天然产物抗氧化活性成分研究进展-王忠雷

DrugEvaluationResearch第35卷第5期2012年10月-386-天然产物抗氧化活性成分研究进展王忠雷1，杨丽燕2，张小华1*，曾祥伟3，李朋收1，潘激扬11.北京中医药大学中药学院，北京1001022.中国石油大学理学院，北京1022493.北京丰泰金源药业有限公司，北京102212摘要：天然产物抗氧化剂在自然界有广泛的分布，研究表明多糖、黄酮、多酚、生物碱、皂苷、维生素等天然产物均能有效清除自由基以保护机体健康。随着人们回归自然思潮的兴起及安全意识的提高，天然抗氧化剂因其高效、低毒更是倍受关注。从天然产物中寻找新的清除体内自由基的抗氧化剂已成为现代医药、保健行业发展的必然趋势。综述了天然产物抗氧化活性成分的研究进展，以期为天然产物抗氧化活性的研究和发展提供参考。关键词：天然产物；抗氧化活性；自由基中图分类号：R977.9文献标志码：A文章编号：1674-6376(2012)05-0386-04Researchprogressonactiveanti-oxidativecomponentsfromnaturalproductsWANGZhong-lei1,YANGLi-yan2,ZHANGXiao-hua1,ZENGXiang-wei3,LIPeng-shou1,PANJi-yang11.SchoolofChineseMateriaMedica,BeiingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China2.CollegeofScience,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China3.BeijingFengtaiJinyuanPharmaceuticalCo.,Ltd.,Beijing102212,ChinaAbstract:Thenaturalanti-oxidanthasanextensivedistributioninthenature.Researchhaveshownthatnaturalproductssuchaspolysaccharide,flavonoid,polyphenol,alkaloid,saponin,vitamin,andsooncouldsafelyandeffectivelyscavengefreeradicalsandprotectbodyhealth.Withthetrendofthereturntonatureandtheenhancementofsafetyconsciousness,peoplepaymoreattentiontothenaturalanti-oxidantbecauseofitshighefficiencyandlowpoison.Ithasbecomeaninevitabletrendforthemodernmedicineandthehealthcareindustriestofindnewanti-oxidantfromnaturalproducts.Nowitsummarizedresearchprogressoftheactivatedcomponentscomingfromnaturalproducts,whichplayedtheanti-oxidativefunction,soastoprovidesomereferencesfortheresearchanddevelopmentofthenaturalanti-oxidant.Keywords:naturalproducts;anti-oxidativeactivity;freeradical人体在正常的生理代谢过程中会产生少量的含氧自由基，如DPPH·、O2−·、·OH及1O2等[1]，少量的氧自由基对人体不构成威胁，而且还可以帮助传递维持生命力的能量，增强免疫力、消除炎症、抑制肿瘤等。但人体内自由基的数量过多，就会攻击蛋白质、脂质、DNA等生物大分子，破坏细胞结构，干扰人体的正常代谢活动，引起疾病并加速人体衰老进程。为了维持正常代谢活动，机体主要通过终止自由基链反应而清除自由基等抗氧化防御系统以保护机体[2]。寻找适当的外源性抗氧化剂对治疗疾病和保护人体健康很有益处。因为合成抗氧化剂对健康构成潜在的危害，如二丁基羟基茴香醚（BHA）在动物实验中是致癌的，所以从植物中寻找高效、廉价、低毒的天然抗氧化剂成为目前抗氧化剂发展的一个必然趋势。本文就多糖类化合物、黄酮类化合物、多酚类化合物、生物碱、皂苷类、维生素等主要天然抗氧化活性成分做一综述。1多糖类化合物多糖（polysaccharide）是由10个以上糖基以糖苷键结合而成的化合物，分为同多糖和杂多糖两类。作为自然界含量昀丰富的初级代谢产物，多糖在心血管疾病、抗肿瘤、抗氧化、治疗肝炎、抗衰老等方面具有独特的生物活性，且细胞毒性极低。收稿日期：2012-06-12作者简介：王忠雷，在读硕士，药物合成与结构修饰方向。Tel:[phone]E-mail:[e-mail]*通讯作者：张小华，教授，研究方向为药物合成与结构修饰。Tel:[phone]E-mail:[e-mail]h第35卷第5期2012年10月-387-多糖不仅能增强机体的免疫功能，还可以增强基体对自由基的清除能力和抗氧化能力。研究表明，从传统中药人参、黄芪、牛膝、麦冬和大黄提取的多糖均体现了很好的抗氧化活性；茶叶、银杏叶和竹叶提取的活性多糖有确切的抗癌活性[3]；香菇、灵芝、猪苓和木耳等真菌子实体提取的多糖也具有防治癌症的作用；从海带中提取的岩藻聚糖硫酸酯（LMSF）具有抗氧化、免疫调节等作用。高脂血症大鼠在血脂升高时，血清中乳酸脱氢酶的量显著升高，血清及组织中超氧化物歧化酶（SOD）活力降低，LMSF能抑制这些变化，使上述指标恢复到接近正常[4]。Liang等[5]对白术水溶性多糖进行研究，将提取物分成F1（半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖和甘露糖）、F2（木糖、半乳糖和阿拉伯糖）两组，结果表明两组均有较强的抗氧化活性，且F2活性更强。研究还表明苦瓜多糖[6]、中华猕猴桃[7]、灵芝多糖[8]、枸杞多糖和人参茎叶多糖、岩藻多糖、鼠尾藻多糖、沙棘茶水溶性多糖、银杏外种皮多糖等均具有一定程度的抗氧化作用。多糖作为一类重要的生物活性物质，对物理的、化学的及生物来源的多种ROS具有清除作用，能减少脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的生成量，增加SOD、谷胱甘肽过氧化物酶（GS-HPx）的活性等，在抗氧化方面显示了诱人的前景[9]。2黄酮类化合物许多黄酮类化合物显示出明显的抗氧化特性，如槲皮素、水飞蓟素、黄芩苷等。紫葡萄皮、山楂、菠菜、甘薯叶、茄子皮和山西黑苦荞麸皮等提取物中分离的黄酮类物质均具有较强的清除自由基的能力[10]。徐春华等[11]采用邻苯三酚自氧化法和Fenton法检测大豆异黄酮的抗超氧自由基和羟基自由基的活性，通过MTT比色法检测大豆异黄酮对大鼠肝癌CBRH-7919细胞和小鼠白血病CML-K562细胞增殖的影响来研究大豆异黄酮的抗氧化和抗肿瘤活性，结果发现大豆异黄酮具有显著的抗氧化和抗肿瘤活性。由茶叶中提取的茶多酚、法国海岸松中的碧萝芷、葡萄籽和苹果中的花青素、大豆中的染料木素和大豆素等都属于黄酮类化合物，其本身的抗氧化活性较强，与维生素C、维生素E同时存在时具有协同效应。研究还表明大蓟总黄酮[12]、枇杷叶总黄酮[13]等均具有一定程度的抗氧化作用。黄酮类化合物具有显著的抗氧化活性，主要取决于羟基的相对位置而非数目，具有色原酮结构的黄酮2-3位上不饱和双键也会在一定程度上增强其抗氧化活性，C环吸电子性质或羟基成苷则会使天然黄酮抗氧化能力降低，与金属离子的络合也是黄酮阻止自由基氧化的途径之一[14]。3多酚类化合物天然植物抗氧化活性成分种类繁多，近年来含有多酚类化合物及其衍生物越来越受到人们的关注，主要是因为其高效的抗氧化性和存在的普遍性。植物多酚又称植物单宁，为植物体内的复杂酚类次生代谢产物，主要存在于植物的皮、根、叶和果实中，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。自然界中含有多种具有抗氧化活性的多酚类化合物。如谷物的胚芽，其抗氧化活性优于生育酚，生育酚有8种不同的构型，分别为生育酚α、β、γ、δ和生育三烯酚α、β、γ、δ。α-生育酚的活性昀强，其他生育酚的活性仅为α-生育酚的50%或更低。从红葡萄籽中提取的葡萄酚（OPC），其抗氧化能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍，对于亚健康向健康转化具有积极作用[15]。唇形科植物迷迭香和鼠尾草对猪油的抗氧化活性优于2，6-二叔丁基对甲酚（BHT）和BHA，是BHT和BHA抗氧化能力的4倍，其中具有强抗氧化活性的物质是3种酚系二萜化合物：迷迭香酚、表迷迭香酚和异迷迭香酚。枸骨叶中的多酚类提取物，对猪油的抗氧化活性优于BHT[16]。此外，研究发现葫芦巴种子的多酚类提取物（FPEt）可以清除O2-和H2O2[17]。进一步研究证明，FPEt可以增强肝细胞的抗氧化作用，保护肝细胞免受氧化损伤[18]。植物多酚类化合物因为具有清除氧自由基的能力，所以有很强的抗氧化活性。其中，多酚类及富含多酚的植物的抗脂质过氧化作用，大多数是通过捕获自由基和（或）螯合金属离子实现的[19]。4生物碱类化合物生物碱（alkaloids）大多具有复杂含氮环状结构，绝大多数分布在高等植物中，尤其是双子叶植物中分布较广，如毛茛科、罂粟科、茄科、芸香科、豆科等。生物碱可存在于植物的各个器官中，亦可在某一器官中。一种植物往往含有数种至数十种生物碱。生物碱可作为活性氧猝灭剂，通过与O2碰撞，本身获得能量而使1O2失活转变为3O2。李杨等[20]研究表明莲子皮生物碱具有较强的体外抗氧化活性，对DPPH•、•OH等均具有良好的清除作用。君DrugEvaluationResearch第35卷第5期2012年10月-388-子兰生物总碱（TACM）可使肝肾组织抗氧化能力增强、降低其氧化损伤[21]。郑海音等[22]通过研究粗叶悬钩子总生物碱（RAP）对大鼠非酒精性脂肪肝（NAFLD）的防治作用，结果发现RAP对大鼠NAFLD具有较好的防治作用，其作用机制可能与清除氧自由基，减少脂质过氧化反应产物，抑制炎性细胞因子释放，减少炎症反应有关。另外，具有抗氧化作用的生物碱类还有川芎嗪、小檗碱、药根碱、木兰碱、海罂粟碱、番荔枝碱等[23]。影响生物碱抗氧化活性的结构因素主要是立体结构和电性因素，杂环中氮原子越“裸露”在外，越有利于充分地接近活性氧并与之反应，抗氧化效果就越好；供电子基团或者能使氮原子富有电子的结构因素也可增加其抗氧化活性[24]。5皂苷类化合物皂苷（saponins）是中草药中的一种重要活性物质，根据苷元的化学结构不同，分为甾体皂苷和三萜皂苷两类，前者多存在于百合科和薯蓣科植物中；后者多存在于五加科和伞形科等植物中。人参、西洋参、三七中含有的皂苷类化合物均具有显著的抗氧化活性[25]。李笑梅等[26]以菜豆为原料，用乙醇-超声波法提取纯化皂苷，考察菜豆皂苷对DPPH自由基、羟自由基、烷基自由基的清除能力，并与维生素C进行比较，结果表明，菜豆皂苷和维生素C对DPPH自由基、羟自由基、烷基自由基均有一定的清除能力，对烷基自由基的清除能力在质量浓度大于2.5mg/mL时强于维生素C。另外，具有抗氧化活性的皂苷还有三七总皂苷、西洋参皂苷、绞股蓝皂苷。柴胡根含皂苷约2%，主要为柴胡皂苷a、c和d，果实亦含多种皂苷。红景天、灯盏花、七叶、柴胡、虎杖等所含总皂苷成分也具有较强的抗氧化活性。6维生素维生素（vitamins）既是不可缺少的食品营养素，也是人体昀重要的抗氧化活性物质。植物中的抗氧化维生素主要有维生素E、维生素C和类胡萝卜素。6.1维生素E维生素E是各种生育酚的统称，主要存在于细胞线粒体膜和内质网上，其中α-生育酚生物活性昀大，若以它为基准，β-生育