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楊文婕:大蒜和硒的抗氧化作用
Posterize Time:2016-12-2  Page Views: 887 order

大蒜活性成分和藥學價值的科學研究歷經數十年,而對硒的營養和藥用價值的認識和研究歷史很短。1957年人類首次證實硒是動物必需的微量營養元素;而硒作為人體必需微量營養元素的一個重要證據來自我國科學家20世紀70 年代的貢獻---證實克山病只發生在低硒地區,補硒能夠遏止缺硒人群中爆發的克山病。近10多年,硒防治多種疾病( 心血管疾病、癌癥、微生物感染和變態反應性疾病等)的作用或潛能逐漸被挖掘出來。

  大蒜的功效成分主要是其中的含硫化合物,由于硒和硫的化學生化性質和生理功能的相似性,抗氧化作用成為大蒜和硒共有的最重要的功能之一。

  大蒜含硫化合物的抗氧化作用

  大蒜及其制品發揮抗氧化作用最重要的含硫成分是蒜氨酸(alliin) 及其分解產物。蒜氨酸本身活性并不高,它是大蒜活性和氣味含硫物質的前體化合物,它被蒜氨酸酶催化分解生成的小分子含硫化合物具有較高活性。蒜氨酸分解產物的種類和含量因分解條件(提取液、制備條件、提取和保存時間等)差別很大,主要種類包括大蒜辣素(all icin)、 dithiin類、ajoene類以及多種烷(烯)基硫化物。據報道,大蒜油主要含烷(烯)基二硫和三硫化物,水溶性提取物以dithiin和ajoene類為主,而經高溫處理制備的蒜產品主要含蒜氨酸。這些含硫化合物都具有抗氧化作用。近年來,大蒜中的一類半胱氨酸衍生物及其二肽化合物的活性也備受關注,如:S-甲基半胱氨酸、S-乙基半胱氨酸、S-烯丙基半胱氨酸、S-烯丙基巰基半胱氨酸、γ-谷氨酸胺半胱氨酸,它們也被證明具有抗氧化功能。

  人和動物體內DNA、蛋白質和脂類等生物物質經活性氧自由基氧化修飾或與其他形式的自由基結合或交聯能導致衰老和多種疾病,如:心血管、神經變性、炎性疾病和癌癥等。大蒜中的抗氧化成分可通過捕獲自由基、提高組織細胞抗氧化酶活性和抗氧化劑水平等多種途徑,防止生物物質氧化損傷。

  大蒜中的硫化合物具有直接清除自由基的作用,如:二烯丙基硫化物、二烯丙基二硫物和烯丙基硫醇能夠捕獲三氯甲基、三氯甲基過氧化氫和乙酰氨基苯酚產生的自由基,防止CCl4和乙酰氨基苯酚等對實驗動物肝和其他組織的損害。烯丙基甲基硫化物能直接破壞脂質過氧化中間產物4-羥基壬烯醛,抑制脂質過氧化作用。谷胱甘肽過氧化物酶( GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)是細胞中最重要的抗氧化酶,細胞內還存在一系列抗氧化物質,如:谷胱甘肽(GSH)、維生素A和維生素C等,大蒜提取物能提高和維持組織和細胞中這些酶活性和化合物水平,防止肌體過氧化損害。

  2003年有研究報道蒜氨酸可抑制尼古丁誘導的大鼠過氧化損害作用。細胞色素P450是外源性化學物質體內生物轉化最主要的代謝酶系統,它們通過對致癌物的環氧化、羥化、脫烷基化、氧化、還原、結合以及水解,從使致癌物活化或代謝成水解產物排出體外,因此該酶系統對化學致癌物的代謝具有雙重性。一些xenbiotic藥物、殺蟲劑和間接致癌物經細胞色素P450酶氧化而活化,對機體產生毒副作用或誘發癌癥發生,二烯丙基二硫化物等小分子硫化物能夠調節肝微粒體中催化這些外源物質氧化的P450酶活性,切斷這些外源性物質氧化活化途徑,減低其毒副作用或抑制癌癥發生。

  1999年一項體外實驗證實,大蒜水溶性提取物能抑制人體低密度脂蛋白氧化,而愈來愈多的實驗結果支持低密度脂蛋白氧化是動脈粥樣硬化發生發展的重要原因之一,由此推斷大蒜水溶性提取物具有預防動脈粥樣硬化潛力。

  大蒜及其制品中各種含硫化合物活性不同,一般認為烯丙基類衍生物活性最高。1994年,通過3種體外實驗對比分析了S-烯丙基半胱氨酸和S-烯丙基巰基半胱氨酸的抗氧化作用,結果證明前者的活性顯著高于后者。烷(烯 )基硫化物中,也以烯丙基硫化物活性最高,典型代表是二烯丙基二硫化物和二烯丙三硫化物。

  硒形態和抗氧化作用

  目前認為生物體內發揮生理功能的硒形態主要是以硒半胱氨酸為活性中心的硒蛋白。已在人體內發現15種硒蛋白,其中4種谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)和3種硫氧還蛋白酶均被證明主要執行抗氧化酶功能,而硒蛋白P 和W被推測具有防御氧化損傷作用。

  研究表明動物體內硒的功能活性和作用機理與攝入硒的化學形態密切相關。人體主要從膳食中獲取硒營養,以往認為膳食硒形態主要是硒蛋白、硒半胱氨酸和無機的亞硒酸鹽和硒酸鹽。這些膳食硒進入人體后,有兩種代謝途徑,或進入硒儲備庫(只有硒蛋白)或參入硒代謝庫用于合成硒蛋白。

  然而,近幾年在可食生物材料中檢測到多種其他形態的含硒化合物,如:Se-腺苷-硒半胱氨酸、Se-甲基-硒半胱氨酸、Se-胱硫醚、γ -谷氨酰胺-Se-甲基-硒半胱氨酸、植物硒蛋白、真菌硒多糖等。有些新發現的含硒化合物是某些可食生物材料的主要硒種類,它們在實驗動物中利用率低,但富積它們的生物材料或它們本身已被證明具有較高的防抗病活性。

  富硒大蒜的功能

  大蒜具有富積硒的能力,研究者已經注意到普通大蒜及其制品中硒的潛在作用。1994年我國成功栽培獲得富硒大蒜,并完成了富硒大蒜體外抑癌作用、體內預防N-甲基-N'-硝基-N-亞硝基胍(MNNG)誘發大鼠胃癌、防治裸小鼠和大鼠移植性胃癌、胃腺癌和高血脂癥效果的調查研究,證明硒的摻入顯著提高大蒜防抗病活性,富硒大蒜中硒的活性高于亞硒酸鈉。之后,檢測發現大蒜中主要含Se-甲基硒半胱氨酸和 γ-谷氨酰胺-Se-甲基硒半胱氨酸,不同于傳統概念上的膳食硒形態。

  國外學者比較富硒大蒜和硒酵母對7,12-二甲基苯蒽(DMBA)和甲基亞硝基脲(MNU)誘發的乳腺癌的抑制效果,硒酵母主要含硒蛋氨酸,結果證明富硒大蒜比硒酵母更能有效抑制乳腺癌的發生和發展。此外,檢測還發現食用富硒大蒜大鼠的肝、腎、乳腺、肌肉和血漿中累積的硒含量顯著低于食用硒酵母的,避免了因組織累積過量硒而導致硒中毒現象。

  一項研究證實大鼠分別攝入以Se-甲基硒半胱氨酸和硒蛋氨酸為主的飼料,前者大鼠血清GSH-Px活性顯著低于后者,但前者預防結腸癌活性則顯著高于后者,提示Se-甲

  基硒半胱氨酸抗氧化功能不及硒蛋氨酸,Se-甲基硒半胱氨酸至少部分地通過其他作用機理發揮較高防癌活性。

  國外研究還證實,Se-甲基硒半胱氨酸具有調節大鼠乳腺癌癌前病變損傷細胞的生長和凋亡的作用,γ-谷氨酰胺-Se-甲基硒半胱氨酸和Se-甲基硒半胱氨酸具有極其相似的生物活性。通過比較6種合成的 Se-烷基硒代半胱氨酸及其衍生物對兩種小鼠乳腺上皮細胞株生長、細胞凋亡和DNA損傷的影響,認為Se-甲基硒代半胱氨酸活性最高。

  可見,富硒大蒜是高效硒和硫化合物的載體植物,其中的含硒化合物是目前在生物材料中發現并證實的活性最高的硒種類。大蒜中含硒化合物不僅具有抗氧化功能,還可通過其他作用機理發揮功能活性。

  加強大蒜及其制品綜合研究和人體實驗

  營養學家側重于探討膳食功能成分的營養價值,但科學研究還應了解其可能的毒副作用。如大蒜油含有預防慢性病的多種硫化物,一般認為它們的活性高于其他大蒜制品中的含硫化合物,但前者半致死劑量低,所以應慎重食用。S -烯丙基巰基半胱氨酸也被發現有一定的毒副作用。盡管目前的研究資料都支持大蒜含硒化合物具有低毒性,但如過量食用 也難以避免硒中毒現象。確切地講,無論是含硫化合物、含硒化合物,還是以它們為主要功能成分的制劑,作為營養強化劑和藥物使用時,都要強調用量適度。

  隨著對大蒜及其制品的防抗病高活性研究證據的積累,人們對大蒜及其制品的認可和接受程度不斷提高。但迄今為止,以防病抗病為目的的大規模人群干預實驗很少,對新發現的“高效態硒”的人體實驗尚未開始。由于大蒜活性硫和硒成分的低或無毒性,使它們具備了優于許多目前用于預防和治療多種疾病的藥物的獨特優勢,應加強人體實驗,提供直接的科學依據,公證評價其應用價值,實現合理利用。



 
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