植物化學(xué)物與心血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

孫威 嚴(yán)嘯 李匯華

摘要：綜述了多酚類化合物、類黃酮、大蒜素、番茄紅素、植物甾醇等植物化學(xué)物與心血管疾病的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：植物化學(xué)物;膳食營養(yǎng);心血管疾病

植物化學(xué)物具有抗氧化、降低血清膽固醇的生物學(xué)作用，與心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。本文綜述了植物化學(xué)物與心血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展。

1 多酚類化合物與心血管疾病的關(guān)系

飲食中常見的多酚類化合物有黃烷醇、黃烷酮、羥基肉桂酸、黃酮醇等。研究表明，多酚對慢性疾病具有保護作用。多酚類物質(zhì)具有抗氧化和抗動脈粥樣硬化的特性，能抑制過氧化自由基誘導(dǎo)的DNA鏈損傷，抑制血小板凝集，減少低密度脂蛋白（LDL）氧化，改善血管內(nèi)皮功能[1-3]。

1.1 白藜蘆醇

研究表明，白藜蘆醇通過抗氧化作用、刺激血管內(nèi)皮生成一氧化氮、抑制血管炎癥和血小板聚集等多種機制，在不同的高血壓模型中發(fā)揮抗高血壓的作用。每天攝入150mg的白藜蘆醇可使血壓顯著降低11.9mmHg[4]。白藜蘆醇通過控制Ca2+動員，對高血壓、心臟缺血/再灌注損傷、心肌肥厚以及心力衰竭起到治療作用[5]。白藜蘆醇具有心臟保護特性，適用于治療冠心病等心血管疾病。白藜蘆醇對改善冠心病患者血液動力學(xué)和心肌缺血具有積極作用。長期低劑量膳食白藜蘆醇補充劑可改善慢性心力衰竭大鼠的心血管結(jié)構(gòu)和功能惡化[6]。據(jù)報道，白藜蘆醇可激活主動脈平滑肌細(xì)胞中煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（NAMPT），通過NAMPT-SIRT4-端粒酶軸作用于人主動脈平滑肌細(xì)胞，影響心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展[7]。

1.2 蘋果多酚化合物

多酚類化合物主要存在于水果和蔬菜的外層及整粒的谷物中。從蘋果皮和蘋果肉中提取多酚，研究其對血壓、血管內(nèi)皮功能。采用高脂高果糖飲食后小鼠血壓、血脂、血膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平升高，血清一氧化氮、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平下降。每天給予250mg/kg 蘋果多酚提取物的小鼠與高脂高果糖飼喂的小鼠相比，血壓降低、內(nèi)皮功能改善。此外，蘋果皮多酚提取物比蘋果肉多酚提取物表現(xiàn)出更強的心臟保護作用。因此，蘋果多酚具有心臟保護作用，尤其是蘋果皮，可能是預(yù)防心血管疾病的優(yōu)秀來源[8]。

1.3 茶多酚化合物

茶多酚能降低血壓，能減少脂肪氧化以及血清氧化型LDL（OX-LDL）水平，還能抑制3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶活性，減少內(nèi)源性膽固醇合成。另外，茶多酚可保護神經(jīng)元、抵抗氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的損傷、降低心血管疾病風(fēng)險和改善心血管功能[9]。

1.4 其他多酚類化合物

臨床試驗表明，魚油多酚能降低血清LDL-C 濃度，改善高密度脂蛋白的功能，調(diào)節(jié)脂質(zhì)分布、氧化應(yīng)激反應(yīng)、血壓以及血管內(nèi)皮功能，還可通過抑制細(xì)胞因子抵抗炎癥。此外，魚油多酚可刺激機體合成一氧化氮，舒張血管，降低收縮壓[10-11]。

2 類黃酮與心血管疾病的關(guān)系

類黃酮具有保護心臟的功效。蔬菜、水果、茶葉及紅葡萄是類黃酮的良好來源。類黃酮包括異黃酮和花青素等。類黃酮可以抑制有害的LDL的產(chǎn)生，還有降低血栓形成的作用。流行病學(xué)研究證實，類黃酮攝入量高者，冠心病死亡率較低。可可中富含類黃酮，能改善血壓、血管內(nèi)皮功能、胰島素抵抗及血脂等[12-14]。

2.1 異黃酮

異黃酮是一種植物雌激素，主要存在于植物中，可以結(jié)合到哺乳動物體內(nèi)雌激素受體上并能發(fā)揮類似于內(nèi)源性雌激素作用的成分。目前異黃酮中研究較多的是大豆異黃酮。M Messina等[15]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)（包括9項涉及絕經(jīng)后婦女的臨床試驗）異黃酮顯著改善血流介導(dǎo)的血管擴張，可通過增加循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量來改善內(nèi)皮細(xì)胞的功能以取代受損內(nèi)皮細(xì)胞。此外，富含異黃酮的大豆蛋白能降低進(jìn)展性亞臨床動脈粥樣硬化頸動脈內(nèi)膜厚度，其作用機制主要為大豆異黃酮能抗炎、減少血栓形成，從而抑制動脈粥樣硬化進(jìn)展[16]。

2.2 花青素

一項流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，膳食花青素攝入量與心肌梗死有關(guān)，可使得心肌梗塞風(fēng)險的發(fā)生率降低32%（95%CI= 4%～51%;P=0.03）;然而，其他主要的類黃酮類（異黃酮）與心肌梗塞無相關(guān)性[11]。使用富含花青素的水果、蔬菜或花色素提取物進(jìn)行干預(yù)研究，發(fā)現(xiàn)LDL氧化和脂質(zhì)過氧化減弱，血漿抗氧化能力和血脂異常顯著改善。花青素可作為膳食補充劑或作為藥物治療心血管疾病[17]。Isaak CK等[18]研究表明，越橘花青素可以保護H9c2細(xì)胞免受缺血再灌注損傷，富含花青素的飲食能降低心血管疾病發(fā)生率和死亡率。越橘中的3種主要花色素苷越可保護心臟細(xì)胞免受氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，對過氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有保護作用，并可恢復(fù)活細(xì)胞的數(shù)量。

3 大蒜素與心血管疾病的關(guān)系

大蒜中的主要活性物質(zhì)是氧化形式的二丙烯二硫化物，即蒜素，主要存在于大蒜和其他球根狀植物中。大蒜素可降低血清同型半胱氨酸水平，改善高同型半胱氨酸血癥并減輕血管內(nèi)皮損傷程度。在研究中假設(shè)大蒜素具有抗動脈粥樣硬化作用，將62例高同型半胱氨酸血癥冠心病患者隨機分為大蒜素組和對照組。在治療前后對所有患者進(jìn)行診斷評估，進(jìn)行血漿同型半胱氨酸測定、血脂測定及頸動脈B超檢查。12w后，大蒜素組頸動脈內(nèi)膜中層厚度、血漿血清同型半胱氨酸水平、總膽固醇、甘油三酯水平均顯著降低（P<0.05），大蒜素組降低幅度明顯高于對照組（P<0.01），這些發(fā)現(xiàn)提示降低血漿同型半胱氨酸水平可能有助于預(yù)防冠心病患者動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展[19]。García-Trejo EM等[20]研究大蒜素對慢性腎臟病大鼠高血壓和心功能的影響，將大鼠隨機分為慢性腎臟?。?/6腎切除）和慢性腎臟病-大蒜素治療[40mg/（kg·d）]組。6w內(nèi)監(jiān)測大鼠血壓、測定心臟功能、血管對血管緊張素II（Ang II）的反應(yīng)以及氧化應(yīng)激和心臟形態(tài)學(xué)參數(shù)（心臟和左心室重量、心臟/體重、左心室質(zhì)量指數(shù)和壁厚）。慢性腎臟病組出現(xiàn)高血壓和蛋白尿、左心室壓力下降、Ang II和Ang II 1型受體的表達(dá)增加。這些數(shù)據(jù)與形態(tài)參數(shù)的增大有關(guān)。大蒜素組治療后高血壓下降，腎臟和心臟功能障礙得到改善;此外，它降低血管對Ang II的反應(yīng)性、AngII 1型受體過度表達(dá)。大蒜素還上調(diào)抗氧化酶活性，并減少氧化應(yīng)激反應(yīng)。血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡與動脈粥樣硬化和心血管疾病具有顯著的相關(guān)性，ox-LDL是主要的危險因素。將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）暴露于ox-LDL中，降低細(xì)胞存活力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并提高胱天蛋白酶-3、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶和活性氧（ROS）的活性。用大蒜素預(yù)處理可顯著挽救細(xì)胞活力，抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVECs細(xì)胞凋亡及蛋白酶-3（caspase-3）活性、NADPH氧化酶活性和ROS產(chǎn)生，且保護作用呈劑量依賴性。大蒜素通過減少細(xì)胞凋亡、抑制caspase-3和NADPH氧化酶相關(guān)凋亡信號傳導(dǎo)來保護HUVECs免于ox-LDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷，從而調(diào)節(jié)心血管疾病和動脈粥樣硬化[21]。另有研究表明，大蒜片能顯著降低血漿總膽固醇水平，降低舒張壓和收縮壓，減小患者頸動脈內(nèi)膜中層厚度，可作為動脈粥樣硬化輔助治療的一部分[22-23]。

4 番茄紅素與心血管疾病的關(guān)系

番茄制品或番茄紅素可降低心血管疾病風(fēng)險。流行病學(xué)證據(jù)表明，番茄紅素的攝入與動脈粥樣硬化、充血性心力衰竭或心房纖維性顫動顯著相關(guān)，較高的番茄攝入量能降低冠心病的發(fā)病率[24]。番茄紅素預(yù)防心臟病的生物學(xué)機制包括降低血膽固醇、抑制氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)炎癥、增強細(xì)胞間通訊和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、代謝成類維生素A和抗血管生成作用。體外研究顯示，番茄紅素可以調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞活性，從而抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展[25]。從社區(qū)招募144名45～68歲的受試者，將受試者隨機分為3組（每組48人），每天分別給予葉黃素20mg、葉黃素20mg+番茄紅素20mg及安慰劑，共12個月。聯(lián)合干預(yù)組血清葉黃素、番茄紅素濃度明顯增加（P<0.001），而安慰劑組沒有顯著變化。在第12月，葉黃素和聯(lián)合干預(yù)組的頸動脈內(nèi)膜中層厚度平均值分別下降了0.035mm（P= 0.042）和0.073mm（P<0.001）。頸動脈內(nèi)膜中層厚度的變化與血清番茄紅素、葉黃素濃度的增加呈負(fù)相關(guān)（P<0.05），葉黃素和番茄紅素的補充降低了頸動脈內(nèi)膜中層厚度。但是需要進(jìn)一步研究確定葉黃素和番茄紅素是否存在協(xié)同作用[26]。為探討番茄或番茄紅素對心肌梗死后心臟重塑的影響，Pereira BLB等[27]進(jìn)行了一系列實驗。將雄性大鼠分為4組：標(biāo)準(zhǔn)飼料組、標(biāo)準(zhǔn)飼料+梗塞組、番茄紅素+梗塞組和添加番茄+梗塞組。發(fā)現(xiàn)在攝入番茄紅素的梗塞組和添加番茄的梗塞組中，由梗塞引起的間質(zhì)纖維化減少。攝入番茄和番茄紅素還改善了心臟重塑和心梗后的心臟舒張功能。此外，番茄紅素可降低轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）、I型膠原、III型膠原、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、caspase-3、caspase-8和caspase-9的表達(dá)，抑制核因子信號通路的活化、炎癥及細(xì)胞凋亡。番茄紅素干預(yù)后，心肌梗死后心室重塑水平也降低。番茄紅素可抑制核因子信號通路，從而降低心肌梗死后炎癥反應(yīng)和心肌細(xì)胞凋亡，這可能是番茄紅素減輕心室重塑的關(guān)鍵機制[28]。

5 植物甾醇與心血管疾病的關(guān)系

植物甾醇是在植物來源的食物中發(fā)現(xiàn)的生物活性化合物，可分為植物甾醇和植物甾烷醇，存在于蔬菜、堅果等，每日攝入1.6～3g能降低血清LDL-C水平，其作用的機制是減少小腸對面膽固醇的吸收[9]。植物中天然存在的植物甾醇可以減少腸內(nèi)膽固醇的吸收。為了探究植物甾醇與血壓、血膽固醇的關(guān)系，CL Cheung等[29]將 221名參與者（41名男性、180名女性，24～79歲）隨機分配到干預(yù)組與對照組，干預(yù)組每天給予含植物甾醇1.5g的低脂牛奶（n=110）對照組給予常規(guī)低脂牛奶（n=111）3w。與對照組相比，干預(yù)組血清LDL-C水平顯著降低（9.5%±2.0%; P<0.000 1）。同時，植物甾醇攝入也降低了與總膽固醇（P<0.000 1）和舒張壓（P=0.01）的降低有關(guān)。臨床研究表明，攝入植物甾醇（2g/d）與LDL-C水平降低（8%～10%）有關(guān)，一些指南建議每天攝入2g植物甾醇和/或植物甾烷醇可以降低LDL-C水平。雖然植物甾醇可以降低血LDL-C水平，但沒有證據(jù)表明它們可以降低心血管疾病的風(fēng)險;相反，一些研究表明，隨著血清植物甾醇水平的升高，動脈粥樣硬化的風(fēng)險增加[30]。TE Sialvera等[31]將108名代謝綜合征患者隨機分為2組，第一組給予植物甾醇飲料，每天提供4g植物甾醇;第二組給予不含植物甾醇的飲料。經(jīng)過2個月的干預(yù)，與對照組相比，干預(yù)組血清總膽固醇、LDL-C、載脂蛋白B和甘油三酯濃度顯著降低（P<0.05）。此外，植物甾醇補充劑分別使血清總膽固醇、LDL-C、甘油三酯降低15.9%、19.1%、20.3%（P=0.02、P<0.001、P<0.001）。補充植物甾醇可減輕冠狀動脈相關(guān)疾病癥狀，植物甾醇可作為輔助治療高脂血癥、冠狀動脈相關(guān)疾病的膳食補充劑。

6 結(jié)論

我國心血管疾病危險因素流行趨勢明顯，導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)病人數(shù)持續(xù)增加。植物化學(xué)物能影響心血管疾病發(fā)生和發(fā)展，降低其發(fā)病率、患病率及死亡率。植物化學(xué)物廣泛存在于蔬菜、水果等植物性食物中，來源豐富、便于獲取。從植物性食物中提取植物化學(xué)物有望成為預(yù)防和治療心血管疾病的新策略?！?/p>

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