摘要:自由基引起的氧化损伤是引起机体老化及多种老年病的主要因素。大量流行病学研究表明,经常食用水果及黄绿色蔬菜能够预防多种与增龄有关的退行性病变。推测其作用机理可能与蔬菜水果中所含的抗氧化成份有关。但是,有研究表明,通过补充已知的抗氧化营养素如VC、VE和β—胡萝卜素不能达到预期的效果,因此还需要进一步加强水果蔬菜中抗氧化成分的研究,尤其是要关注过去未给予充分重视的某些成分及其可能的重要作用,此外还应加强对延寿和改善机体功能方面的研究。

 
 
  中图分类号:R151.41

Free-radical theory and the antisenescence

  effect of fruits and vegetables

Guo Jianli, Zhao Xihe

  capital Medical University, Beijing 100054, China

  Oxidative damage resulting from free radical is a major cause of ageing and chronic degenerative diseases. Epidemiological studies show that frequent consumption of fruit and yellow or green leafy vegetables may prevent many kinds of chronic degenerative diseases associated with the increasing of age. These may be related with the anti-oxidative ingredients in fruit and vegetables. Nevertheless, trials using anti-oxidative nutrient, such as vitamin C, E and β-carotene supplements, did not get the expected result so far. Thus,it is necessary to strengthen the research on the potential effective anti-oxidative ingredients in fruit and vegetables. On the other hand, the study on the effect of fruit and vegetables on life span and improving life quality are also needed.

  Key words:free radical, anti-oxidation, fruits, vegetables

  近年来,自由基学说在预防疾病、延缓衰老的研究方面越来越受到广大学者的关注。目前认为,自由基攻击生物膜多不饱和脂肪酸、DNA、蛋白质和其他生物大分子引发的氧化损伤是导致机体老化及许多老年病的主要因素[1]。

  基于衰老的自由基学说,延缓衰老可从以下两方面入手:第一,抑制自由基反应引发过程;第二,阻断自由基反应链。前者可通过限制热量摄入,减少摄入易氧化的膳食成分等途径来实现;后者包括服用抗氧化剂或增加摄入水果、蔬菜、花粉、茶叶等含有天然抗氧化成分的食品。这些措施均取得了一定的效果。其中,水果蔬菜因与日常生活密不可分且无毒副作用而倍受研究人员的青睐。

  大量流行病学研究表明,经常食用水果及黄绿色蔬菜能够预防多种与增龄有关的退行性病变。Rosenberg指出,柑桔类水果及黄绿色蔬菜富含抗氧化维生素C、E、β-胡萝卜素,能够预防白内障的发生[2]。Seddon等人的研究也表明,菠菜等深绿色蔬菜的摄入量与年龄相关的退行性斑变(AMD)(Age-related macular degeneration)的发生呈明显的负相关[3]。1995年出版的《水果蔬菜在慢性病预防中的作用》一书中,作者综合了近年来大量流行病学研究结果,认为水果蔬菜对预防心血管疾病及多种癌症均具有保护作用,提出水果与蔬菜的混和作用优于单纯水果或蔬菜的作用;水果蔬菜中某些主要营养成分的作用弱于水果蔬菜整体的作用。

  对不同年龄人群的研究表明,体内氧自由基水平、脂质过氧化产物及DNA损伤随年龄增加;而抗氧化酶活性及GSH等还原性物质则往往呈现随年龄减少的趋势。对不同种属动物最大寿限的研究表明[4,5],动物的最大寿限与该种动物体内某些抗氧化物质如SOD、类胡萝卜素、α-生育酚、抗坏血酸及尿酸等呈正相关,而与氧自由基产生率及DNA氧化损伤率呈负相关。这些结果不能不使人想到抗氧化与延缓衰老之间存在某种联系。基于这样的思路,我们曾经研究了某些水果蔬菜的抗氧化作用及其对D-半乳糖拟衰老模型的影响,结果表明,抗氧化作用强的果蔬对由D-半乳糖所致大鼠衰老的抑制能力也较强,因此水果蔬菜延缓衰老的机理很可能就是源于它们的抗氧化作用。

  综合水果蔬菜的抗氧化作用,大致可分为以下几个方面。

  1 清除氧自由基

  潘碧霞等人以化学发光法测定了24种蔬菜及12种水果原汁,发现均有一定的清除的能力[6]。蔬菜生汁中以蒜头、青菜、荠菜、黄芽菜等的清除活力较强,其清除活力高达50×103 U/ml以上。水果生汁中以山楂、柿子等作用较强。大多数水果蔬菜原汁经沸水浴加热3分钟后,其清除活力降低,但也有相反的情况,如灯笼椒、蕃茄和紫葡萄等的原汁经沸水浴加热后其活力反而增高50%以上。

是体内其他氧自由基的主要前身物,生成后可进一步反应引发形成其他形式的氧自由基,对机体造成氧化损伤。因此认为,水果蔬菜清除很可能是其抗氧化作用的第一道防线。

  2 增强抗氧化酶活性

  水果蔬菜可通过增强抗氧化酶活性而保护机体免受氧化损伤。主要证据有:黄刺玫果汁可增强大鼠血GSH-Px活力[7],卷心菜可提高小鼠肝谷胱甘肽还原酶(GR)及谷胱甘肽硫转移酶(GST)活力[8],大蒜可增加啮齿动物脑和肝中GST和SOD活性[9]。能提高SOD活性的水果蔬菜还有芥蓝菜、胡萝卜、灯笼椒、西番莲、猕猴桃(小鼠)[10~12];刺玫果(大鼠、小鼠)[7,12];余甘果(人)等[13]。水果蔬菜能够增强这些抗氧化酶活性,构成机体强有力的抗氧化体系,减少自由基对机体造成氧化损伤。

  3 阻断脂质过氧化链式反应,减少膜脂质过氧化损伤

  许多水果蔬菜均可抑制脂质过氧化产物MDA及脂褐素的生成,如沙棘[14]、芥蓝菜、胡萝卜、灯笼椒[10]、刺玫果[7]、山楂[15]、余甘果[13]、西番莲[11]、大蒜[16]、卷心菜等[8]。杨琦等人的研究还发现[14],沙棘能够增加大鼠红细胞膜巯基含量,提高大鼠红细胞膜Na+-K+-ATP酶活力。喂饲含花菜的混和饲料后,大鼠结肠粘膜GSH水平明显升高,并呈剂量—反应关系。

  4 减少DNA损伤

  自由基学说认为,过剩的自由基可攻击DNA,引起DNA损伤,引发癌症等许多疾病。对水果蔬菜抗氧化作用的研究目前也有个别深入到分子水平。Stohs等人对卷心菜的研究表明,喂饲含卷心菜的饲料可明显减少老年小鼠DNA单链断裂[8]。

  随之而来的问题是:究竟什么是水果蔬菜抗氧化,抗衰老作用的物质基础?一般认为,果蔬抗老防衰作用的物质基础是其中所含的VC、VE、β-胡萝卜素、硒等几种主要抗氧化剂。因此,近年来,以膳食抗氧化剂预防多种与自由基损伤有关的老年病已成为热门话题。流行病学研究表明,补充VC、VE及β-胡萝卜素能够降低冠心病、癌症及白内障等的发病率。临床上通过补充硒缓解冠心病、心肌梗塞患者的症状,也取得了一定的疗效。这些结果使许多人(尤其在西方)竞相补充VC、VE、β-胡萝卜素等抗氧化剂,以期防病延年。然而,在芬兰和美国进行的三项长期、大型人群干预研究的结果不但未能表明β-胡萝卜素有防癌作用,反而对吸烟者似乎有增加患肺癌的危险性。因此,正在进行的其他几项β-胡萝卜素人群干预试验均已停止。维生素C的人群干预试验的效果似乎也不理想[17]。

  与上述结果相反,水果蔬菜越来越证明是多种老年病的保护因素。在大量流行病调查研究中,几乎没有不一致的结果,有些甚至还显示出良好的剂量-反应关系。

  为什么水果蔬菜中含量丰富的VC、β-胡萝卜素等主要抗氧化剂的作用与水果蔬菜整体的作用效果不同甚至会出现相反结果呢?究其原因是因为生物体经过漫长的优胜劣汰过程后,其中各种成分形成了自然的协同配合作用,这远非人工模拟将有限的几种成分混合产生的效果所能替代。果蔬中的某些成分目前尚未得到充分认识,有的甚至还未发现,因此研究水果蔬菜的作用不应仅仅注意其中含量较多的几种主要抗氧化营养素,其他成分也应引起重视。

  黄酮类物质是继经典的天然抗氧化剂之后又一类研究较多的植物抗氧化剂。已有研究表明,黄酮类能够减少冠心病与心肌梗死的死亡率[18]。句海松等用电子自旋共振技术(ESR)研究了从沙棘果实中提取的沙棘总黄酮对氧自由基的清除作用[19],结果表明,沙棘总黄酮对PMA刺激多形核白细胞生成的活性氧自由基有明显的清除作用;对黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶体系生成的有显著剂量依赖性的清除作用,对Fenton反应生成的.OH有明显的清除作用。Candlish将黄酮类物质的抗氧化作用机理总结为:1)作为断链抗氧化剂阻断自由基链式反应;2)螯合某些作为促氧化剂(Prooxidant)的重金属;3)抑制脂类氧化酶;4)抑制低密度脂蛋白氧化[20]。

  水果蔬菜中所含有的多种非营养素生物活性物质也发挥着重要作用,其中研究较多的是大蒜油、大蒜素。从大蒜中提取的大蒜油含有多种成分,主要是含硫化合物,二甲基硫、二丙烯硫、二丙烯三硫(俗称为大蒜素)等。傅乃武等研究了大蒜油、大蒜素的体外抗氧化作用[21],结果表明,二者均可清除以及抑制VC/CuSO4引发的肝线粒体脂质过氧化,大蒜素还可有效对抗VC/CuSO4引发的.OH对红细胞乙酰胆碱酯酶(AchE)的抑制,明显提高小鼠血中CAT、GSH-Px活性,降低LPO含量。

  此外,水果蔬菜中的酚酸、类胡萝卜素等都有一定的抗氧化作用。1997年3月在美国召开的“蕃茄红素和蕃茄制品预防疾病作用的国际研讨会”提出,蕃茄中含有的蕃茄红素和其他类胡萝卜素具有抗氧化作用,甚至认为这些类胡萝卜素可能比β-胡萝卜素在防病方面更有希望[17]。

  宁正祥等测定了6类24种水果蔬菜的综合抗氧化能力(TBASI),同时测定了这些果蔬的抗氧化活性及主要营养成分[22]。结果表明,水果蔬菜的抗氧化活性与其氧化-还原当量、蛋白质含量和糖含量之间有显著的相关关系,而与果蔬中VC及B族维生素含量无关。作者由此得出如下结论:1)氧化-还原特性是新鲜果蔬表现出抗氧化活性的实质性原因,凡是有一定氧化-还原当量(还原力)的天然食物,即具有一定的抗氧化活性;2)氧化-还原当量是果蔬类食物所有营养成分在一定条件下贡献的还原力的总和。不同果蔬间尽管在某些营养成分上有很大悬殊,但只要总氧化还原特性相近,则其抗氧化活性就可能相差不远。

  尽管这种以“氧化-还原当量”来评价果蔬的抗氧化活性的观点有待于进一步研究,但认为“果蔬的抗氧化作用是所有营养成分综合作用的结果,而非其中一种或几种成分的作用”这种观点却正是当今水果蔬菜的抗氧化及其保健功能研究中的一大转变。Block等人曾提出[23]:“也许我们应该停止考虑‘是VC还是胡萝卜素的作用’这类问题了,很可能是水果蔬菜中所有成分共同作用对机体提供保护”。由于各种成分之间作用复杂,有些成分可节省另一些成分作用,同一种成分在不同组织或不同条件下作用不同,因此目前对水果蔬菜作用的研究应从过去强调某一种或某几种成分的作用转变为研究水果蔬菜整体的综合作用。

  水果蔬菜抗衰作用的研究还存在一些不足。如:对水果蔬菜预防老年病的研究较多,而对延缓衰老的另外两方面—延寿作用和改善机体功能方面研究较少;对抗氧化作用在延缓衰老中的地位仅是基于某些相关性结果做出结论,尚缺乏令人完全信服的证据;另外,某些流行病学设计是否已排除所有混杂因素干扰等等。还有待进一步深入与完善。

  作者简介:郭剑利,女,硕士,助教

  参考文献

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  3 Seddon JM. Ajani UA, Sperduto RD, et al. Dietary carotenoids, vitamins A, C and E and advanced age-related macular degeneration. JAMA,1994,272(18):1413—1420

  4 Jansen Jr M C. Fruits and vegetables in chronic disease prevention, Landbouw universiteic Wageninger,1995,58-61

  5 Cutler RG.Antioxidant and aging. Am J Clin Nutr, 1991, 53:373s—379.

  6 潘碧霞,高岷,陈红等.36种蔬菜水果清除超氧负离子活力的测定.上海第二医科大学学报,1993,13(3):210—212

  7 王常青,倪淑华.黄刺玫果汁的抗氧化作用及对大鼠血液流变学的影响.中国公共卫生学报,1995,14(3):169

  8 Stohs SJ, Lawson TA Anderson L. et al. Effects of oyltipraz, BHA,BDT and cabbage on glutathione metabolism, DNA damage and lipid peroxidation in old mice. Mech Ageing Dev, 1986,37:137—145

  9 Gudi VA, Singh CV. Effect of diallyl sulfide, a naturally occurring anticarcinogen, on glutathione-dependent detoxification enzymes of female CD-1 mouse tissues. Biochemi pharm,1991,42:1261—1265

  10 林忠宁,于竞,汪家梨等.新鲜蔬菜对实验性肝损伤小鼠的抗氧化作用探讨.中国公共卫生学报,1994;13(6):355

  11 杨莉,梁钢,林秀月,等.西番莲果汁抗衰老作用的实验研究.营养学报1995,17(4):438—441

  12 刘中申,李廷利,王厚德,等.刺玫果抗衰老实验研究.中医药学报,1990;(1):46

  13 侯开卫,刘凤书,李绍家.余甘果抗衰老作用的研究.食品科学,1990,4:2—5

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  15 王伟,陈文为.从抗氧化反应探讨“药食同源”的含义.中西医结合杂志,1991,11(3):159—161

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  17 Gaziano JM. Diet and heart disease:the role of fat, alcohol and antioxidants. Cardiol Clin. 1996,14(1):69—83

  18 Hertog M.G.Dietary antioxidant flavonoid and risk of coronary heart disease:the Zutphen Elderly Study. Lancet,1993,342:1007—1011

  19 句海松,李小洁,赵保路.沙棘总黄酮对活性氧自由基的清除作用.中国药理学通报,1990,6(2):97

  20 傅乃武.大蒜油和大蒜素的抗氧化作用.中国医学科学院学报,1993,15(4):295

  21 宁正祥,赵谋明,邝荣泽,等.新鲜果蔬保键作用的探讨.营养学报,1992,14(4):260

  22 Block G. Vitamin C and cancer prevention:the epidemiologic evidence. Am J clin Nutr,1991,53:270s—282s

1998-09-10收稿






http://www.51daifu.com/documents/2007/0305/D65FB5DA1A869D82H119620.shtml



从自由基学说看水果蔬菜的抗衰老作用



卫生研究 1999年第3期第28卷 综述



作者:郭剑利 赵熙和



单位:郭剑利 赵熙和 首都医科大学,北京 100054



关键词:自由基;抗氧化;水果;蔬菜;抗衰老
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