植物饮食与健康第二

（1）组织暴露于致癌物质第1页/共73页第一页，共74页。杂环胺类(Heterocyclicamines)多环芳香烃类(polycyclicaromatichydrocarbons,PAH)致癌物质(carcinogen)!第2页/共73页第二页，共74页。亚硝胺(nitrosamine)泡菜(pickles)第3页/共73页第三页，共74页。黄曲霉毒素(aflatoxin)第4页/共73页第四页，共74页。1.Tornquist,M.etal.Acrylamide:Acookingcarcinogen?.ChemicalResearchinToxicology,13,517-522,(2002).2.Mottram,D.S.,etal.AcrylamideisformedintheMaillardreaction.Nature,418,448-449,(2002).3.Stadler,R.H.etal.AcrylamidefromMaillardreactionproducts.Nature,418,449,(2002).第5页/共73页第五页，共74页。丙烯酰胺(acrylamide).TheMaillardreactionaccountsforacrylamide

incrisps.©DigitalVision第6页/共73页第六页，共74页。smokingExhaustedgas第7页/共73页第七页，共74页。辐射(radiation)!氡(niton)??第8页/共73页第八页，共74页。第9页/共73页第九页，共74页。活性氧(reactiveoxygenspecies)第10页/共73页第十页，共74页。第11页/共73页第十一页，共74页。（2）癌变的开始（initiation）致癌物质与细胞DNA的相互作用第12页/共73页第十二页，共74页。第13页/共73页第十三页，共74页。OxidativemechanismsincarcinogenesisOxidationatC8ofG鸟嘌呤胞嘧啶CytosineGuanine8-hydorxy-G8-oxo-G(anti)Conformationalchange8-oxo-G(syn)腺嘌呤AdenineDNA修复系统

第14页/共73页第十四页，共74页。(3)促进（promotion）非正常细胞的复制和生长，形成原瘤细胞（pre-neoplasticcells）第15页/共73页第十五页，共74页。第16页/共73页第十六页，共74页。基因突变细胞繁殖Mutationsinanyofthegenesencodingthesetypesofproteinscanaffectproliferationandmanyexampleshavebeenfoundincancercells.第17页/共73页第十七页，共74页。巴豆醇酯（Phorbolester）巴比妥酸盐（镇静或催眠药）一些激素

肿瘤促进剂第18页/共73页第十八页，共74页。（4）肿瘤细胞的生长和扩散到其它组织第19页/共73页第十九页，共74页。肿瘤血管形成第20页/共73页第二十页，共74页。暴露于致癌物质（exposuretocarcinogen）致癌物质的代谢激活（metabolicactivationofthecarcinogen）初始化（致癌物质与DNA相互作用）（initiation-interactionofcarcinogenwithDNA）促进(非正常细胞的增殖和生长)（promotion-multiplicationandgrowthofabnormalcells)肿瘤生长与转移（tumorgrowthandmetastasis）第21页/共73页第二十一页，共74页。二、植物活性成分预防癌症的潜在机制第22页/共73页第二十二页，共74页。致癌物质脱毒酶排出体外

与DNA，RNA，蛋白质和脂肪结合

代谢激活(metabolicactivation)PhaseIIPhaseI*抑制致癌物质的激活（inhibitionofactivationofcarcinogen）*诱导肝的脱毒途径(inductionofhepaticdetoxificationpathways)*抗氧化作用/金属螯合作用（antioxidanteffects/metalchelationproperties）*诱导细胞凋亡/抑制有丝分裂（inductionofapoptosis/suppressionofmitosis）*激素代谢的调节(alternationsinhormonemetabolism)

第23页/共73页第二十三页，共74页。葱属植物和含硫化合物烯丙基半胱氨酸亚砜蒜氨酸，丙烯基半胱氨酸亚砜具有抗癌活性诱导PhaseII脱毒机制；特异性地抑制作用胃中细菌将硝酸盐(nitrate)转化为亚硝酸盐（nitrite），减少了亚硝酸盐的潜在的致癌作用。蒜素可以抑制胃中的硝酸盐还原菌

第24页/共73页第二十四页，共74页。通过减少对DNA的氧化损伤可起到抗癌作用；*抗氧化的维生素VitaminC第25页/共73页第二十五页，共74页。可通过在癌变发生过程中的各个耙点起作用。1.通过调节特异性的PhaseI和PhaseII酶的活性来抑制致癌物质的代谢激活；2.作为抗氧化剂来减少DNA的氧化损伤以及影响细胞增殖中涉及的其它氧化-还原反应调节的方面。*黄酮类化合物第26页/共73页第二十六页，共74页。可以和雌二醇（oestradiol）竞争性地结合在雌激素的受体上（异黄酮与ERβ具有强亲合性，与ERα的结合力较弱），从而调节甾体激素的代谢。*植物雌激素染料木素（daidzein)雌二醇(oestradiol)植物雌激素能够改变依赖于激素生长的癌细胞的生长和繁殖。

第27页/共73页第二十七页，共74页。它们可以调节P450细胞色素酶，由此抑制致癌物质的激活；诱导PhaseII的酶如谷胱甘肽-S-转移酶和醌还原酶.

*异硫氰酸酯（Isothiocyanate）*白芥子硫苷(sinalbin)*黑芥子硫苷(Sinigrin)重排黑芥子酶（myrosinase)AcrinylisothiocyanateAllylisothiocyanate黑芥子酶（myrosinase)重排第28页/共73页第二十八页，共74页。三、心血管疾病的发病机制Mechanismforcardiovasculardisease第29页/共73页第二十九页，共74页。（1）动脉硬化（atherosclerosis）

第30页/共73页第三十页，共74页。第31页/共73页第三十一页，共74页。第32页/共73页第三十二页，共74页。高脂血症(hyperlipidemia)第33页/共73页第三十三页，共74页。脂蛋白lipoproteins

乳糜微粒含甘油三酯最多，高达80%-95%，蛋白质最少，仅约占1%，其颗粒最大，密度最小。极低密度脂蛋白含甘油三酯达50%-70%，但其蛋白质含量增多，约占10%，密度变大。低密度脂蛋白含胆固醇及胆固醇酯最多，为40%-50%,主要功能是把胆固醇运输到全身各处细胞，运输到肝脏合成胆酸。高密度脂蛋白含蛋白质最多，约占50%，故密度最高，颗粒最小,HDL运载周围组织中的胆固醇，再转化为胆汁酸或直接通过胆汁从肠道排出。

第34页/共73页第三十四页，共74页。在大和中等动脉的内膜和中层形成含有胆固醇、类脂质和噬脂细胞的黄色斑块沉积物，是动脉硬化的一种极常见的形式过程.动脉硬化（atherosclerosis）:第35页/共73页第三十五页，共74页。*血管内皮细胞的小损伤将导致单核细胞的黏附。(Minordamagetothevascularendotheliuminducesmonocyteadherence.)*单核细胞转化成巨噬细胞（transformationofmonocytestomacrophages）*LDL脂肪酸的氧化（oxidationoffattyacidinLDL）*在巨噬细胞上的清除受体摄取氧化的LDL（uptakeofoxidativeLDLbyscavengerreceptorsonmacrophages）第36页/共73页第三十六页，共74页。*巨噬细胞转变为载脂泡末细胞（conversionofmacrophagesintolipid-ladenfoamcells）*巨噬细胞释放促进平滑肌细胞增殖的因子(releaseoffactorsbymacrophageswhichstimulatetheproliferationofsmoothmusclecells)*动脉粥样硬化斑块的形成(formationofatheroscleroticplaque)*血管内腔直径减少限制了血液流动（reductioninvessellumendiameterrestrictingthebloodflow）*斑块断裂和血流栓塞（plaquedisruptionandocclusionofbloodflow)

第37页/共73页第三十七页，共74页。四、植物活性成分作用的耙点第38页/共73页第三十八页，共74页。内皮细胞的小损伤处会诱导趋化因子的释放，吸引来自血液循环中的单核细胞，并且导致组织表面的黏附分子的上调。所释放的一些趋化因子（如前列腺素类化合物prostanoids和细胞分裂素cytokines）可被饮食中的特定因素调节。1.单核细胞黏附在内皮细胞的损伤处第39页/共73页第三十九页，共74页。LDL是否易于氧化，产生导致动脉粥样硬化的形式，也依赖于饮食中的抗氧化剂的含量。在饮食补充剂中增加维生素E或者泛醌(辅酶Q,ubiquinone)也会抑制LDL氧化产生动脉粥样硬化的物质。这表明饮食中摄入抗氧化剂对于抑制CVD的发生可能很重要。2.LDL的氧化第40页/共73页第四十页，共74页。铜离子催化的氧自由基反应:在体外铜离子有效地促进了LDL的氧化，并且从动脉粥样硬化斑块中所释放的铜，将导致斑块中由巨噬细胞产生的的过氧化物（superoxide）和过氧化氢（hydrogenperoxide）所形成的脂肪酸氢过氧化物的过氧化。来源植物的成分能够抑制LDL的氧化或者作为金属螯合剂，防止金属所催化的LDL的氧化。因此很可能在这个过程中起着干预作用。槲皮素（quercetin）第41页/共73页第四十一页，共74页。动脉粥样硬化过程的许多方面导致血管内腔的缩小。3.血管缩小因此，调节血管的状态，可潜在地缓解由血流减少所产生的功能后果。近来的研究表明来源于植物的一些化合物具有血管扩张作用，潜在使受影响的组织血流速度增加。第42页/共73页第四十二页，共74页。4.凝血

现在一般认为绝大多数急性血管突发事件（突然的冠心病死亡、急性心肌梗死、不稳定的心绞痛以及许多中风）是由血栓形成引起的（导致血管的栓塞），次之因素是斑块的破裂。（a）血小板的激活（b）凝血（coagulation）凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白(fibrin)，并且激活血小板，导致血栓的形成。纤维蛋白最终通过血纤维蛋白溶酶溶解血块而降解。第43页/共73页第四十三页，共74页。*改变脂类的形式*降低血清胆固醇*减少脂类氧化/抗氧化作用*金属螯合作用*抗炎作用*抗凝血作用植物活性成分作用的潜在耙点第44页/共73页第四十四页，共74页。抗氧化剂（维生素E，维生素C和胡萝卜素）能够减少对LDL和其它脂类的氧化损伤，通过改变与这个过程有关的调节氧化还原反应的基因,影响平滑肌细胞的增殖。*抗氧化的维生素第45页/共73页第四十五页，共74页。多不饱和脂肪酸（PUFA）和单不饱和脂肪酸（MUFA）对于防治CVD发挥着很多作用。饮食中富含MUFA，n-6或者n-3的脂肪酸可减少血小板中磷脂花生四烯酸，减少花生四烯酸代谢所产生的聚集素血栓烷的合成。α-亚麻酸是EPA/DHA(二十二碳六稀酸)的前体，以前认为对于防止血栓形成有利，近年来的研究表明它不象长链n-3多不饱和脂肪酸一样，产生有益的抗凝血作用，而具有抗心率不齐的作用。*脂肪酸第46页/共73页第四十六页，共74页。这些化合物可做为抗氧化剂，减少对LDL的氧化损伤,影响与细胞增殖有关的氧化还原反应调节的方面。根据报道，一些黄酮类化合物是金属螯合剂。槲皮素（quercetin）和芦丁（rutin）是血小板凝聚的抑制剂.食物中的许多多酚类化合物，例如红酒中的多酚成分，具有强有力的扩张血管的作用。*黄酮类化合物槲皮素（quercetin）第47页/共73页第四十七页，共74页。降低血液中胆固醇含量，对防止CHD具有保护作用。一些植物雌激素具有抗氧化作用。染料木素（genistein）体外可抑制凝血酶的形成以及血小板的激活。富含黄豆/染料木素的饮食对于人类血液凝固作用的影响缺少研究。*植物雌激素第48页/共73页第四十八页，共74页。通过减少血浆中高半胱氨酸的含量从而特异性地减少CVD的发生.高半胱氨酸：促进LDL胆固醇的氧化修饰；刺激血管平滑肌细胞的增殖；具有凝血酶原的作用；减少内皮NO的产生，收缩血管。*叶酸第49页/共73页第四十九页，共74页。这些化合物结构上和胆固醇非常相似，因此抑制了肠内对胆固醇的吸收，减少了总胆固醇和LDL胆固醇的水平。*植物甾醇（plantsterol）第50页/共73页第五十页，共74页。阿司匹林的主要代谢产物是水杨酸，水杨酸存在许多植物来源的食物中。素食者血清中水杨酸的含量要比非素食者的高。阿司匹林抑制血小板的凝聚。现在多数证据表明阿司匹林对于从前患心脏疾病，或者现在偶有心脏病发作的病人，可以减少主要的心血管突发事件的发生。患冠状动脉疾病的病人防治局部缺血突发事件时常服用低剂量的阿司匹林（80-160mg/天）。*水杨酸类化合物（salicylates）第51页/共73页第五十一页，共74页。五、其他与老年有关的疾病第52页/共73页第五十二页，共74页。黄斑是视网膜的色素区域，它包括视网膜的中央凹，是视觉最敏感的地方，含有高密度的锥形光受体。人类的视网膜色素主要是由类胡萝卜素叶黄素和玉米黄质组成。视网膜色素可以过滤蓝光，蓝光对于光受体和视网膜色素上皮细胞特别有损害。黄斑病变第53页/共73页第五十三页，共74页。光损伤视网膜的途径之一是产生自由基，导致膜脂的过氧化。通过限制代谢过程中和暴露于光下造成的氧化损伤可保护视网膜。叶黄素和玉米黄质是强有力的抗氧化剂，能够防止自由基的损伤。*高含量的类胡萝卜素类化合物第54页/共73页第五十四页，共74页。第四章肠内菌代谢对植物饮食活性成分的影响及其作用第55页/共73页第五十五页，共74页。4.2人的结肠（colon）解剖学第56页/共73页第五十六页，共74页。肠黏膜细胞大肠的黏膜表面是平的，其表面是由成熟的柱状上皮细胞构成，这些上皮细胞会经常流到肠腔中，并由靠近隐窝（crypts）的基部形成的新的细胞所替代。大肠的黏膜小肠的黏膜第57页/共73页第五十七页，共74页。结肠上皮细胞的主要功能1.从肠腔中的排泄物中吸收水分和溶质2.保护其下的组织和循环系统，防止肠腔中有毒物质和致炎介质的有害影响。3.表达一系列的酶，它们能够转化生物活性成分，包括植物次生代谢产物，毒物和药物。第58页/共73页第五十八页，共74页。排出体外

toxic脱毒酶PhaseIIPhaseIPhaseI酶，包括细胞色素P450,它能提供亲水性的，但是经常是反应的氧化物。PhaseII酶，如谷胱甘肽-S-转移酶（GST，glutathioneS-transferase）和UDP-葡萄糖醛酸转移酶(glucuronyltransferase)饮食中的成分，或者肠内菌代谢的产物可诱导和调节脱毒酶的活性。因此调节了人类寄主的生物化学防御体系。这为肠内菌和他们的人类寄主之间的这种重要的共生关系提供了基础。第59页/共73页第五十九页，共74页。大肠是一个高度厌氧（anaerobic）环境，包含专性（obligate）和兼性（facultative）厌氧菌。据估计典型的成人大肠中含有400种不同的微生物。一般说来，存在最多的一组细菌是类杆菌属（Bacteroides）的革兰氏阴性厌氧菌，以及革兰氏阳性菌，包括许多不同属的细菌，如双岐杆菌（bifidobacteria），放线菌（eubacteria）、乳酸杆菌属（lactobacilli），梭状芽胞杆菌（clostridia）。微生物菌群（microflora）第60页/共73页第六十页，共74页。胎儿的肠内本来是无菌的，但是出生后通过从母体的交叉感染获得细菌，在幼年时从环境中逐渐获得更多的细菌，直到断奶后体内完整的微生态的复杂体才形成，这时候每个个体可获得并保持其特征性的微生物的模式。一个人的微生物菌群是相当稳定的，饮食中的短期变化不会影响菌群的变化，但是经过长期的饮食变化，发现其菌群的种类也发生了大的改变。微生物菌群（microflora）第61页/共73页第六十一页，共74页。1.未消化的食物，大部分是淀粉和细胞壁的多糖类化合物；2.内源性的分泌物，特别是消化酶和小肠内的黏液。3.每发酵100g的碳水化合物，大约能产生30g的细菌。4.每天内源性碳水化合物可提供排泄物中的微生物2-3g的发酵底物，内源性蛋白可提供4-6g的发酵底物。发酵底物第62页/共73页第六十二页，共74页。4.3结肠直肠疾病不明原因的炎症溃疡性的结肠炎直肠癌第63页/共73页第六十三页，共74页。直肠癌肠癌主要是通过腺瘤-癌的顺序，由来源于腺瘤(状)的息肉所产生。由一个正常的腺窝（crypts）转变为癌前的损伤，最终到恶性肿瘤的发生，这与控制细胞增殖和分化的特异性的基因变异有关。诱导DNA损伤的突变性物质：一种可能性是亚硝胺，另一种可能性是杂环的芳香胺(aromaticamine)，在加工的过程中直接由肉产生，它们也是排泄物中的致癌物质。第64页/共73页第六十四页，共74页。4.4保护因子、腔内代谢和健康第65页/共73页第六十五页，共74页。1.对人体是有益的。2.酸乳酪就是由奶通过乳酸菌发酵产生的，可以作为有益菌的来源。3.一些体外实验研究发现，它具有抗突变的活性。这个性质与细菌的代谢产物有关，包括棕榈酸（16碳的饱和脂肪酸）。4.许多不同株系的乳酸杆菌在小鼠大肠中可抑制化学物诱导的DNA的损伤。5.食用含有乳酸杆菌的发酵产品，可以降低人们食用油炸肉类食品后尿中诱导有机体变异的物质的含量。6.通过饮食干预来调节肠道微生物的平衡。4.4.1乳酸菌第66页/共73页第六十六页，共74页。Probiotics：通过口服补充活菌培养物Prebiotics：提供可发酵的底物，有利于已存在的细菌的生长。增加结肠中有益菌的含量功能食品第67页/共73页第六十七页，共74页。肠内细菌的主要的发酵途径是由己醣形成丙酮酸盐(pyruvate)，在这个过程中产生ATP。然后丙酮酸盐作为一个中间的底物，通过其它不同的途径，产生短链的脂肪酸乙酸酯（short-chainfattyacidsacetate），丙酸盐（propionate）和丁酸盐（butyrate）。大肠的上皮细胞可优先利用丁酸盐作为能量来源。4.4.2短链脂肪酸第68页/共73页第六十八页，共74页。1980年Roediger提出丁酸盐的代谢失调可能是炎症-溃疡性的结肠炎（uncerativecolitis）的根本的代谢紊乱。当给患溃疡性结肠炎的病人使用含丁酸盐的灌肠剂后，炎症明显减轻。丁酸盐在体外可以促进正常大肠细胞的增殖，抑制癌细胞的增殖。丁酸盐还可以诱导人的腺瘤和腺癌的肿瘤细胞系的凋亡。丁酸盐作为保