植物化学物与健康课件

植物化学物与健康朱俊东教授五颜六色的果蔬2022/12/21神奇的植物色素叶绿素类：主要有叶绿素a、叶绿素b类胡萝卜素类：主要有类胡萝卜素和叶黄素类黄酮类色素：主要有花青素类色素和花黄素类色素2022/12/21RenaudS,deLorgerilM.Wine,alcohol,platelets,andtheFrenchparadoxforcoronaryheartdisease.Lancet，1992；339(8808):1523-1526.OyebodeO,Gordon-DseaguV,WalkerA,MindellJS.Fruitandvegetableconsumptionandall-cause,cancerandCVDmortality:analysisofHealthSurveyforEnglanddata.JEpidemiolCommunityHealth.2014;68(9):856-862.BellaviaA,LarssonSC,BottaiM,WolkA,OrsiniN.Fruitandvegetableconsumptionandall-causemortality:adose-responseanalysis.AmJClinNutr.2013;98(2):454-4592022/12/21蔬菜水果降低慢性病风险的作用成分有哪些？维生素矿物质膳食纤维？Whatfoodisrequiredforme?Nutritionaldeficiency:Iron-AnemiaIodine–ThyroidgoiterVitaminD-RicketsIdentifyingessentialnutrientsrequiredforpromotinggrowthandsustaininglife.VitaminsEssentialminerals–CalciumEssentialaminoacids1920s-1980sWhatdoesfooddoforme?NutritionaloptimizationofqualityoflifeIdentificationofphysiologicalactivecomponentstopreventordelayprematureonsetofchronicdiseasePhytochemicalsPrebioticsFiber1990s-Today!

对植物化学物的研究是全球范围内发展最快速的一个领域，同样，植物化学物质在营养学界也是非常令人兴奋的一个新兴领域。

--美国营养学家DavidRichardson博士一、植物化学物概述

——植物化学物的概念和分类初级代谢(primarymetabolism)是一类发生在生长繁殖期的普遍存在于一切生物中的代谢类型。初级代谢产物(Primarymetabolites)主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪。它们是机体生存必不可少的营养物质。2022/12/21次级代谢(secondarymetabolism)

生物为避免在初级代谢过程中某些中间积累所造成不利作用或外环境因素胁迫而产生的一类有利于生存的代谢类型。次级代谢产物(Secondarymetabolites)

是生物进化过程中植物维持其与周围环境（包括紫外线)相互作用的生物活性分子。植物化学物的作用：①保护其不受杂草、昆虫、及微生物侵害②作为植物生长调节剂③形成植物色素④维系植物与其生长环境之间的相互作用植物化学物的特点：①种类多，数量少（6-10万种，摄入量1.5g/d）②对人体健康具有双重作用2022/12/21植物化学物分类2022/12/211.天然抗氧化剂自由基的产生机体抗氧化系统2022/12/21癌症心血管疾病糖尿病衰老高血压老年性痴呆白内障类风湿性关节炎2022/12/21植物化学物是机体抗氧化的强力外援人体每天摄入的传统抗氧化营养素大约为100mg人体每天摄入的抗氧化植物化学物超过1g

外源抗氧化摄入水平：植物化学物是营养素的10倍一些水果的抗氧化力比较FRAP(FerricreducingantioxidantpotentialAssay)一些蔬菜的抗氧化作用比较ORAC（OxgenRadicalAbsorbanceCapacity）2022/12/21ZhouX,ChenM,ZengX,etal.ResveratrolregulatesmitochondrialreactiveoxygenspecieshomeostasisthroughSirt3signalingpathwayinhumanvascularendothelialcells.CellDeathDis.2014;5:e1576.2022/12/21JinX,YiL,ChenML,etal.Delphinidin-3-glucosideprotectsagainstoxidizedlow-densitylipoprotein-inducedmitochondrialdysfunctioninvascularendothelialcellsviathesodium-dependentglucosetransporterSGLT1.PLoSOne.2013;8(7):e68617.2022/12/213.抗肿瘤作用每天吃5份不同的果蔬可以使肺癌的发病率降低23%！一天吃一个番茄可以使前列腺癌发生率降低26%！每天吃2份水果和5份蔬菜，可大大降低患肠癌的几率。进食水果与肺癌死亡的危险度

1.751.351.741.731.682.161.750-81.321.161.341.123或

41.001.001.001.001.001.001.005-7合计70-7465-6960-6455-5950-5445-49年龄组每周进食水果天数*美国癌症协会100万人前瞻观察十年研究结果藤茶，葡萄科葡萄属显齿蛇葡萄科的嫩茎叶。主要生长在中国江南山区各地。其味甘甜性凉，具有清热解毒、抗菌消炎、降血糖、降血脂、保肝护肝等功效。2022/12/212022/12/212022/12/212022/12/212022/12/214.抗辐射作用1945年8月，一颗原子弹使广岛10万多人丧生，若干年后大多数人患上白血病或其他癌症，先后死亡。但研究却发现茶农、茶商、茶癖者侥幸无恙。这种特殊的关联性被称为“广岛现象”。5.雌激素样作用美国女性的乳腺肿瘤发生率历来是中国和日本妇女的4-7倍，大豆饮食在其中发挥了不可低估的作用。

雌激素——女性的保护伞化学结构：属于黄酮类化合物食物来源：大豆及豆制品生物学性质：属于植物雌激素种类：染料木黄酮、大豆苷元、黄豆黄素（一）改善更年期综合症明显改善潮热等症状（19项RCT-Meta分析）（二）改善骨质疏松

补充富含大豆异黄酮的食物或提取物（苷元>80mg/d）1年以上，腰椎骨密度有明显改善；更年期和绝经后女性补充大豆异黄酮后可以抑制骨吸收和促进骨形成（10项RCT-Meta分析）。（三）降低乳腺癌和前列腺癌的发病风险与亚洲女性乳腺癌的发病率存在负相关，而在西方女性不存在相关性；与绝经后女性乳腺癌的发病率和复发率较低有关，而在绝经前女性不存在相关性（前瞻性流行病学研究Meta分析）。6、抑制微生物作用大蒜素杀菌能力是青霉素的1/10，对多种致病菌如葡萄球菌、脑膜炎、肺炎、链球菌及白喉、痢疾杆菌等都有明显的抑制和杀灭作用。2022/12/21姜黄（姜黄素，curcumin）生姜姜黄素对葡萄球菌有较好的抑制和杀灭作用2022/12/21植物化学物主要作用2022/12/21植物化学物—运动模拟剂？营养促进肌纤维类型转换？线粒体－动力加工厂Linetal.(2002,Nature)generatedtransgenicmicethatoverexpressedPGC-1αintheirmuscles.Inthefigures,WTreferstothewildtypeandTGtothetransgenicmice.Thetransgenicmuscleshavemorecytochromec,anenzymefoundinmitochondria.ThesedatashowthatPGC-1αcaninducemitochondrialbiogenesis

invivo.WTTGPGC-1α与线粒体生物合成OverexpressionofPGC-1αdidnotonlyaffectmitochondrialbiogenesis.Thetransgenicmusclesappearredduetothehighmyoglobincontent.Themitochondrialcontentisincreasedasexpectedandsurprisinglyalsomotorproteinssuchasslowtroponin(TnI)andslowmyosinareupregulated(Linetal.2002).Fig1.Peroxisomeproliferator-activatedreceptor(PPAR)-γcoactivator-1α(PGC-1α)transgenicmiceexhibitgreaterexercisecapacityduringmultipleexerciseparadigms.

CalvoJA,etal.Muscle-specificexpressionofPPARgammacoactivator-1alphaimprovesexerciseperformanceandincreasespeakoxygenuptake.JApplPhysiol.

2008,104(5):1304-12.Fig2.PGC-1αtransgenicmiceexhibitgreaterpeakV̇o2anddecreasedrespiratoryexchangeratio(RER)valuesduringexercise.CalvoJA,etal.Muscle-specificexpressionofPPARgammacoactivator-1alphaimprovesexerciseperformanceandincreasespeakoxygenuptake.JApplPhysiol.

2008,104(5):1304-12.WangYX,etal.RegulationofmusclefibertypeandrunningendurancebyPPARdelta.PLoSBiol.

2004,2(10):e294.Fig1.IncreasedOxidativeTypeIFibersintheTransgenicMice(AandB)Musclesintransgenicmice(TG)areredderthanthoseinwild-typemice(WT).(C)MetachromaticstainingofthetypeIIplantarismuscle.TypeIfibersarestaineddarkblue.Fig2.PPARδRegulatesExerciseEndurance(A)Enhancedexerciseperformanceinthetransgenicmice.Fourteen-week-oldmaletransgenicandwild-typelittermateswithsimilarbodyweights(n

=4foreachgroup)weresubjectedtoaforcedtreadmillexercisetest.(B)CompromisedexerciseperformanceinPPARδ-nullmice.Two-month-oldmalePPARδ-nullmiceandwild-typecontrolswithsimilarbodyweights(n

=6foreachgroup)weresubjectedtoaforcedtreadmillexercisetest.(C)FunctionsofPPARδinskeletalmuscle.耐力训练与PGC-1αPGC-1αAMPKCamKp38EnduranceexerciseAMP-activatedproteinkinase(AMPK;Teradaetal.2003)andCalcium/calmodulin-activatedkinase(CamKIV;Wuetal.2003)havebeenshowntostimulatePGC-1expression.Theactionofp38MAPKleadstoanincreasedphosphorylationofPGC-1(Puigserveretal.2003).ThefollowingfigureshowsthatswimmingandAICAR,anAMPKactivator,increasePGC-1(Teradaetal.2002).Fig1.AICARincreasesrunningenduranceC57Bl/6Jmiceweretreatedwithvehicle(openbars/thinlines)orAICAR(500mg/kg/day,4weeks)(closedbar/thicklines).

(D)

Oxygenconsumptionrates(mg/kg/hr)measuredover12hrperiod.

(E)

Datain

(D)

isrepresentedasAUC.

(F)

Runningendurancemeasuredasafunctionoftime(upperpanel)anddistance(lowerpanel).

(G)RepresentativeoxidativegenesinducedbyAICARtreatment(250mg/kg/day,6days).

NarkarVA,etal.AMPKandPPARdeltaagonistsareexercisemimetics.Cell.

2008,134(3):405-15.Fig2.PPARδactivationinmice

(C)

Representativemeta-chromaticallystainedfrozengastrocnemiuscross-sectionsfromvehicle-treatedsedentary

(V),GW1516-treatedsedentary

(GW),vehicle-treatedexercised

(Tr)

andGW-treatedexercised

(Tr+GW)

mice.TypeIfibersarestaineddarkblue.

(D)

TypeIfiberquantification(N=3).

(E)

FoldchangeinmitochondrialDNAtonuclearDNAratio(N=9).Wuetal.(2002)generatedtransgenicmicethatoverexpressedcalmodulin-dependentkinaseIV(CaMkIV)intheirmuscles.Inthefigures,WTreferstothewildtype,thenormalmouseandTGtothetransgenicmouse.Thetransgenicmicehadmoremitochondriaintheirmuscles.InadditiontheymeasurethecytochromeBgeneDNAwhichisamarkerforthemitochondrialDNAcontent.?PGC-1NRFmtTFAAMPKCamKp38MitochondrialbiogenesisEnduranceexercisePGC-1AnincreasedPGC-1concentrationthenexpressionofNRF-1,NRF-2andmtTFA,i.e.transcriptionfactorsthatregulatemitochondrialgenesencodedinnuclearandmitochondrialDNA.