花色苷與細胞衰老的相關(guān)研究

李京格

（河南工業(yè)大學，河南鄭州 450001）

0.引言

諸多研究實驗已經(jīng)表明，花色苷具備明顯的抗細胞衰老功能，但是對于花色苷不同種類及不同劑量的抗細胞衰老機制研究并不是十分明確?？梢姌I(yè)界學者需要進一步研究花色苷與細胞衰老之間的關(guān)系及作用機理，從細胞分子生物學角度為抗細胞衰老食品及保健品的研發(fā)與生產(chǎn)提供理論支持，充分發(fā)揮花色苷的抗細胞衰老性能，在避免出現(xiàn)其他化學成分副作用的同時，有效預(yù)防老年性慢性疾病，確保機體健康。

1.花色苷基本結(jié)構(gòu)及提取方法

1.1 花色苷基本結(jié)構(gòu)

花色苷為黃酮類化合物，基本碳結(jié)構(gòu)為C6-C3-C6?；ㄉ罩饕拇嬖谛问綖樘擒眨⑶夷軌蚺c葡萄糖、麥芽糖、鼠李糖、龍膽糖、拉伯糖、乳糖、半乳糖、等糖類物質(zhì)相連接?；ㄉ諏τ谌梭w的有利作用較多，例如，抗癌、有效抑制不良菌種、保護肝臟、降低血糖和血壓、強化和改善記憶、抗基因突變等，因此能夠降低癌癥、肝損傷、心腦血管疾病、記憶力下降、炎癥、高血壓、高血糖、高血脂等癥狀及疾病的發(fā)生概率，這些疾病都屬于老年階段的常見疾病，一旦患病便會降低患者的身體機能，加速患者的細胞衰老。

1.2 花色苷提取方法

溶劑提取法。混合提取花色苷的天然產(chǎn)物與酸性極性溶劑，例如，甲酸、鹽酸、檸檬酸、乙酸、酸化水等，并且具體應(yīng)用濃度有一定差別。這是因為花色苷中同時具備了酸性基團與堿性基團，酸性極性溶劑能夠有效預(yù)防花色苷的降解。此方法能夠顯著提高花色苷的耐降解性能，但是也會造成較高的提取成本。

酶水解法?；旌咸崛』ㄉ盏奶烊划a(chǎn)物與多酚氧化酶抑制劑，隨后再進行膜分離。此方法能夠顯著提高花色苷的成色價和純度，但是也會增加提取成本。

超聲波微波輔助法。混合提取花色苷的天然產(chǎn)物與酸化乙醇提取劑，隨后通過超聲波輔助技術(shù)進行提取。此方法能夠顯著提高花色苷的提取效率，縮短花色苷的提取時間，并且提取所需要的能源較少。

發(fā)酵提取法。將提取花色苷的天然產(chǎn)物洗凈、蒸熟、粉碎，用100ks調(diào)制一次醪混合，經(jīng)過8d的發(fā)酵之后，調(diào)制二次醪。此方法得到的花色苷的淀粉含量較低，澄清度較高。

2.花色苷抗細胞衰老的作用及機理

2.1 清除自由基活性

花色苷屬于一種自然的自由基清除劑，具體作用機理如下：花色苷能夠抑制蛋白質(zhì)氧化反應(yīng)、與金屬離子Cu2+結(jié)合、抑制維生素C氧化反應(yīng)、提高維生素C含量、激發(fā)維生素E生成、淬滅單線態(tài)氧。據(jù)相關(guān)研究顯示，葡萄、紫甘薯、紅甘藍、茄子中均能夠提取出不同類型的?；ㄉ眨M管花色苷抗氧化活性、自由基活性清除能力有所差別，但是可以確定的是?；ㄉ盏目寡趸钅芰εcα-生育酚基本沒有差異，其中以紫甘薯提取出?；ㄉ盏目寡趸钅芰ψ罡?，并且紫甘薯?；ㄉ盏目寡趸钅芰σ哂诎咨?、黃色、乳白色等其他顏色甘薯酰化花色苷[1]。

無論是在體內(nèi)還是體外，花色苷都具有十分顯著的自由基活性清除能力，從而形成較為穩(wěn)定的抗氧化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這表明人類能夠通過食用花色苷含量較高的食物，來有效減緩細胞衰老，不但有利于延長壽命，還有利于實現(xiàn)對各種慢性疾病的預(yù)防?？梢娨呀?jīng)有較多實驗證實了自由基能夠另蛋白質(zhì)、核酸、脂肪等大分子物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，這些物質(zhì)出現(xiàn)損害跡象，而這些物質(zhì)被損害正是神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病、癌癥等疾病的發(fā)病原因和嚴重原因，既然花色苷能夠清除自由基活性，也就能夠起到顯著的抗細胞衰老效果。

2.2 抑菌作用

花色苷具備抑制大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌等不良菌種的作用，并且抑菌效果與濃度為正相關(guān)關(guān)系，即花色苷濃度越高，抑菌效果越為顯著。基于電鏡觀察結(jié)果、不良菌種生長曲線分析結(jié)果，可以歸結(jié)花色苷的抑菌作用機理如下：花色苷能夠降低細菌細胞中酶和蛋白質(zhì)的活性，抑制數(shù)生長期細胞分裂，導致細胞質(zhì)解體、固縮，最終另細胞死亡。但是花色苷不具備抑制黑曲霉菌的作用。

2.3 抗癌作用

花色苷具備抗癌的作用，具體作用機理如下：花色苷能夠降低皮膚和血清的超氧化物歧化酶活性、降低谷胱甘肽過氧化物活性、抑制肉瘤S180合成，從而抑制腫瘤合成及生長。據(jù)相關(guān)研究顯示，花色苷能夠加速胃癌細胞的程序性死亡，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對胃癌的有效預(yù)防[2]。由此可以發(fā)現(xiàn)，花色苷具備阻止癌細胞轉(zhuǎn)移到其他未患病機體位置及未浸潤細胞組織中，當癌細胞的轉(zhuǎn)移得到有效抑制之后，機體內(nèi)的癌細胞數(shù)量便能夠得到有效控制。同時，花色苷還具備調(diào)節(jié)機體內(nèi)各種酶含量的作用，從而平衡機體內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，形成對機體內(nèi)細胞癌變的阻礙。這些都表明，關(guān)于花色苷在抗癌方面作用的研究還將持續(xù)增加和深入，花色苷在預(yù)防癌癥方面的作用還需要進一步被發(fā)揮。

2.4 保護肝臟作用

花色苷具備保護肝臟的作用，具體作用機理如下：花色苷能夠抑制血清中硫化巴比土酸反應(yīng)物、乳酸脫氫酶合成，抑制肝臟中氧化脂蛋白、硫化巴比土酸反應(yīng)物合成，從而避免由于四氯化碳導致的肝功能受損、肝損傷等問題?；ㄉ諏τ谝呀?jīng)出現(xiàn)肝功能受損、肝損傷的患者同樣能夠起到上述作用，能夠應(yīng)用于肝臟疾病的輔助治療。據(jù)相關(guān)研究顯示，花色苷具備中和撲熱息痛的肝功能受損、肝損傷毒性的作用，具體作用機理如下：花色苷能夠降低撲熱息痛的細胞色素活性、提高肝臟的谷胱甘肽含量，并且將谷胱甘肽作為自由基清除劑應(yīng)用[3]。

2.5 抗基因突變作用

花色苷具備抗基因突變的作用，具體作用機理如下：花色苷被提純之后具備明顯的抗基因突變能力。自然界中存在很多可以導致基因突變的物質(zhì)，人類如果與這些物質(zhì)進行了較長時間的接觸或者是接觸量過大，便會導致遺傳缺陷、畸形、腫瘤等基因突變問問題，從而加快細胞衰老。目前，有大量的業(yè)界學者選擇從天然產(chǎn)物中尋找抗基因突變的物質(zhì)，如水果、蔬菜等，其中不乏大量包含花色苷的天然產(chǎn)物，能夠有效預(yù)防細胞基因突變，避免基因突變導致的細胞衰老問題。

2.6 降低血糖和血壓作用

花色苷具備降低血糖和血壓的作用，具體作用機理如下：花色苷中的二?；ㄉ漳軌蛞种痞?葡糖苷酶合成，從而降低血糖、血壓水平；花色苷中的非?；ㄉ漳軌蚪档挺?葡糖苷酶活性、抑制麥芽糖酶合成，從而避免餐后血糖水平的提高，降低收縮壓水平。據(jù)相關(guān)研究顯示，只需要微量的花色苷便能起到降低血糖、血壓水平的效果[4]。

2.7 強化和改善記憶作用

花色苷具備強化和改善記憶的作用，能夠改善認知缺陷和記憶缺陷，與花色苷的抗氧化性能相關(guān)?？梢詺w結(jié)花色苷的強化和改善記憶作用機理如下：花色苷能夠調(diào)節(jié)突觸蛋白表達，從而修復機體出現(xiàn)的間歇性認知損傷和記憶損傷。

3.花色苷與細胞衰老的研究現(xiàn)狀

3.1 自由基學說

自由基學說是現(xiàn)階段最具有代表性的抗細胞衰老研究學說，該學說認為人體內(nèi)的自由基處于不斷制造和不斷清除的狀態(tài)，從而維持人體內(nèi)自由基的正常水平。但是，在年齡持續(xù)增長的形勢下，人體內(nèi)的自由基正常水平會被破壞，導致自由基過剩問題，過量的自由基能夠通過氧化作用對酶類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子形成攻擊，與細胞膜上的不飽和脂肪酸產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。另外，蛋白質(zhì)分子與核酸形成交聯(lián)關(guān)系，降低生物酶活力，復制異常DNA，造成DNA基因突變等，最終令細胞出現(xiàn)衰老、受損、死亡等問題?；谧杂苫鶎W說，花色苷具備較強的清除自由基活性及抗氧化能力，因此能夠起到十分良好的抗細胞衰老效果。

3.2 黑大豆皮花色苷研究現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究顯示，黑大豆皮花色苷能夠提高皮膚的羥脯氨酸含量、提高血清的谷胱甘肽過氧化物酶活性、提高超氧化物歧化酶活性、降低腦組織的單胺氧化酶B活性，從而延緩實驗小鼠的衰老[5]。

3.3 紫色玉米花色苷研究現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究顯示，紫色玉米花色苷能夠提高超氧化物歧化酶活性、降低丙二醛含量，從而另將實驗果蠅的壽命延長15.5%左右[6]。

3.4 越橘提取物研究現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究顯示，越橘提取物能夠調(diào)節(jié)心臟中的核因子κB和炎性因子，從而形成對實驗小鼠心臟的保護[7]；能夠拮抗心血管系統(tǒng)的有害因子，從而形成對實驗小鼠心血管系統(tǒng)的保護，降低實驗小鼠出現(xiàn)動脈粥樣硬化、高血壓、冠心病等心血管疾病的概率；能夠抵抗氧化應(yīng)激作用對于神經(jīng)元細胞的損害、降低海馬組織的β－淀粉樣蛋白、丙烯醛含量，從而形成對實驗小鼠腦神經(jīng)系統(tǒng)的保護，延緩實驗小鼠的腦神經(jīng)衰老；能夠釋放乳酸脫氫酶、激發(fā)活性氧生成、提高超氧化物歧化酶活性、激活線粒體死亡途徑、削減Aβ25-35在導致細胞死亡及降低細胞活性方面的能力，從而延緩實驗小鼠的衰老。

3.5 紫甘薯花色苷研究現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究顯示，紫甘薯花色苷能夠提高血清的總抗氧化能力、提高超氧化物歧化酶活性、提高谷胱甘肽過氧化物酶活性、抑制丙二醛合成，從而抵抗實驗小鼠衰老過程中的氧化應(yīng)激作用[8]。

3.6 藍莓花色苷研究現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)研究顯示，藍莓花色苷提高血清的超氧化物歧化酶活性、提高海馬機構(gòu)P38密度，從而改善實驗小鼠在衰老過程中的記憶障礙問題，強化實驗小鼠的學習記憶能力[9]。

4.花色苷與細胞衰老的研究方向

4.1 強化花色苷活性成分研究

花色苷在自然界中的分布十分廣泛，大花葵、桑葚、野櫻莓、葡萄、越橘、紫甘薯、黑米、紅米、櫻桃、藍靛果等蘊含了十分豐富的花色苷資源，這為花色苷與細胞衰老研究工作的進行提供了大量資源和依據(jù)[10]。但是，業(yè)界學者對于花色苷的研究大部分偏向于內(nèi)含物構(gòu)成，很少有關(guān)于花色苷活性成分、主要功能性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、各個成分保健功能及抗細胞衰老作用機制的研究，這會對花色苷抗細胞衰老功能的有效應(yīng)用造成一定阻礙，可見業(yè)界學者需要強化對于花色苷活性成分的研究。

4.2 研究花色苷整體性抗氧化作用

目前，業(yè)界學者對花色苷抗細胞衰老、抗氧化作用的研究大多分階段進行，即通過體外化學模擬模型評價花色苷的清除自由基效果。業(yè)界學者缺少對于花色苷細胞水平、生物大分子氧化代謝產(chǎn)物水平抗細胞衰老、抗氧化作用的研究，研究結(jié)果不能夠全面展現(xiàn)花色苷的抗氧化作用。由此可見，業(yè)界學者還需要進一步展開對花色苷整體性抗氧化作用的研究，從而實現(xiàn)對花色苷生物學意義的有效分析，充分總結(jié)花色苷化學活性。

4.3 分別評價花色苷單體化合物功能

通過花色苷與抗細胞衰老的相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，業(yè)界學者往往會分別展開成分分析工作及功能評價工作，表面上來看這種方式有利于強調(diào)花色苷的抗細胞衰老作用，但實際上會導致成分分析與功能評價的割裂。具體來講，大部分業(yè)界學者會以某種植物中的花色苷為實驗材料展開功能評價，但實際上應(yīng)當提取不同的花色苷單體化合物，從而實現(xiàn)基于成分分析的功能評價，進一步明確各個單體化合物在抗細胞衰老中的功能和作用機制。

4.4 綜合分析花色苷抗衰老分子機制

關(guān)于花色苷衰老分子機制的研究尚不明確，總體來講缺少對于各個單體化合物信號通路的更深層次研究[11]。大部分研究學者只是展開了關(guān)于花色苷抗衰老分子機制的初步研究，在研究過程中或多或少存在無法掌握花色苷抗細胞衰老干預(yù)方式和干預(yù)靶點的問題?；诩韧奶烊晃镔|(zhì)抗衰老分子機制研究過程及成果，業(yè)界學者可以從綜合分析的角度展開花色苷抗衰老分子機制研究，避免從單一途徑和角度研究造成的分析不全面、結(jié)論不系統(tǒng)等問題。

5.結(jié)語

花色苷延緩細胞衰老的作用主要表現(xiàn)為清除自由基活性、抑菌作用、抗癌作用、保護肝臟作用等，目前關(guān)于花色苷與細胞衰老的研究主要偏向于黑大豆皮花色苷、紫色玉米花色苷等，花色苷與細胞衰老的研究方向為強化花色苷活性成分研究、研究花色苷整體性抗氧化作用等。可見業(yè)界學者需要進一步加大對花色苷與細胞衰老的研究力度，為花色苷抗細胞衰老功能的充分挖掘與應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。