黄酮类化合物,又称生物类黄酮,是指具有乙-苯基吡喃酮结构的一类黄色素,是具有色酮环与苯环为基本结构的一类化合物的总称。黄酮是色原酮或色原烷的衍生物,是以黄酮(2-苯基色原酮)为母核而衍生的一类黄色色素。黄酮类化合物结构常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团,常与糖结合成苷。它可以分为黄酮类、黄酮醇类、异黄酮类、黄烷酮类等。广义的范围还包括查耳酮、异黄烷酮、双黄酮及茶多酚。
黄酮类化合物广泛存在于植物的各个部位,在植物界中分布很广,主要存在于芸香科、唇形科、豆科、伞形科、银杏科与菊科。有20%左右的中草药中含有黄酮类化合物,资源十分丰富。黄酮类化合物可以直接从食物中获得,也可以从富含黄酮类化合物的植物中提取。
天然黄酮类化合物多以苷类形式存在,并且由于糖的种类、数量、连接位置及连接方式不同可以组成各种各样的黄酮苷类。组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。黄酮苷固体为无定形粉末,其余黄酮类化合物多为结晶性固体。黄酮类化合物的不同颜色为天然色素添加了多种色彩。这是由于其母核内形成交叉共轭体系,并通过电子转移、重排,使共轭链延长而显现出了颜色。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等极性强的溶剂,但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基而显酸性,酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。
黄酮广泛存在于自然界的某些植物和浆果中,如山楂、蓝莓、葡萄、接骨木果等,大约有4000多种,其分子结构不尽相同,芸香苷、橘皮苷、栎素、绿茶多酚、花色糖苷、花色苷酸等都属黄酮。人类可以通过多食用葡萄、洋葱、花椰菜、红酒、绿茶等获得黄酮,促进身体健康。
(1)黄酮类化合物对高血压引起的头痛、头晕等症状有明显疗效,尤以缓解头痛最为显著。葛根素具有降压作用,静脉注射葛根素能使正常麻醉犬的血压暂时明显降低,也能使清醒的自发性高血压大鼠血压降低。
(2)黄酮类化合物能抑制凝血因子和血小板凝集,具有较好的抗凝血作用。研究发现黄酮类化合物可以抑制二磷酸腺苷(ADP)诱导的大鼠血小板凝集,对5-羟色胺和ADP联合诱导的家兔和绵羊血小板凝集也有抑制作用。此外,黄酮类化合物还可降低血管内皮细胞羟脯氨酸的代谢,使内壁的胶原或胶原纤维含量相对减少,有利于防止血小板黏附凝集和血栓形成,防治动脉粥样硬化。
(3)黄酮类化合物对外周血管有积极影响。麻醉犬静脉注射黄酮类化合物,能增加脑血流量且相应降低血管阻力,还能减弱乙酰胆碱引起的脑内动脉扩张和去甲肾上腺素引起的血管收缩。此外,黄酮类化合物还可以改善异丙肾上腺素引起的小鼠微循环障碍。
(4)黄酮类化合物可以降低胆固醇,改善血液循环,向天果中的黄酮还含有一种PAF抗凝因子,这些都有助于降低心脑血管疾病的发病率,也可改善心脑血管疾病的症状。
黄酮类化合物具有较强的防癌抗癌作用,其机理主要有三方面:①对抗自由基。②直接抑制癌细胞生长。③对抗致癌促癌因子。
黄酮类化合物具有较强的抗癌活性,流式细胞仪分析细胞分裂周期各时相DNA变化时显示,此类物质可使S期细胞明显减少,其增殖指数降低并诱导凋亡。
三羟异黄酮可明显抑制结肠癌的癌前病变发展过程,体外癌细胞培养研究证实,它对乳腺癌、胃癌、肝癌、白血病及其他一些癌细胞系的生长、增殖均具有抑制作用。麦胚黄酮能阻断人体乳腺髓样癌细胞株Bcap-37由G2-M向S期转变,并能诱导细胞发生凋亡,呈剂量-效应关系;麦胚黄酮还能明显抑制乳腺癌细胞株Bcap-37中bcl-2基因的蛋白表达,该蛋白表达率与麦胚黄酮类提取物浓度成负相关,提示麦胚黄酮可能是通过降低bcl-2蛋白的表达水平来促进细胞凋亡。
黄酮类化合物具有明显的消炎、治疗溃疡作用,比如天然黄酮对胃溃疡有一定疗效,可使胃黏液增加并减轻胃损伤。黄酮类化合物还具有抗流感病毒、脊髓灰质炎病毒感染的作用。
黄酮类化合物具有雌激素的双重调节作用。从大豆中提取的大豆异黄酮能提高大鼠乳腺重量和乳腺细胞DNA含量,促进大鼠乳腺发育和泌乳量。同时它还能使正常雄鼠的血清睾酮、生长激素等水平显著升高。
黄酮类化合物能够促使胰岛β细胞功能恢复,有助于降低血糖,改善糖耐量,同时它还有对抗肾上腺素的升血糖作用。
被称为花色苷酸的黄酮化合物在动物实验中被证明可以降低26%的血糖和39%的三元脂肪酸丙酯,其降血糖功效十分明显;另外它有稳定胶原质的作用,从而对糖尿病引起的视网膜病变及毛细血管脆化有很好的防治作用。银杏叶总黄酮对蛋白非酶糖化有不同程度的抑制作用,其机制可能与选择性阻断晚期糖基化终产物(AGEs)前体物质的生成有关。葛根素对蛋白质非酶糖化也有不同程度的抑制作用,实验发现它可降低四氧嘧啶型高血糖小鼠的血糖,其机制可能与促进胰岛β细胞功能恢复有关。
大豆异黄酮能降低大鼠的甘油三酯,改善高血脂引起的体内过氧化状态。黄芩茎叶总黄酮和银杏叶总黄酮均能明显抑制高脂大鼠血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的升高。黄杞总黄酮也能降低蛋黄乳液引起的小鼠高血脂,大剂量时还能提高高密度脂蛋白含量。
谷氨酸过度释放会造成兴奋性神经毒性损伤,研究发现黄酮提取物能有效拮抗钾诱导的神经细胞释放谷氨酸产生的作用,抑制效应随浓度增加而增加。其机理可能与黄酮类化合物作为钙离子通道拮抗剂,能抑制氯化钾等引起的钙离子增高有关,从而对神经系统起到保护作用。黄酮还能影响小鼠的记忆,研究发现黄酮能改善D-半乳酸所致急性衰老小鼠的记忆。
黄酮类化合物具有抗氧化作用。黄酮类化合物具有C 6 -C 3 -C 6 双芳环连结形式,分子中心的α,β-不饱和吡喃酮具有抗氧化活性,是很好的天然抗氧化剂。类黄酮的抗氧化能力与其所含羟基的数量和位置有关。类黄酮具有清除活性氧自由基的作用,清除能力大小依次为:芦丁>槲皮素>桑色素>橙皮苷。类黄酮可预防动脉硬化、癌症、糖尿病、帕金森病等疾病,还有抗衰老作用。
蜂胶黄酮具有较强的清除自由基、抗氧化作用。蜂胶黄酮既能明显提高小鼠脑组织抗氧化酶的活性,又能显著降低脑组织一氧化氮的含量,抑制其细胞毒作用,达到延缓衰老的目的。蜂胶主要是通过螯合金属离子和清除自由基而起到抗氧化作用。
研究发现经常食用富含黄酮类化合物的大豆制品,对预防前列腺癌有一定作用;当人体摄入杂环胺类物质,肝脏内的P 450 酶能被激活,促使其产生突变而致癌,而黄酮类物质可极大地抑制这种酶的活性;在培养的癌细胞中加入黄酮类化合物,能有效抑制癌细胞的增殖,其机理可能与调节细胞生长周期,把细胞转变为正常状态有关。
黄酮类化合物能有效清除自由基,高效吸收所有波段的紫外线,故能较好地防止紫外线对皮肤及其他器官的损伤。目前已有化妆品利用类黄酮作为防晒因子添加到护肤品中,可有效抵抗自由基对皮肤的侵害,预防皮肤过早老化。黄酮类化合物还可有效抑制防晒剂本身的光分解,延长防晒剂的使用寿命,增强其防晒效果。