天然二氫查爾酮類化合物分布及生物活性研究進(jìn)展

周 瑤，李 偉，曲欣楠，劉文叢

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 中藥材學(xué)院，吉林 長春 130118)

天然二氫查爾酮屬于黃酮類化合物中的一種，化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中含有1，3-二苯基丙酮結(jié)構(gòu)骨架，該類化合物一般在4-、4′-位為羥基取代，在2-、6-位有時(shí)有羥基取代，2-、4-、6-位的羥基可以甲基化。二氫查爾酮是非平面分子，水溶性大，其羥基糖苷化后水溶性進(jìn)一步增大，同時(shí)脂溶性減小，易溶于水、甲醇、乙醇等極性溶劑，難溶于非極性溶劑，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為它的提取分離提供了依據(jù)。與其它黃酮類相比，二氫查爾酮在自然界中分布很少, 被稱為“少數(shù)黃酮類”，常與查爾酮、黃酮、黃酮醇、黃烷、黃烷醇、黃烷酮、萜類、1，3-二苯基丙烷等一些黃酮類物質(zhì)共生[1]，以二氫查爾酮、二氫查爾酮苷、二氫查爾酮衍生物等形式存在。在植物中分布較廣，目前已從菊科、薔薇科、杜鵑花科、百合科等植物中分離純化得到該類化合物[2]。本文就近年來關(guān)于二氫查爾酮類化合物的生物活性研究進(jìn)展及在植物中的分布進(jìn)行綜述, 為天然二氫查爾酮的深入研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

圖1 二氫查爾酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 二氫查爾酮類化合物植物來源及分布

天然二氫查爾酮主要以二氫查爾酮苷的形式存在于薔薇科植物中，其中被大家所熟知的為根皮苷，為根皮素的葡萄糖苷，它首先從蘋果樹的根皮、莖、嫩葉以及蘋果果實(shí)中分離得到。近年來在多穗柯甜茶中也發(fā)現(xiàn)了含量比較豐富的根皮苷，此外在草莓[3]、蔓越莓[4]、杜梨[5]、掌葉覆盆子[6]、湖北海棠[7]、犬薔薇[8]、荔枝[9]、血三七[10]、生菜[11]、鎖陽[12]、燈油藤[13]、山茶花[14]、黃花菜[15]、加拿大紅楓[16]、牛至[17]等中均含有根皮苷。下表將簡述其他二氫查爾酮類化合物的常見植物來源。

表1 二氫查爾酮類化合物植物來源簡表

續(xù)表1

2 二氫查爾酮類化合物的生物活性

二氫查爾酮作為天然存在于植物中的“少數(shù)黃酮類”，其生物活性逐漸受到重視，主要包括降血糖、保肝、抗氧化、抗腫瘤等方面。目前僅有根皮苷已被廣泛研究，因二氫查爾酮具有黃酮的基本結(jié)構(gòu)，這些化合物的體內(nèi)、體外生物活性同樣值得探討。

2.1 對糖尿病及其并發(fā)癥的防治

目前對二氫查爾酮的抗糖尿病作用研究主要集中在根皮苷上，而對其他二氫查爾酮類化合物對高血糖的防治報(bào)道較少。根皮苷是最早被發(fā)現(xiàn)的鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT2)抑制劑[52]，能夠有效地降低糖尿病小鼠的BG、TC、TG、MDA水平，對增加血清SOD、GSH-Px活性也有明顯的促進(jìn)作用，對糖尿病的防治起了積極作用[53,54]。國外學(xué)者報(bào)道將根皮苷與小鼠飲食混合制成的膳食根皮苷能夠改善異常血液中葡萄糖水平的升高[55]，在降血糖、預(yù)防糖尿病的同時(shí)降低尿量、水的攝入量和攝食量，以及顯著地降低重量，治療潛在的肥胖癥[56]。體外試驗(yàn)中，三葉苷對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶起著良好的抑制作用[57]，并且具有較強(qiáng)的抗氧化能力，是值得進(jìn)一步研究開發(fā)的抗糖尿病天然活性物質(zhì)。此外龍血竭、龍蒿中的降血糖成分都為二氫查爾酮。

2.2 保肝作用

肝臟是人體內(nèi)最大的實(shí)質(zhì)性腺體，是人體內(nèi)各種物質(zhì)代謝和加工的中樞，并且具有生物轉(zhuǎn)化和解毒功能，肝功能受損已成為威脅人類健康的疾病之一，二氫查爾酮的保肝作用主要集中在對根皮苷、根皮素的研究。根皮苷對CCl4致小鼠急性肝損傷、肝纖維化有保護(hù)作用[58-59]，其作用機(jī)理可能與根皮苷抗氧化活性有關(guān)，減少了自由基對細(xì)胞膜的損傷，促進(jìn)了肝細(xì)胞膜的再生和修復(fù)，加強(qiáng)了對肝臟組織的防護(hù)，但其抑制肝纖維化的具體途徑還有待研究。肝纖維化的主要特征表現(xiàn)為肝內(nèi)彌漫性細(xì)胞外基質(zhì)過度沉淀，纖維化肝臟細(xì)胞外基質(zhì)主要產(chǎn)生的細(xì)胞為肝星狀細(xì)胞，根皮素能夠抑制肝星狀細(xì)胞膠原的合成[60]，可能具有潛在的肝纖維化治療作用。

2.3 抗氧化作用

黃酮類化合物主要來自于水果、蔬菜、茶、葡萄酒、種子或植物的根，許多黃酮類化合物是熟知的有效的抗氧化劑，有效地捕捉自由基，并可能因此參與平衡整株植物細(xì)胞的氧化還原過程。目前二氫查爾酮中具有抗氧化效果的有根皮素、根皮苷、三葉苷等，其中根皮苷抗氧化活性可媲美于眾所周知的維生素C和維生素E[61]。根皮苷多存在于薔薇科水果中，且在體內(nèi)可被水解生成根皮素，抗氧化能力提高，因此平時(shí)可多食用蘋果、草莓、海棠等水果，補(bǔ)充水分的同時(shí)可以延緩肌膚衰老，保持身體健康。另有文獻(xiàn)報(bào)道烏飯葉山礬中2′,3,4,4′-四羥基二氫查爾酮-4′-O-β-D-吡喃糖苷是非常有效的DPPH自由基清除劑[62]，抗氧化能力強(qiáng)于根皮素。

2.4 抗腫瘤作用

多數(shù)黃酮類化合物都具有明顯的抗腫瘤作用，目前對二氫查爾酮的抗癌活性研究主要集中在體外試驗(yàn)。腫節(jié)風(fēng)中的二氫查爾酮對抑制HL-60細(xì)胞增殖有弱效[34]，這與腫節(jié)風(fēng)在臨床上用于血液疾病療效較好相對應(yīng)；大羅傘中的二氫查爾酮對人肺癌A549細(xì)胞的生長有很好的抑制作用[27]，具有中等強(qiáng)度的抗癌活性。

2.5 抗過敏作用

一到秋冬交替季節(jié)，一些敏感體質(zhì)人群就會(huì)出現(xiàn)鼻炎、蕁麻疹等過敏癥狀，加之大氣污染，城市霧霾頻繁，造成人們皮膚敏感，呼吸道不通暢，嚴(yán)重影響了身體健康與日常生活。云南甜茶(多穗柯)具有抗過敏作用，其有效成分為根皮苷和三葉苷，作用機(jī)理與抑制透明質(zhì)酸酶活性有關(guān)[63]。蘇學(xué)素等[64]同樣證明甜茶中的二氫查爾酮苷為抗過敏有效成分之一。透明質(zhì)酸酶除了和過敏反應(yīng)，還和炎癥的發(fā)生有很強(qiáng)的相關(guān)性，因此適當(dāng)飲用甜茶可預(yù)防過敏，降低過敏反應(yīng)給人們帶來的不適感，降低炎癥發(fā)生的幾率。

2.6 其他生物活性

此外二氫查爾酮類化合物還具有美白、改善記憶力、調(diào)節(jié)血壓、鎮(zhèn)痛[65]、抗炎、抑菌[62]等作用。

3 二氫查爾酮類化合物在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種二氫查爾酮配糖物都具有非常高的甜度,通常相當(dāng)于蔗糖甜度100～1 000倍、糖精的3～5倍且無毒性、無熱量或低熱量、在水中可溶穩(wěn)定，是優(yōu)良的食品調(diào)味劑[66-68]。同時(shí)也因?yàn)樵擃愄鹞秳┨鸲认喈?dāng)大，所以在食品中的用量很小，可以直接添加到食品中，也可以先將其與其他輔料相結(jié)合后再添加到食品中，節(jié)省原材料的使用，降低成本。二氫查爾酮還可以用作保鮮劑，根皮苷能夠抑制水果表面褐變與微生物生長[69]，作用機(jī)制可能是抑制了多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性。

4 結(jié) 語

目前，國內(nèi)外對二氫查爾酮類化合物的研究通常是其合成方法和衍生物的制備工藝，而對其在自然界中的分布和一些重要生物活性的報(bào)道較少，對二氫查爾酮的藥理活性研究都在圍繞根皮苷展開，而多穗柯中的3種二氫查爾酮苷，三葉苷含量高達(dá)95%，與根皮苷互為同分異構(gòu)體，因此三葉苷也有可能成為未來黃酮類研究的主要對象。深入探求天然二氫查爾酮類在植物中的分布，能夠有效地開發(fā)和利用此類化合物，同時(shí)與其生物活性相結(jié)合具有良好的市場前景。

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