抗衰老中藥對自由基清除作用的研究進展 - [現代研究]

07-20

2010-06-10

抗衰老中藥對自由基清除作用的研究進展

　　1956年英國學者Harman在前人研究工作的基礎上向科學界正式提出衰老自由基理論[1]。該理論認為引起人類衰老的主要原因是細胞在代謝過程中不斷產生自由基。自由基是一類性質活潑、具有極強氧化能力的化學物質。機體代謝過程中產生的不穩定自由基在細胞內堆積，引起不飽和脂肪酸氧化成過氧化物，形成脂褐素（lipofuscin,LF），並使細胞及其重要成分如DNA、蛋白質和酶類等改變或破壞，導致機體衰老。衰老是機體自然代謝過程中的一個必然階段，是隨年齡增長而產生的一系列生理學和解剖學方面的變化，主要表現為機體對內外環境適應能力逐漸減退以至喪失，是生物體在生命後期階段所出現的進行性、全身性、多因素共同作用的循序漸進的退化過程。人體本身也能產生防禦自由基損害的物質。然而，隨著年齡增加產生這些物質的能力會逐漸降低，對自由基損害的防禦能力下降，導致衰老加速。與人工合成的自由基清除劑相比，中藥抗氧化劑具有經濟和毒、副作用小的優點。大量研究證實，很多具有抗衰老的中藥能提高機體抗氧化酶的活性，減少自由基對機體的損傷，發揮其抗衰老功能。本文對抗衰老中藥的有效成分和自由基清除作用的研究情況作一綜述。

　　1 黃酮類（Flavonoids）

　　黃酮類化合物是指二個苯環通過一個三碳鏈構成的環相連的一類化合物總稱。根據其結構可分成黃酮、黃酮醇、二氫黃酮(醇)、異黃酮、雙黃酮、查耳酮、黃烷醇等10個類別。因其化學結構中含有酮基，天然黃酮類化合物一般為金黃色或淡黃色，所以稱之為黃酮。芸香甙、槲皮素及異槲皮甙清除氧自由基（O2-·）和羥自由基（OH·）的作用強於標準的自由基清除劑VitE[2]。金絲桃甙可抑制心腦缺血及紅細胞自氧化過程中的丙二醛(MDA)產生，顯著提高大鼠血漿、腦組織中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶的活性[3]。黃芪總黃酮有清除O2-·和OH·防止生物膜過氧化的作用，也能顯著抑制OH·對DNA的損傷作用，是黃芪抗氧化作用的主要成分[4]。從銀杏葉、夏枯草提取的黃酮能有效改善阿茨海默等退行性病變[5]。其他一些黃酮類化合物如白花蛇舌草黃酮、甘草黃酮、沙棘總黃酮、艾納香二氫黃酮等均有清除自由基或抗脂質過氧化作用。淫羊藿黃酮能夠顯著恢復D-半乳糖衰老模型小鼠T和B淋巴細胞增殖反應的功能，同時提高肝臟總SOD的活性，減少心、肝等組織的過氧化脂質（LPO）形成[6]。Husain等人證實了十二種黃酮類化台物對OH·的清除作用，並推論只有其B環上的羥基被取代時才具有此作用[7]。黃酮類化合物的抗氧化作用強弱與其結構有關，黃酮醇的抗氧化能力強於黃酮，Ｂ環上具有3ˊ，4ˊ鄰二酚羥基的黃酮抗氧化性能最好。在B環無抗氧化作用時，A環上鄰苯二酚結構可以補償並起重要的抗氧化作用[8]。黃酮類化合物清除氧自由基的作用至少有三種途徑：通過酚羥基與自由基進行抽氫反應生成穩定的半醌自由基，從而中斷鏈式反應以完成抗氧化作用；通過抗氧化劑的還原作用直接給出電子而清除自由基，同時能顯著提高SOD和GSH-Px活性並對過氧化氫（H2O2）的生成有明顯的抑制作用；通過抗氧化劑對金屬離子的絡合，降低若干需金屬離子催化的反應，從而間接實現抗氧化作用[9]。黃酮類化合物在抗氧化反應中既能消除鏈引發階段的自由基，也能直接捕獲自由基反應鏈中的自由基，通過酚羥基阻斷自由基鏈反應[10]。

　　2 酚類物質（Phenolics）

　　多酚類化合物是極好的氫或電子供體，由於形成的酚類遊離基中間體的共振非定域作用和沒有適合分子氧進攻的位置，因此不會引發新的遊離基或者由於鏈反應而被迅速氧化，所以是很好的抗氧化劑。阿魏酸(ferulic acid)分子苯環上的酚羥基是抗氧化活性基團，可清除自由基，抑制氧化反應和自由基反應，以及與生物膜磷脂結合保護膜脂質結構和功能[11]。阿魏酸還可直接減少H2O2含量，但對MDA含量無減少作用。綠原酸(chlorogenic acid,CHA)是由咖啡酸(caffeic acid)與奎尼酸(quinic acid)組成的縮酚酸，是植物體在有氧呼吸過程中經莽草酸途徑產生的一種苯丙素類化合物。CHA和3,5-二咖啡醯奎尼酸(DCQA)均屬於小分子化合物，能與過氧自由基快速反應，對2,2′-二苯基-α-苦基肼基(DPPH)自由基顯示清除活性。CHA主要存在於杜仲科、忍冬科忍冬屬、菊科蒿屬等中草藥中。橄欖油富含多酚類化合物，如松脂醇(C20H22O6)和乙醯松脂醇(C22H24O8)。經常食用橄欖油能有效的防止因脂肪過氧化而發生的細胞凋亡所帶來的早衰、早老、色斑、皺紋等[12]。原花青素（procyanidins,PC）是由不同數量的兒茶素或表兒茶素結合而成。最簡單的原花青素是兒茶素、表兒茶素或兒茶素與表兒茶素形成的二聚體，此外還有三聚體、四聚體等直至十聚體。PC主要分布在下列中草藥中：銀杏、大黃、山楂、耳葉番瀉、小連翹、葡萄、日本羅漢柏等，其最為突出的特點是能夠撲獲細胞外液中的活性氧，抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化，表現出抗動脈粥樣硬化的活性[13～14]。

　　3 多糖(Polysaccharides)

　　許多中藥富含活性多糖，因而具有促進機體免疫、抗腫瘤、抗細菌、抗病毒、抗寄生蟲以及抗輻射等作用，臨床主要用於治療肝炎、癌症、艾滋病和抗衰老等。如人蔘多糖、黃芪多糖的免疫增強作用，香菇、豬苓多糖的抗腫瘤作用，銀耳多糖的保護肝細胞作用，蘆薈多糖的抗腫瘤和抗艾滋病毒作用等，都與其抗氧化作用密切相關。黃芪多糖可明顯增強創傷小鼠體內的SOD活性，抑制創傷後體內自由基誘發的脂質過氧化反應[15]。靈芝多糖口服液可增強GSH-Px、SOD活性，抑制脂質過氧化，對阿黴素引起的細胞自由基損傷大鼠有一定的保護作用[16]。南沙參多糖對化學藥品引起的小鼠學習記憶障礙有明顯改善作用，對小鼠腦中MDA升高、SOD減少有抑制作用，表明南沙參多糖改善小鼠學習記憶作用與影響腦中自由基有關[17]。枸杞多糖能明顯增強小鼠全血、肝、肌肉組織的SOD活性，升高肝組織GSH-Px、GSH的含量，促進小鼠體內氧自由基的清除。多糖抗氧化機制主要是加強DNA的複製與合成，提供必需的微量元素與營養來延長動物的生長期；提高動物對非特異性刺激的抵抗能力，通過調節和增強免疫功能達到抗衰老作用；通過調節蛋白質、核酸、糖和脂質代謝，抗脂質過氧化與抑制LF形成，提高機體SOD比活力，清除LPO和MDA、抑制單胺氧化酶B（MAO-B）的活性作用以發揮抗衰老功能[18]。

　　4 皂苷(Saponin)

　　皂苷是存在於植物界的一類較複雜的苷類化合物。因其水溶液形成持久泡沫，象肥皂一樣而得名。皂苷類根據苷元的化學結構分為甾體皂苷和三萜皂苷兩類，各類皂苷中以三萜皂苷分布最為廣泛。近年來研究表明，皂苷大多具有明顯的抗氧化作用，已知氧化損傷與許多病理生理現象如衰老、動脈粥樣硬化、缺血再灌注損傷等有關，皂苷類的抗氧化作用則可能是其延緩衰老，抗動脈粥樣硬化，抗缺血再灌注損傷等藥理作用的共同作用機制[19]。甘草次酸能顯著抑制CCl4誘導肝的微粒體不飽和脂肪酸過氧化作用，其抑制強度高於Vit E[20]。具有抗氧化活性的皂苷類還有三七皂苷、西洋參皂苷、柴胡皂苷ａ等。柴胡根含皂苷約2%，主要皂苷為柴胡皂苷a、c及d，果實亦含多種皂苷。党參根含三萜類化合物、皂苷、多種甾醇和甾苷等。人蔘皂苷Rb1(ginsenoside Rb1)和人蔘皂苷Rg3(ginsenoside Rg3)的混合物能阻止神經元產生過量硝酸，延緩衰老。人蔘皂甙可明顯提高衰老模型小鼠血清中SOD及GSH-Px的活性，減少LPO及其代謝產物MDA含量，減少自由基對細胞的損傷,亦可減少脂褐質在腦、心肌中的沉積達到抗衰老的效果[21]。人蔘總皂苷能清除和抑制脂質過氧化，人蔘蘆頭總皂苷、莖葉總皂苷、人蔘果總皂苷可明顯減少老年大鼠腦、心肌中LPO的生成並提高血中過氧化氫酶（CAT）的活性。此外還有絞股藍皂苷、柴胡皂苷、甘草次酸等一些四環或五環三萜類皂苷也有類似作用[22]。

　　5 鞣質(Tannin)

　　鞣質為分子量500～3000的能沉澱生物鹼、蛋白質的水溶性多酚類化合物。根據鞣質的分子結構及水解的難易可將其分為水解鞣質(hydrolysable tannins)、縮合鞣質(condensed tannins)及縮合鞣質與水解鞣質中的葡萄糖以碳健連接而成的複合鞣質(complex tannins)。約有70％以上的中藥中含有鞣質類化合物。如地榆、大黃、訶子、肉桂、芒果、老鶴草及仙鶴草等含量較豐富[23]。鞣質分子中的眾多酚羥基使其具有很強的還原性，對各種氧自由基、脂質自由基、含氮自由基都有較強的清除能力，比常用抗氧化劑Vit C和Vit E還強，也超過了小分子多酚如茶多酚和沒食子酸。多數可水解鞣質在5μg/ml時就可顯著抑制LPO升高的作用[24]。其抑制活性取決於酚羥基的位置和數目，六氫二酚羥基的清除活性大於沒食子酸酚羥基。鞣質的抗氧化性還表現在抑制肝臟線粒體、微粒體的脂質過氧化作用；抑制由腎上腺素引起的脂肪細胞的脂質分解作用；降低由於肝損傷引起的肝和血清脂質過氧化物的濃度以及用過氧化油餵養的大鼠的膽固醇、谷丙轉氨酶和穀草轉氨酶的濃度；降低多種誘變劑的誘變性並有抗病毒活性；降低血液中尿素氮濃度和抗腫瘤、抗癌變作用[25]。

　　6 維生素類(Vitamins)

　　β‐胡蘿蔔素是維生素Ａ的前體,有很好的抗氧化性能，能通過提供電子抑制活性氧的生成達到清除自由基的目的，能清除單線態氧，減少光過敏作用，也是單線態氧的淬滅劑。維生素E(vitamin E，生育酚)包括α‐生育酚、β‐生育酚、γ‐生育酚和δ‐生育酚及α‐三烯生育酚、β‐三烯生育酚、γ‐三烯生育酚和δ‐三烯生育酚八種同族異構體，均具有VitＥ的生理活性。維生素E本身極易被氧化，能捕捉體內脂質自由基、超氧自由基和類脂質自由基，發揮抗氧化作用，防止LPO形成。還能保護膜磷脂中的不飽和脂肪酸，穩定生物膜結構，維持膜的正常功能。Α-生育酚是已知生理活性最高的一種。若以它為基準，則β‐及γ‐生育酚和α‐生育酚的生理活性分別為40％、8％及20％，其餘活性甚微[26]。VitＥ經過一個自由基中間體氧化成醌，將過氧化自由基（ROO）轉變成化學性質不活潑的ROOH，中斷了脂類過氧化的連鎖反應，有效地抑制脂類過氧化作用。人每日攝入VitＥ100 IU可預防動脈粥樣硬化和降低冠心病的發病率及死亡率[27]。維生素C(vitaminC，抗壞血酸)是一種簡單的六碳化合物，是組織水相液體中的一種重要自由基清除劑，可清除O2- ·、OH·和單線態氧，並通過逐級供給電子而轉變成半脫氫‐L‐抗壞血酸(semidehydro-L-ascorbate )和脫氫抗壞血酸(dehydroasorbate)以達到清除活性氧自由基[28]。

　　7 前景展望

　　我國中草藥資源極其豐富，對中草藥的認識和利用由來已久。以天然植物抗氧化劑取代合成抗氧化劑是今後醫藥工業發展的趨勢。同時從天然中草藥中尋找新的清除體內自由基的抗氧化劑也將是現代醫藥、保健行業的發展方向。因而從天然中草藥中篩選和開發抗氧化作用確切、安全無毒的新品種或分離提取其有效抗氧化成分，已是當務之急。充分運用中醫學獨特的衰老認識和抗衰老方葯，挖掘其巨大的抗衰老優勢和作用的潛能，加之使用現代科學技術，結合現代中醫藥學理論，定將為人類利用中藥來提高自身健康水平、延緩衰老打下堅實的基礎。

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