体和微粒体脂质过氧化作用比-胡萝卜素高10倍。异黄酮及其对脂质过氧化亦有显著的抗氧化作用，其中一些衍生物的活性远高于生育酚。汉黄芩素、木蝴蝶素A、柯因和黄芩黄素均能抑制由ADP-NADP和F

14、e2+-维生素C介导的鼠肝微粒体脂质过氧化。槲皮素、大豆异黄酮和儿茶素等尚能显著抑制体外LDL的Cu2+-诱导脂质过氧化过程，我们对大豆异黄酮抗氧化研究发现，向已启动的LDL氧化体系中加入a-生育酚将毫无作用，而大豆异黄酮仍能显著抑制脂质过氧化进行 。Sorata等（1984）报道，槲皮素和芦丁可抑制红细胞的脂质过氧化过程。另外，类黄酮还具有节省维生素E、C作用。3.1.3抑制DNA氧化损伤自由基可引起DNA氧化性损伤, 造成突变等后果。一些类黄酮物质对这种损伤具有保护作用。如槲皮素及对过氧化氢诱导的白细胞和HepG2细胞的氧化性DNA损伤具有显著抑制作用，而且，这种作用显著强于维生素C。另外

15、，槲皮素还以剂量依赖的方式抑制 g 射线引起的8-氧-2'-脱氧鸟苷的形成，对于叔丁基过氧化氢诱导的DNA线性断裂；槲皮素也具有保护作用。3.1.4 螯合金属离子过渡态金属离子是许多自由基产生过程的催化剂，而一些黄酮类物质具有螯合过渡态金属离子的作用，从而阻断过渡态金属诱导的氧化反应。Cu2+或Fe2+离子加入到含有槲皮素、四羟基黄酮、儿茶素、芦丁的溶液中后，类黄酮物质的吸收光谱发生改变，说明类黄酮物质可以直接与加入的Cu2+或Fe2+ 快速螯合；黄酮类物质与金属离子的相互作用与其结构有关，3位羟基是黄酮醇类物质共同的结构特点，可能为螯合金属离子所必需，芦丁的3-位羟基与芸香糖相结合导

16、致其与金属离子反应性降低。类黄酮中的3-位羟基和4-位羰基以及g-吡喃酮环上的a-b双键是类黄酮螯合金属离子的功能基团，3-位羟基是这一作用必不可少的结构。这一观点解释了为什么芦丁（槲皮素-3-0-芸香糖甙）在食物系统中的抗氧化性低于它对应的糖苷配基槲皮素。目前，类黄酮螯合金属离子能力被认为是其发挥抗氧化作用的机制之一。3.2对哺乳动物酶系统的影响3.2.1激酶蛋白激酶C(PKC)是一种多功能丝氨酸和苏氨酸-磷酸化酶，参与细胞分化、增殖、代谢等过程。漆树黄酮、槲皮素、毛地黄黄酮是对PKC抑制作用最强的几种黄酮类物质。结构活性研究提示，3-位羟基的加入大幅降低其抑制活性（Alexandrakis

17、 et al., 1999）。酪氨酸蛋白激酶(PTK)广泛存在于多种不同类型细胞中，它在细胞生长与转化、基因表达、细胞附着、形成和死亡等多种过程的调控中发挥作用。常见的异黄酮类物质染料木素对PTK具有特异性抑制作用。而槲皮素对PTK和PKC均有抑制作用。肌球蛋白轻链激酶（MLCK）对平滑肌主动收缩产生和其它细胞的游走是必需的。山奈黄酮对纯化的牛主动脉MLCK 细胞具有相对专一性抑制（IC50, 0.45M），山奈黄酮与ATP作用存在竞争性抑制。禽类MLCK细胞也受到几种类黄酮的抑制，其中具有C2-C3双键和多个羟基的类黄酮活性最高，而甲氧基化或葡萄糖化则显著降低甚至消除活性。另一个对类黄酮敏感

18、的激酶是兔肌磷酸化酶激酶，研究发现槲皮素和漆树黄酮是无活性磷酸化酶激酶的有效抑制剂，而双氢黄酮橘皮素提高该酶活性。此外，山奈黄酮和 柯因（5, 7-二羟基黄酮）也有抑制活性。类黄酮结构中A和B环上的羟基化，C2-C3不饱和双键和酮基被确认是强烈影响抑制活性的结构。3.2.2 脂氧酶和环氧酶脂氧酶和环氧酶催化花生四烯酸、EPA、r亚麻酸生成前列腺素、血栓素与白三烯类物质，参与炎症反应。三羟基二甲氧基黄酮(Cirsiliol)对脂氧酶具有显著抑制作用，而黄岑黄素(baicalein)选择性抑制血小板5-脂氧酶，槲皮素是人血小板12-脂氧酶的有效抑制剂。一些查尔酮衍生物对鼠表皮12-脂氧酶和环氧酶均

19、有抑制活性，但以前者为高。毛地黄黄酮、桑色素、高良姜精和儿茶素对环氧酶具有一定的抑制作用，而黄酮、柯因(chrysin)、芹菜苷元、根皮素和水飞蓟素可降低环氧酶活性并抑制血小板聚集。有趣的是，研究者们发现，那些对环氧酶抑制较强而对脂氧酶抑制较弱的黄酮化合物几乎无羟基取代基，且在B环上缺少3', 4'-邻羟基结构。类黄酮物质对脂氧酶和环氧酶的抑制作用可能与它们的抗炎作用有关。3.2.3 ATP酶类黄酮能够影响浆膜Na+-和K+-ATP酶、线粒体ATP酶和Ca2+-ATP酶的转运功能。槲皮素以竞争性抑制方式与ATP竞争结合酶位点发挥抑制Ca2+-ATP酶作用。3.2.4 组氨酸脱羧

20、酶组氨酸脱羧酶催化组氨酸脱羧生成组胺。槲皮素、儿茶素、柚皮甙元等黄酮类物质具有抑制组氨酸脱羧酶的作用，因此，这些黄酮类物质表现出一定的抗炎、抗溃疡作用。3.2.5 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶(XOD)催化黄嘌呤分解生成尿酸和超氧阴离子自由基(O2-.)。槲皮素和其它一些类黄酮可能是牛乳XOD的有效抑制剂(Chang等，1993)。由于肝炎和脑瘤患者血清XOD水平升高，提示选择合适类黄酮可能对治疗这些疾患有益。3.2.6 NO合成酶 NO作为最近发现的信息分子具有许多重要的生理活性，如松弛平滑肌，溶解肿瘤细胞和杀灭微生物等。它是由可诱导酶NO合成酶（iNOS）催化精氨酸产生的。染料木素及其它PTK

21、抑制剂显著阻抑NO的产生和iNOS的诱导(Dong等，1993)。其它活性化合物包括槲皮素、表焙儿茶素没食子酸盐、桑色素、芹菜苷元、紫杉叶素、漆树黄酮和儿茶酚。而Chiesi和Schwaller(1995)发现丹宁和槲皮素能抑制三种异构体形式的iNOS活性。此外，槲皮素、堪菲醇、漆树黄酮对RNA聚合酶具有显著抑制作用；槲皮素等类黄酮对鸟氨酸脱羧酶、反转录酶、磷脂酶A2、谷光甘肽-S-转移酶、醛和醇脱氢酶、胰肽酶E等也有显著抑制作用。由于不同酶的生理功能各异，而且前述研究结果大多是在体外完成，因此，类黄酮物质进人体内后的作用如何尚需深入研究。3.3 抗菌活性类黄酮作为植物组织的构成成分，其毫无争

22、议的功能之一就是保护植物免受微生物的侵害，故对于植物而言又称其为植物防御素或植物补体(Harborne,1994;1999b)。异黄酮类物质高丽槐素来自于豆科植物的一种著名抗真菌剂，在400mg/g浓度即可高度抑制真菌孢子萌动。另一种已知的植物防御素是从紫云英中获得的7, 3'-二羟基-2', 4'-二甲氧基异黄烷（Mucronulatol），它具有抵御真菌感染能力。植物中大多数类黄酮抗真菌组分一般是异黄酮类、异黄烷或双氢黄酮。毛地黄黄酮糖苷是已发现的具有抗真菌活性的双氢黄酮物质。抑制活性最高的母体结构是黄酮和双氢黄酮，它们分别在1和5ppm即有活性，而常见的羟基类黄酮

23、要达到5ppm以上才能抑制真菌生长，有些甚至在200ppm还无效。事实上，随着羟基、甲氧基或葡萄糖取代基的增加，类黄酮的抗真菌活性不断降低（Picman等，1995）。最近的报道显示，一些类黄酮具有抗细菌活性。查尔酮、黄酮和双氢黄酮均能有效抑制金黄色葡萄球菌的生长、繁殖，特别是双氢黄酮尚能对耐抗生素菌株显示抑制活性(Iinuma等，1994)，因此，它对医院中感染此菌的患者治疗具有特别价值。类黄酮还有抗病毒活性，最引人注目的是对人免疫缺陷病毒(HIV)的抑制。一些类黄酮（如黄岑黄素）显示对HIV病毒具有直接抑制作用（Li等，1997b）。其它一些类黄酮则抑制病毒复制所需的一些酶类，如两种双黄酮

24、显著抑制HIV-1反转录酶（IC50为65mM），而槲皮素的一种衍生物强烈抑制HIV-1整合酶(IC50为18.1 mg/ml)。目前，虽然还不清楚抗HIV活性类黄酮的种类，但是，关于类黄酮对西红柿环斑病毒的抑制研究显示，常见黄酮醇和噢哢（aurone）均有很高的抑制活性，如5mg/ml槲皮素即能对病毒局部侵蚀产生70抑制。槲皮素和其他一些类黄酮对病毒繁殖周期的早期事件显示干扰作用（Malhorra等，1996）。3.4抗炎活性和免疫调节作用许多炎症和免疫反应发生在毛细血管内皮。消除炎症过程中植物类黄酮对内皮组织健康和作用的影响一直是人们研究和争议的领域。慢性静脉机能不全(CVI)的发生和发展

25、被认为是严重炎症反应的结果，标准的治疗方法是压迫疗法，但最近的研究提示植物类黄酮可能对该症的治疗有益。许多研究者已经证实微粒化的纯类黄酮制剂Daflon（含90%的香叶木甙和10%的橘皮素）具有抗炎作用，其机制是二种类黄酮能够阻塞炎症期间活性氧生成8Manthey JA. Biological properties of flavonoids pertaining to inflammation. Microcirculation. 2000; 7: S29-S34和一些炎症介导剂的作用。类黄酮的抗炎活性还表现在对大量炎症和免疫反应必需调节酶类（如酪氨酸蛋白激酶、磷脂酶A2、脂氧酶和环氧酶等）

26、的作用。类黄酮对这些酶类活性的调控减少了炎症介导剂（如花生四烯酸、前列腺素、白三烯、TNF-a、IL-1和组胺等）的生成及释放数量，从而发挥抗炎作用。在炎症发生、发展过程中，类黄酮可从炎症相关因子的转录、表达、转运和分泌等多个环节发挥调节作用。槲皮素、堪菲醇、杨梅黄酮对大鼠肥大细胞组织胺释放具有抑制作用，槲皮素和芹菜苷元对人类碱性白细胞组织胺的释放也有抑制作用。类黄酮物质抗组织胺释放作用的有效结构是4-位上的酮基、2-位与3-位之间的双键和B环上的羟基。类黄酮物质抗过敏、抗炎作用与抗组胺释放作用有关。体外类黄酮物质对一些免疫细胞功能具有调节作用。染料木素对T淋细胞增殖以及IL-2分泌和IL-2

27、受体表达具有抑制作用，这一作用可能与染料木素对PTK特异性抑制作用有关；槲皮素抑制T淋细胞增殖及增殖过程中葡萄糖的摄取，对人类外周血单核细胞MHC抗原的表达也有抑制作用；一种人工合成的醋酸黄酮对a-干扰素分泌和小鼠NK细胞毒活性具有增强作用，在动物实验结果中表现出抗肿瘤效果。因此，一些类黄酮物质有望成为新型的免疫调节剂。3.4 抗诱变和抗肿瘤细胞增殖作用有关类黄酮化合物的抗诱变作用有很多报道，这类化合物可抑制B(a)P环氧化物、N-甲基-N-亚硝基胍、AFB1等的诱变作用。Edenharder最近用Ames实验对64种类黄酮化合物的抗诱变性进行研究，发现以黄酮、苯基苯乙烯酮、黄烷酮、芹皮黄素、

28、桑黄素等为代表的许多类黄酮类化合物对食物热解产物杂环胺类诱变物：IQ、MeIQ、MeIQx、Glu-P-1和Glu-P-2等的诱变作用具有拮抗活性，且有一定的剂量效应关系。究其结构与抗诱变的关系，发现若向类黄酮类分子中引入羟基或增强化合物的极性，其抗诱变活性则降低；若将分子中的羟基进行甲基酯化处理，降低其极性，其抗诱变性则增强。由于苯基苯乙烯酮类化合物也有抗诱变作用，因而提示类黄酮类分子结构中边上的两个环不是其抗诱变作用的必需基团，但羟基附近的平面结构却是其抗诱变性的必需组分。动物实验的结果亦证实类黄酮类化合物的抗诱变作用。有人先给小鼠注射B(a)P之后，再经口给予类黄酮化合物，观察小鼠骨髓的

29、嗜多染红细胞微核的出现率，发现山萘酚、桑黄素、栎精等有明显的抗诱变作用，而且类黄酮分子结构中的2, 3-双键和3, 5, 7-羟基是其抗诱变性的必需组分。而且Galagin对乙基甲烷磺酸酯(EMS)、7,12-甲基苯蒽等诱变剂均有强抑制作用。研究较多的芹皮黄素在体外Ames实验和CHO细胞培养实验均证实，其对1-萘基肽氨酸(1-NP)和邻苯二甲酸二壬酯(1, 6-DNP)的遗传毒性有明显抑制作用。另外有人报道，麦芽提取液的抗诱变作用也主要归因于芹皮黄素，而且有剂量效应关系。由此提示芹皮黄素可能有抑癌作用。然而，也有人得出相反的结论，认为有些类黄酮类化合物，如栎精、芹皮黄素等有诱变作用。因此对于

30、其抗诱变效应仍有待于进一步探讨。许多类黄酮物质对一些肿瘤细胞增殖有直接的抑制作用，包括查尔酮、双氢查尔酮、黄烷酮、黄酮醇、黄酮、双氢黄酮和双黄酮等，但研究者们采用的细胞系变化很大。如由豆科植物分离出的三种双氢查尔酮对P-388（鼠白血病）、A-549（人非细小肺癌）和HT-29（人结肠癌）细胞系有不同程度的抑制活性(Barrero等，1997)；而两种五环黄烷酮显示对组织培养白血病细胞(L1210)具有强细胞毒(IC50, 0.25 mg/ml)活性(Makino和Fujimoto, 1999)；从桑科植物茎皮中提取的三种苯基双氢黄酮醇对人肿瘤细胞系显示细胞毒作用（ED50值在2.731.3

31、mg/ml），如 CRL1579和LOX-IMVI(皮肤)、MOLT-4F(白血病)、KM12(结肠)及UO-31（肾）细胞系；不同来源的两种黄酮醇化合物对P-388、A549、HT-29、MCF-7、KB、L1210、MLA-144、HL-60、MM96E和C180-13S肿瘤细胞均显示有较强的抑瘤效果(Zheng, 1994)。大豆异黄酮对多种白血病细胞系具有抑制增殖和诱导分化作用，在肝癌HepG2细胞系和胃癌HGC-27细胞系亦表现出显著的抑瘤作用。目前，已有许多学者对类黄酮的抗癌作用及其机制进行了综述，但它们的确切作用机制尚需更深入的研究阐明。3.5 雌激素样作用目前人们研究较多的具有

32、雌激素样活性类黄酮是异黄酮，如染料木素、芒柄花素和大豆素等。异黄酮类物质如染料木素和大豆素与雌激素在结构上相类似，它们与雌激素受体结合发挥雌激素样作用，但其活性比雌二醇低103104倍。染料木素和大豆素还具有刺激雌激素受体基因转录活性的作用，一些试验证明，异黄酮类物质上述作用与乳腺癌的增殖无关；与此相反，体外试验却证实，染料木素和大豆素具有抑制乳腺癌细胞增殖的作用。最近，Kitaoka等（1998）从泰国一种生药中分离到一个新的植物雌激素8-异戊烯基柚苷黄素，体外试验发现这种双氢黄酮具有比染料木素更强的雌激素样活性，其结构中的8-异戊烯基是结合雌激素受体的重要部分。其它拥有C-8位异戊烯基的黄

33、酮、双氢黄酮和黄酮醇也显示一定的结合雌激素受体能力，但8-异戊烯基异黄酮却无活性。异戊烯基从 C8位转到C6位显示活性下降。在大鼠体内实验中，30 mg/kg/d的异戊烯基柚苷黄酮和0.01 mg/kg/d雌激素都阻止了卵巢切除所致尿中骨吸收表征物质（羟脯氨酸、pyridinoline和deoxypyridinoline）排泄量增加以及骨矿密度降低（Miyamoto等，1998）。活性类黄酮都有黄酮母核上7-和 4'-位羟基或查尔酮分子上4, 4'-位羟基存在。芹菜苷元和 4, 4'-二羟基查尔酮均显示出17b-雌二醇样活性。给25名无症状绝经后妇女进行长达一年的膳食补

34、加大豆、亚麻仁和红三叶芽实验发现，对受试妇女的阴道和促卵泡激素水平产生了显著的雌激素作用。3.6 其它作用已有研究显示，一些类黄酮具有肝保护能力。最近，从百合科获得的根茎提取物可显著抑制由苦基氯化物诱导延迟型超敏反应所致肝损伤，但这种作用仅在效应期阶段加入才有效，而在诱导期加入则无效，经鉴定其活性成分之一是黄烷醇双氢槲皮素-3-鼠李糖苷（Xu等，1997）；此后，Chen等（1999）又分离出两种黄烷醇亦显示同样的肝保护活性。柯因和芹菜苷元显示有镇静作用；而棉纤维素、表儿茶素、桑色素和芦丁具有显著的止痛活性，除双氢黄酮外，所有测试类黄酮均存在剂量依赖性镇痛效应。菊科植物苦艾在我国传统上用于防治

35、疟疾，其主要成分是倍半萜烯内酯。有研究者证实紫花牡荆素 （casticin）和苦艾黄酮（artemitin）显著提高倍半萜烯内酯的抗疟活性，而在非洲国家一些医用植物的抗疟成分本身就是类黄酮。4 摄入类黄酮物质对人类健康的影响4.1 与癌症的关系人们曾经认为，水果和蔬菜摄入量与肺癌危险性呈负相关的原因可能是由于这些食物中所含的b-胡萝卜素之故。然而，三项较大规模的b-胡萝卜素补充实验得出的相反结论使研究者们认为，水果和蔬菜中的其它成分(而不是b-胡萝卜素)可能才是真正有保护作用的。其中之一就是类黄酮。各种植物性食物(如苹果、洋葱、红葡萄酒和茶)中的这些酚类物质是强抗氧化剂，因此可能具备防癌活性。

36、由芬兰全国公共卫生研究所撰写的关于类黄酮摄入量和肺癌危险性关系的芬兰队列研究资料表明，在芬兰，由于几乎不饮用茶和红葡萄酒(这两种饮料是最重要的类黄酮来源)，因此类黄酮的摄入量相对较低。在研究了9959名年龄为1595岁的芬兰男性和女性的膳食史后，发现类黄酮摄入量与所有部位癌症（特别是肺癌）的发生呈负相关关系，在年轻人和不吸烟者中，这种关系更强。苹果(芬兰膳食中类黄酮的主要来源)摄入量与肺癌危险性呈负相关关系，上述发现与类黄酮可能预防肺癌的假设相一致。类黄酮是蔬菜、水果和植物性饮料中普遍存在的多酚。最近的动物实验结果表明，类黄酮对化学物质诱发的癌症具有预防作用。但是，因缺乏各类食物中类黄酮的精确

37、含量资料，至今未开展有关类黄酮对癌症影响的流行病学研究。有报道研究了类黄酮摄人量与5年癌症发病率及死亡率的关系，实验观察对象为当时无癌症、有类黄酮摄入史、6584岁的荷兰苏特芬老年男子738人，人均类黄酮摄入量为25.9mg/d。其中61%来自茶，38%来自蔬菜和水果(主要是洋葱、羽衣蓝、苣荬菜和苹果)。结果表明，类黄酮摄入与全因癌症发病率无关(P=0.54)，与全因癌症死亡率无关(P=0.51)，与消化道和呼吸道癌症危险度也无关(P=0.92)。校正年龄、体质指数、吸烟、体力活动以及维生素C、维生素E、b-胡萝卜素和膳食纤维摄入量后未使相对危险度发生改变，只有蔬菜和水果类黄酮摄入最高的一组消

38、化道和呼吸道癌症危险度较低。该结果揭示食物中存在具有抗癌作用的其它非维生素成分。作者指出，用主要来自茶、苹果和洋葱的类黄酮不能预计老年人全因癌症或消化道和呼吸道癌症危险度下降。有关类黄酮对特定部位癌症危险度的影响，尚需开展前瞻性队列研究进行深入探讨。1985年，wattenberg首次提出类黄酮尤其是黄酮醇和黄酮有重要的抗突变和抗肿瘤效应，由此引出一系列有关的研究。一个典型的例子就是五羟黄酮能够抑制3-甲基胆蒽和N甲基N亚硝基脲诱导的皮肤肿瘤的发生。这可能是通过抑制表皮的鸟氨酸脱羧酶来实现的。有报道，膳食中五羟黄酮(2)和维生素P(4)可有效抑制鼠大肠上皮癌细胞的增殖。食物中添加1的五羟黄酮可

39、使2-甲基胆蒽诱导的鼠纤维肉瘤减少48。五羟黄酮也抑制人体肿瘤细胞如大肠癌细胞、口腔癌细胞等的生长。这些抗增殖效应可能与五羟黄酮专一地作用于细胞周期的G1期有关。流行病学和移民调查研究表明，西方发达国家居民的乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌发病率显著高于发展中国家，尤其是东南亚地区的居民。通过比较研究显示，居民摄入豆制品及异黄酮的水平与这些癌瘤发生率呈负相关。对移居美国的亚洲人群调查也发现，在移居第一代发生这些癌症的危险即迅速上升至美国本地人群的水平。可见，上述癌症发生率的差异与饮食结构的不同密切相关。异黄酮是人尿、血浆和粪中的正常成分，素食者的血浆异黄酮水平高于杂食者。血浆、尿及粪中异黄酮水平与乳

40、腺癌发病率呈负相关。食用传统日本饮食(含较高比例的大豆发酵制品)的日本妇女，乳腺癌发病率较低，而在新加坡获取的流行病学证据也显示，食用大豆与妇女较低的乳腺癌发病率相关1并延长妇女的月经周期长度。大多报道认为，大豆食品中降低乳腺癌危险的主要成分可能是异黄酮和木脂素。染料木素和大豆素都有抗乳腺癌细胞增殖作用，而染料木素还能诱导恶变细胞分化，只是所需浓度较高。虽然在西方国家前列腺肿瘤的发生率与日本等一些亚洲国家相同，但在后者国家中的死亡率较低。脂肪和肉类与前列腺癌死亡率间存在正相关，而谷实类与前列腺癌死亡度间呈负相关关系。有报道，食用较多豆类和一些干果的男性人群中患前列腺癌危险较低。动物实验发现，大

41、豆对大鼠的前列腺炎和小鼠的前列腺坏死具有预防作用。而细胞培养观察到，染料木素和鸡豆黄素A均抑制雄激素依赖性和非依赖性前列腺癌细胞的生长。由日本获得的流行病学资料指出，大量食用豆腐与该地区较低的结肠癌发生率相关。据报道资料大豆异黄酮的抗癌作用已提出了几种可能的机理，它们包括抗氧化活性、性激素作用调节、酪氨酸蛋白激酶活性抑制、拓扑异构酶活性抑制和诱发细胞调亡及增加药效等。在大多报道文献中,往往仅给出了抑癌或影响某项生物学指标的最大异黄酮浓度，且所用实验材料基本上为癌变组织或细胞，考虑到类黄酮在体内作用的复杂性，有必要在未来的研究中全面观察各种浓度类黄酮对癌变细胞，尤其是癌变前细胞的影响。同时，深入

42、开展类黄酮在整体动物及人体的抗癌作用实验研究应是下一阶段工作的重点。2与心血管疾病的关系为期5年的调查发现黄酮醇的摄入与冠心病的死亡率呈负相关，与心脏病的发作呈强负相关。黄酮和黄酮醇摄入量最高组得心脏病的机率是最低组的三分之一。Rimm的研究结果不支持黄酮醇摄入量与心脏病危险性呈负相关的结论，但提出了黄酮醇对已患有冠心病的病人有益。茶是黄酮醇的重要来源，有关茶的消费心脏病关系的研究结果不一。Brown等（1993）报道茶的消费量与心脏病的发病率没有关系。Serafini的研究显示，志愿者饮用饮用红茶和绿茶后；血清的抗氧化能力明显提高。Zutphen的研究结果也发现，膳食中的黄酮醇和其主要食物来

43、源红茶与中风危险率呈明显的负相关。与低摄入量相比，黄酮醇摄入量最高者的相对危险率仅为0.27，每天饮茶4.7杯以上者与低于2.6杯者相比，其危险度为0.37。所以高黄酮醇摄入量对中风发病具有预防作用。适量的饮酒可以降低心脏病的发病率。每天饮34杯酒可以降低心血管病死亡率的50，饮用红葡萄酒可使血清抗氧化能力增加，而白酒则相反。荷兰的一项跟踪调查(zutphen Elderly Study)结果显示，805名6584岁老人5年的冠心病死亡率与包括槲皮素在内的五种食物类黄酮物质摄入量成负相关关系，茶、洋葱和苹果的摄入量亦与冠心病呈负相关，但这种联系较弱，作者认为日常摄入富含类黄酮食物可以减少老年人

44、冠心病死亡危险。另一项调查跟踪了552名中年荷兰人15年结果发现，五种食物类黄酮物质摄入量与中风的危险性成负相关关系；在七个欧洲国家进行的25年跟踪调查发现，冠心病死亡率与食物类黄酮物质的摄人量呈负相关关系。新近在日本进行的一项研究(Arai 等, 2000)显示，膳食摄入的总类黄酮（黄酮醇与黄酮之和）和异黄酮分别为16.7和47.2 mg/d，类黄酮主要来源于洋葱（45.9%），而异黄酮主要来自豆腐（37.0%）。总的异黄酮摄入量远远其他抗氧化剂，如其它类黄酮，类胡萝卜素(3.5mg/d)和维生素E(8.2mg/d)等。在剔除年龄、体重指数和总的能量摄入后，类黄酮总摄入量与血浆总胆固醇和LD

45、L胆固醇含量呈负相关。作为单一组分，槲皮素与总胆固醇和LDL胆固醇水平呈负相关。上述结果提示，日本妇女较高的类黄酮摄入量是她们拥有比其它国家妇女较低冠心病发病率最重要的影响因素。类黄酮可能通过多种途径作用于血液的不同组分，诸如血小板、单核细胞、低密度脂蛋白(LDL)和平滑肌。血小板是动脉粥样硬化形成和炎症前介导剂产生的关键参与者，如血栓素A2、PAF和血清素就是从血小板生成的。许多研究报道显示，类黄酮抑制血小板聚集。一些类黄酮是通过抑制脂氧酶活性和抗坏血酸盐介导的微粒体脂质过氧化发挥效应，而槲皮素和芦丁尚能刺激环氧酶连接到血小板膜上。槲皮素和芦丁在体外能够分散附着于兔动脉内皮上的血栓，并预防出

46、血处胶原引起的血小板聚集。在体内，槲皮素和芦丁抑制出血处胶原所致血栓沉积，其计算血浆浓度分别为0.05和0.03M。同样，在研究血小板和内皮互作模型中，当将槲皮素和芦丁注入到兔主动脉内皮表面流出的血流时，在低浓度下即能使已形成血栓解聚。很显然，血小板/内皮粘附分子的表达和活性受类黄酮的影响。作者认为，类黄酮具有抗血栓作用是由于它们能够选择性地与腔壁血栓结合以及其自由基清除活性，可以修复受损内皮细胞并容许正常的前列环素和NO合成。Lale等（1996）研究了65种类黄酮的促凝血活性，发现其中18种抑制白介素-1介导的人单核细胞因子表达，而活性最高的是双黄酮和扁柏黄酮。组织因子是一种启动血液凝固的

47、糖蛋白，正常情况下这种活性在单核细胞中不被表达，除非它们接触炎症介导剂方能表现出获得性促凝血特性。扁柏黄酮可抑制内毒素和白介素引起的组织因子表达其IC50浓度范围分别在18和48 nM。目前已经认识到，LDL尤其是氧化LDL增加是冠状动脉疾病（CAD）的危险因子。无论是巨噬细胞介导的LDL氧化修饰还是由CuSO4诱导的无细胞LDL氧化，类黄酮（如槲皮素、山奈黄酮、芹菜苷和大豆异黄酮）均具强力抑制作用。其作用机制可归纳为三个可能途径：减少巨噬细胞中自由基的产生；类黄酮通过贡献一个氢原子使-生育酚再生；类黄酮可以络合金属离子，诸如铁和铜，而介质中的金属离子具有催化自由基反应作用。最基本的证据就是异

48、黄酮染料木素以时间和浓度依赖方式抑制Cu-介导的LDL氧化。同期研究还显示，类黄酮通过两种方式阻止氧化LDL的细胞毒性作用：即通过抑制LDL的脂质过氧化修饰或在细胞水平阻塞已氧化LDL的细胞毒性。膳食类黄酮或相关化合物不仅通过抑制LDL氧化，而且还通过增加细胞对氧化LDL有害作用的抵抗力来预防动脉粥样硬化。胆固醇含量被认为是CAD的主要危险因素。膳食摄入高量的饱和脂肪和胆固醇与CAD危险性增加相关。大豆的降胆固醇效应可能与异黄酮含量有关，因为用猴子所做实验观察到当大豆中的植物雌激素经抽提除去后的降胆固醇作用几近消失（Anderson 等, 1995; Erdman, 1995）。但我们用提取的

49、纯大豆异黄酮喂饲高血脂大鼠实验未观察到对胆固醇含量有何影响。类黄酮具有松弛血管活性，如木犀草素体外抑制高K+(80M)情况下由Ca2+ 引起的大鼠主动脉收缩，其IC50为156M；并分别以IC50 68和72M抑制去甲肾上腺素诱导的节律性和强直性收缩(Lin 等, 1997)。另一实验报道，木犀草素、柚苷黄素和圣草素均松弛了去甲肾上腺素(10-6 M)和K+（80M）引起的离体鼠主动脉弓收缩，其松弛效果木犀草素>圣草素>柚苷黄素(Sanchez 等, 1996)。有报道，在大鼠缺血再灌实验中观察到，槲皮素和水飞蓟素通过阻止黄嘌呤脱氢酶/氧化酶比例下降而发挥保护作用(Sanhueza

50、等, 1992)。结果显示肾缺血早期黄嘌呤脱氢酶转化成黄嘌呤氧化酶，而类黄酮抑制这种转化过程。Demrow(1995)进行的著名实验测试了类黄酮的潜在促进健康和预防疾病活性，利用狗的冠状动脉人造狭窄和内膜损伤Folts模型研究了红葡萄酒和葡萄汁的作用，结果显示，静脉或胃内给予葡萄汁或红葡萄酒均减弱或消除冠状动脉环流减少。类黄酮抗动脉粥样硬化的另一个可能机制是抑制对平滑肌的抗增殖作用，如黄岑黄素。而橘皮苷，一种重要的柑橘双氢黄酮，能够提高HDL水平并降低LDL胆固醇、血浆甘油三酯和总胆固醇水平，这些效应在正常血脂水平和高血脂大鼠实验均得到证实。其潜在临床意义是显而易见的。另有报道显示，柑橘中的几

51、种类黄酮糖苷具有松弛血管活性，向一次整体缺血后再灌兔心脏注入黄酮显著改善功能恢复(Ning 等, 1993)。其作用机理被认为是通过刺激细胞色素450（Cyt-P450）系统之故，Cyt-P450还原酶在P450依赖性降解期间可从NADPH转移电子至Cyt-P450，同时能将氧还原生成O2-.。黄酮可能作为一种变构剂改善催化效率，从而减弱有害活性氧的产生。最近的实验证实，肥大细胞与心血管炎症相关联（Frangogiannis 等, 1998）,特别是在急性应激诱导情况下。而IL-6新近被发现的一个CAD关键因子（Yudkin等, 2000），IL-6是由肥大细胞释放的。Deliargyris等

52、（2000）发现IL-6亦在急性CAD发作过程中由心脏释放。另外，小鼠急性应激可引起心肌肥大细胞释放IL-6，且这种作用在产生动脉粥样硬化小鼠中成倍增加(Huang 等, 2000)。总之，类黄酮可能通过以下几种途径发挥保护肌体免患CAD：（1）抑制LDL氧化修饰；（2）提高HDL水平；（3）减少心肌肥大细胞介导剂释放；（4）减轻心血管炎症。4.3 与经期综合症和骨质疏松症的关系目前普遍认为，雌激素水平降低引起许多生理学变化，出现一些症状，如潮热、萎缩性阴道炎和阴道干燥等，并可导致骨质疏松症发生和患冠心病危险增加。这些改变可以通过局部或全身性给予外源雌激素纠正。流行病学调查表明，绝经后日本妇女

53、与同情况加拿大妇女比较，在经期很少有人抱怨潮热现象。Adlercreutz等认为，富含植物雌激素膳食的弱雌激素作用或许可解释日本妇女经期症状较轻现象。Murkies等在一个随机、双盲设计实验中给58名绝经后妇女（其中至少14名有潮热表征）每周补加45克大豆粉，连续补12周后显示，补加大豆粉妇女潮热征状显著减少。然而，至今尚无类黄酮缓解经期征状的直接实验证据。骨质疏松症是以低骨矿密度或含量为病理特征，该症尤其在老年妇女中常见。膳食因素，如维生素（特别是维生素D）、蛋白质和钙对维持骨质量和强度是十分重要的。文献提示，类黄酮或许在预防骨质疏松症中起作用，例如，依普黄酮(Ipriflavone)，一种

54、人工合成异黄酮，给病人服用一年（每天剂量3´200mg）后减轻了患者疼痛并增加了73%的活动能力；该药品可显著提高血清骨钙素水平，增加骨矿密度，抑制骨吸收作用，并通过调节细胞内自由钙而直接降低破骨活性。此外，染料木素和大豆素在卵巢切除鼠进行的实验证实具有显著减少骨丢失作用，且后者活性强于前者。有实验认为这主要是通过提高骨形成作用实现。然而，大豆异黄酮在人体的实验尚少且结果不一。新近报道，大豆异黄酮可纠正更年期妇女腰椎的骨丢失，但另有实验则未观察到植物雌激素对绝经后妇女的骨丢失有何影响。鉴于膳食类黄酮与骨健康的研究资料，特别是临床研究资料太少，因此，有关植物雌激素与骨质疏松症的关系尚需

55、更广泛且深入的探讨。5 与其它食物成分的联系与互作5.1 类黄酮对常量营养素可消化性的影响类黄酮化合物最知名的性质是与蛋白结合并使之沉淀。尽管多数类黄酮物质具有蛋白结合能力，但由于其分子的高度羟基化，那些低分子量酚类并不能沉淀蛋白，通常其寡聚体必须含三个以上黄酮醇亚单位才能有效沉淀蛋白质。高度聚合的的是最有效的蛋白沉淀剂，丹宁-蛋白复合物通常是通过氢键和疏水作用形成，其中没有共价键或离子键。就营养角度，因为植物食物中存在的丹宁可以降低蛋白质消化性并进而导致粪氮排出增加，故一般认为丹宁是抗营养物质，同样，体外蛋白质可消化性也因缩合丹宁的存在而下降。高度聚合丹宁（不可提取多酚）是不溶性化合物，通常

56、与细胞壁多糖结合形成复合基质部分或形成不溶性丹宁颗粒，上述情况大幅降低其蛋白结合能力。食用含丹宁食物后粪氮排泄增加可能内源氮廓清增加而不是减少膳食蛋白质消化吸收所致，这可从14C-和15N-标记蛋白进行的实验证实。此外，丹宁还可与肠道中的其它内源蛋白质结合，如与消化酶结合并抑制其作用，这种效应不仅降低蛋白质的消化吸收，而且也减少了其它一些常量营养素，如淀粉和脂肪的可消化性。类黄酮对淀粉酶的抑制导致碳水化合物降解减少，从而使饭后血糖变化减小。同样，多酚类物质还可与非细胞壁多糖形成复合物而影响血糖和胰岛素反应。类黄酮对脂肪代谢影响的研究较少，一些报道显示，可溶性多酚和缩合丹宁均增加粪中脂肪排泄。另外，动物采食含葡萄丹宁、丹宁酸和茶酚的饲料后，提高血浆HDL水平而降低LDL胆固醇水平，结果显示降胆固醇作用。该种生物活性还受到胆固醇反向转运增强调节，此作用通过减少肠道胆固醇吸收和增加胆汁酸分泌实现。其作用的确切机制尚不清晰。 5.2 对矿物质生物学利用率的影响类黄酮可与金属离子形成络合物而干扰肠道矿物质的吸收。在人和动物进行的大量实验显示，多酚类物质强烈抑制铁吸收，这种作用归因于多酚化合物中的没食子酰基