上善元葡萄籽的有效成分及药理作用研究进展

更新时间:2018-03-28    点击次数:1320次

本文参考近几年来国内外关于葡萄籽的开发、利用研究资料,比较完整地介绍了葡萄籽的化学成分及其药效。葡萄籽提取物原花青素(OPC)是其中最有效的成分,具有广泛的药理保健作用,可用于防治心脑血管疾病、抗糖尿病、抗癌、抗衰老、防辐射、改善免疫功能等。葡萄籽在美国、日本等国家被广泛研究,并开发成保健食品和药品。在我国葡萄籽作为保健品和植物性药物也将有广阔发展前景。

关键词 葡萄籽;有效成分;原花青素(OPC);药理作用

葡萄籽为葡萄科葡萄属葡萄、俪流的种子,是生产葡萄糖的废料。但近些年来,随着对其研究的不断深人,发现葡萄籽有较高的营养价值和药用价值。目前,葡萄籽在美国、日本等许多国家被广泛研究,开发成保健食品和药品。其中,葡萄籽提取物原花青素(grape seed proanthocyanidin extract,OPC)因其具有多种保健功能并且安全性好的特性而倍受人们青睐。本文就葡萄籽有效成分及药理作用研究进展作一综述。

1 有效成分

到目前为止 ,从葡萄籽中已分离出多种化学成份 ,其中主要涉及脂肪油类 、黄酮及多元酚类和蛋白质类成分等 。

1.1 脂肪油类成分

葡萄籽油中含有大量不饱和脂肪酸,而饱和脂肪酸含量较低。焦勇等[1]从新疆葡萄籽油中分离出15种化合物:11,14-二十碳二烯酸甲酯、亚油酸、α-庚烯醛、2,4-癸二烯醛、3,4-二甲基-2-己醇、2-癸烯醛、十一酸乙酯、辛酸乙酯、庚醛、千酸乙酯、苯乙醇、3,4-二甲基-1-戊醇、4-甲基-1-己醇、癸酸乙酯、β-庚烯醛。李盛钰等[2]从山葡萄籽中分离出10个化合物:9,11-十八碳二烯酸甲酯、8,11-十八碳二烯酸甲酯、10,13-十八碳二烯酸甲酯、9-十八碳烯酸甲酯-12-乙酸、16-十七碳酸甲酯、千二酸单甲酯、壬二酸二甲酯、13-炔-十四碳炔酸甲酯、1,1-二苯基-2-(2,4,6-三硝基)-联氨、9,12-十六碳二烯酸甲酯。而韩国学者利用硅胶柱分离葡萄籽中脂肪类成分:甘油三脂(91.89%),固醇脂(2.87%),固醇(1.2%),甘油二酯(3.24%),游离脂肪酸(0.8%)。其中亚油酸(69.72%-78.72%)和油酸(18.09%-19.46%)为最多。

1.2 黄酮及多元酚类

从葡萄籽中分离的黄酮及多元酚类化合物主要是原花青素(OPC)。OPC的成分较为复杂,主要是以儿茶素(见图1)或表儿茶素为单体缩合而成的聚合物,其中以低聚体(二聚、三聚、四聚体)生物活性最强,又称为寡聚体(oligomeric proanthocyanidin,OPC),五聚以上为高聚体,另外还含有部分单体[3]。OPC作为天然高效的抗氧化剂,尚具有其他众多优良的生物药理活性,被许多国家广泛研究和应用,在营养保健、医药卫生及美容化妆品等领域日益受到人们的青睐。

2.1 抗氧化、清除自由基活性

自由基学说认为:过多的自由基是机体内的衰老因子和致病因子。大量实验研究证实,葡萄籽提取物原花青素具有极强的抗氧化及清除自由基活性。原因在于其分子结构中含有多电子的酚羟基,8个酚羟基(儿茶素)均与双键共轭,为氢原子的供体,且芳环上的共轭双键使电子在分子中得到稳定。2个脂肪族羟基提供良好水溶性,正是这些分子结构特点,加之不同聚体之间还具有协同作用,使其具有良好的清除自由基和抗氧化的活性。据法国科学院的实验报告,OPC是迄今为止人类所发现的最强最有效的自由基清除剂之一,尤其是其体内活性,是其他抗氧化剂不可比拟的,甚至有文章报道,OPC在体内的抗氧化活性为维生素C20倍、维生素E50倍,并且OPC在体内可充当维生素E的生理保护剂和再生剂,降低维生素E的消耗,为机体提供抗氧化保护。

2.2 保护心脑血管系统

由于自由基和氧化应激是导致众多心血管疾病的重要原因,而摄入OPC能够为机体提供强大的抗氧化支持,所以OPC具有广泛的心血管保护作用。

2.2.1 抗心肌氧化损伤

研究表明OPC能够减少原代培养鸡胚心室肌细胞中氧化剂的形成,显著的改善细胞的存活率和收缩功能。OPC还可改善阿霉素诱导的心肌氧化损伤。阿霉素作为一种抗癌药,经带瘤小鼠腹腔注射可以显著抑制肉瘤180的生长,但也可引起心肌中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性降低,心脏和血清中的丙二醛升高等心肌氧化损伤不良反应。而经灌胃给与OPC不仅可以显著增强阿霉素的抗癌作用,且可完全抑制由阿霉素诱导的心肌氧化损伤。

2.2.2 抗动脉粥样硬化

动脉粥样硬化(AS)是影响人类健康最严重、最常见的心血管疾病之一,发病率、死亡率呈上升趋势,且发病年龄越来越早。目前高脂血症被认为是AS病变的重要原因。实验表明, 葡萄籽油对大鼠实验性高血脂症有降血脂作用。其降血脂作用是使血清、肝组织总胆固醇(TC)下降,使血清高密度脂蛋白(HDL-C)上升。另有文献[6]报道,每日喂高脂家兔葡萄籽油4ml/kg,可降低胆固醇和甘油三酯的含量,降低肝脂和心脂的沉积,延长凝血时间,减少血液还原粘度和血小板聚集率,并对主动脉斑块的形成有抑制作用。由此可见,OPC能显著改善AS的发病率。

2.2.3 抗心肌缺血再灌注损伤

汪晨净等[7]研究了葡萄籽提取物原花青素对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用,葡萄籽提取物能明显缩小心肌梗死面积,降低心肌和血清脂质过氧化代谢产物丙二醛(MDA)含量,对大鼠心肌再灌注损伤有保护作用。研究表明:OPC能够明显提高心脏缺血再灌注后左心室的功能,减小心肌梗塞面积,减少室颤发生率。其机制可能与OPC直接清除过氧自由基和羟基、减轻脂质过氧化反应及其有害代谢产物对心肌细胞膜的损害、减少缺血-再灌注过程中的氧化应激的作用、维持细胞膜的正常通透性、减少心肌酶释放等有关。

2.2.4 降血压

随年龄增长,动脉中弹性纤维逐渐氧化而变硬,这种变化是产生老年人高血压的主要原因。葡萄籽提取物原花青素可通过提高血管弹性而降低血压。动物实验和临床研究还表明:葡萄籽可通过降低胆固醇水平,减少血管壁上的胆固醇沉积和抑制血管紧张酶的活性来降低血压。

2.2.5 保护神经()作用

脑缺血再灌注对神经元的损伤主要是由于对大脑的供血中断、缺氧、葡萄糖供应减少以及发生过氧化反应。Hwang研究了葡萄籽提取物对神经元损伤的保护作用,在脑缺血状态下超氧负离子显著增加,不能转化成H2O2,在过渡态金属,如Cu2+Fe2+作用下可以产生羟基自由基,引起细胞损伤和死亡。实验发现OPC对脑缺血神经元损伤具有保护作用,其机理可能是清除自由基、抑制DNA损伤。

2.2.6 延缓早老性痴呆

美国的一项研究显示,从葡萄籽中获得的葡萄籽多酚萃取物,能减少患早老性痴呆症, 实验鼠脑部贝塔淀粉样蛋白斑块的形成,并有助于延缓患病老鼠记忆力减退。美国西奈山医学院的研究人员在最新一期美国 《神经科学杂志》 上报告说,他们给已经出现早老性痴呆症症状的实验鼠分别喂食葡萄籽多酚萃取物和安慰剂,结果发现,几个月后,前者记忆力衰退的现象明显弱于后者。之后,研究人员又每天给实验鼠定量喂食葡萄籽多酚萃取物,用量相当于12杯红酒中所含的多酚物质。5个月后,这些实验鼠大脑内的贝塔淀粉样蛋白斑块比服用安慰剂的对照组实验鼠减少30%50%。在随后进行的与记忆力有关的认知测试中,服用葡萄籽多酚萃取物的实验鼠的表现明显好于对照组老鼠。

这些研究结果都表明,OPC具有多种不同的心血管保护机制,同时也表明,OPC将是一种很有潜力的增进心脑血管健康的植物性药物。

2.3 细胞保护作用

现代社会对化学制品和药品的大量使用,使得寻找优良的化学防护剂来预防化学药物的毒副作用变得十分重要。研究发现,OPC对于正常细胞具有极好的保护作用,能够防止多种药物对各脏器正常细胞的毒性作用。OPC还能够抑制烟草诱导的人口腔角化细胞的凋亡作用,并且能够抵抗肿瘤化疗药物对肝脏细胞造成的毒性作用,也能减少乙醇对肝细胞的损坏,显著抑制肝细胞的坏死。进一步的分子机制研究揭示,OPC能够调节细胞周期和细胞凋亡。这些研究结果表明:对于多种药物或化学制剂产生的细胞毒性,OPC都能够提供高效的保护作用。OPC极好的细胞保护作用对于抑制肿瘤化疗药物的毒副作用以及各种化学药物、制剂对人体造成的损害将具有重要的意义。

2.4 抗肿瘤活性

研究表明:OPC对于多种肿瘤细胞都具有显著的杀伤作用,对乳腺癌细胞、肺癌细胞、胃癌细胞都具有显著的抑制作用。对正常人的胃粘膜细胞和正常鼠的巨噬细胞却又促进生长,增强生长活力的作用。OPC能抑制肿瘤生长,降低肿瘤发生率,减少肿瘤数量,缩小肿瘤体积。

2.4.1抗前列腺癌的作用

现阶段在OPC 抗肿瘤活性研究方面,Agarwal 等对OPC抗前列腺癌细胞的研究是最为深入的。其研究表明:无论在体内还是在体外,OPC都能显著抑制前列腺癌(PCA)细胞的增殖,并且能剂量、时间依赖性地诱导PCA细胞凋亡。只有低剂量的OPC才具有抑制作用,高剂量的OPC反而具有促进作用。进一步研究发现,OPC能够抑制PCA细胞的DNA合成,使PCA细胞丧失生存活力并引起细胞凋亡,从而在前列腺癌中发挥抗癌作用。

2.4.2 抗乳腺癌的作用

细胞内活性氧(ROS)参与细胞的信号转导,通过调控相关基因的转录和表达来介导对细胞多种过程的调控。近年来有研究显示,ROS不仅参与肿瘤细胞的凋亡,还可作为细胞分裂的激动剂,促进核DNA的突变和细胞分裂,使肿瘤细胞获得选择性增生的优势。另外,体内的ROS以启动相关基因的转录来促进肿瘤细胞增殖以及肿瘤的黏附、侵袭、转移等。研究显示,OPC在其有效剂量内通过降低ROS的生成,从而阻断了经由ROS介导的肿瘤增殖的信号转导通路,进而达到抑制乳腺癌细胞生长的目的。

2.5 抗糖尿病

用四氧嘧啶诱导糖尿病大鼠模型,研究OPC对自由基介导的胰腺组织损伤的保护作用。结果表明经口给50100mg·kg OPC 72h,可显著地提高胰脏的谷光苷肽(GSH)水平,并抑制四氧嘧啶引起脂质过氧化反应,另一方面,胰脏总硝酸盐/亚硝酸盐含量显著降低。此外,OPC可使四氧嘧啶诱导的高血糖显著的降低,且OPC的降血糖作用伴随着血清胰岛素水平的显著提高。OPC有效的改善了实验性胰腺组织的损伤,起到抗糖尿病作用,这可能与其有效的抗氧化活性有关。

2.6 抗辐射作用

自由基学说是辐射损伤的基础理论,机体受辐照后可产生内源性自由基,引发脂质过氧化损伤。而葡萄籽提取物原花青素具有清除自由基,抑制氧化损伤的功效。这可能是葡萄籽提取物抗辐射损伤的主要原因。苏联的宇航员们长期服用一种富含原花青素的植物饮料,以预防他们在太空飞行时所受到的辐射损伤。苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸,造成严重核污染,当地许多人遭受核辐射损伤,生活在该地区的人们被建议喝一种叫做Crimean的红葡萄酒(一种富含原花青素的葡萄酒),以缓解核泄露对人体的影响。总之,葡萄籽提取物的抗辐射损伤的作用现在日益为人们所重视,现代高科技的迅猛发展为人们的生活、生产和工作带来了极大的便利,诸如电视、电脑、微波炉、移动电话等,在给人们带来物质享受的同时,也产生一些电磁辐射,危害人类的健康。应用葡萄籽提取物生产开发一些抗辐射保健食品,将会有广泛的应用前景[8]

2.7 增强免疫功能

从葡萄籽中提取的食用蛋白,能使血液中性粒细胞糖原水平升高,是过氧化酶的活性增强,能增强机体的免疫性和预防性,有激活免疫功能的作用,但对单核细胞RNA和淋巴细胞RNA没有效果。

2.7.1 促进伤口愈合作用

在伤口愈合过程中,由于新生组织需要大量的能量供应,而伤口区域的血管又遭到了破坏,所以伤口区域容易发生组织缺氧现象,而对伤口局部的纯氧治疗将十分有利于伤口的愈合,同时,血管生成在伤口修复中也具有重要作用。研究发现,呼吸爆发所产生的活性氧能充当细胞内信号分子促进伤口的修复,而OPC能够显著增强血管表皮生长因子(VEGF)的表达和释放。体内实验研究发现,OPC能够在转录水平增强VEGF的表达,而且发现OPC单独作用就可启动VEGF的表达。对小鼠背部伤口的实验研究证实,OPC能显著促进伤口愈合,并且其作用与调节伤口区域氧化-还原微环境有关。

2.7.2 利于组织修复

OPC对于组织修复也具有有益作用。将OPC作为组织固定剂与常用组织固定剂戊二醛(GA)进行比较,发现在细胞毒性方面OPC的毒性比GA小很多,OPC固定的组织在体外能抵抗细菌胶原酶的降解作用,移植在体内6周内未发现降解,而且与GA 相比,OPC固定的组织中纤维原细胞的迁移和增殖更明显,胶原的表达和沉积作用也更显著。OPC的这种特性对于组织损伤或者缺失的修复或替换将具有重要意义,同时,对于新兴领域——组织工程学也将具有重要意义。

2.7.3 缓解过敏症状

OPC能够抑制引发过敏的物质—组胺的活性,保持机体敏感部位的血液循环流畅,避免血管继续发炎膨胀,并且能保护正常细胞,防止过敏蔓延。

2.7.4 抗溃疡

研究显示,葡萄籽原花青素能明显抑制由60%乙醇和0.15mol/L盐酸盐诱导的大鼠胃粘膜损伤。并且抗溃疡活性随着OPC的聚合程度增强而增强。这种抗溃疡的机制可能是由于原青素能清除溃疡面的受损伤基团,能与溃疡面的蛋白质结合对胃粘膜起保护作用。

2.8 皮肤保健及美容作用

2.8.1 美白祛皱

在欧美等国家葡萄籽提取物享有“皮肤维生素”、“口服化妆品”的美誉。皮肤属于结缔组织,其中所含有的胶原蛋白和弹性蛋白对皮肤的整个结构起重要的作用,胶原蛋白的适度交联,可以维持皮肤的完整性,而体内自由基氧化可使其过度交联,在皮肤上表现为皱纹和囊泡,葡萄籽提取物可促使胶原蛋白的适度交联,有效清除自由基,从而保持皮肤柔顺、 光滑。另外,弹性蛋白可使皮肤具有弹性,缺乏弹性蛋白的皮肤松弛无力,使人显得老态龙钟,弹性蛋白可被自由基或弹性蛋白酶所降解,葡萄籽提取物具有清除自由基,阻断弹性蛋白酶的产生并抑制其活性,从而改善皮肤健康状况。有人曾对葡萄籽提取物进行过体外抗酶试验,结果表明,葡萄籽提取物原花青素对弹性蛋白酶、胶原蛋白酶具有显著的抑制作用。从而使皮肤长期保持光滑,有弹性,推迟或减少皱纹的出现[9]

2.8.2 护肤佳品

原花青素的抗辐射、抗衰老、抗氧化、美白、保湿、重建胶原质等功效为其在化妆品领域开辟了广阔的前景。法国已开发出用原花青素低聚体制成的脂质体微囊晚霜、发乳和漱口水等。意大利Indena公司以磷脂(天然磷脂和合成磷脂)为载体的功能化妆品,含5%原花青素二聚体,使活性成分便于通过皮肤角质层,用于皮肤消炎和改善微循环。经18名受试者试验(这些人因紫外线照射已出现皮肤炎症和红斑),表明该化妆品有较好的防护紫外线伤害作用。

2.9 其他生物药理活性

对遗传白内障小鼠的研究发现,喂食OPC能够显著预防和抑制白内障的形成和发展,其机制与OPC极强的抗氧化活性有关。服OPC者眼球在强光照射后的视觉性能比对照组有明显改善,表明OPC能使视网膜结构得到较好营养,这是由于 OPC 对微血管的保护最终使视紫红素再生率提高所致。此外,OPC还具有抗急性肾功能衰竭、抗炎、抗辐射、抗突变、促进毛发生长、改变毛发生长周期抗衰老促进美容等优良的生物药理活性。

3 结语

综上所述,对葡萄籽已进行了一定的化学成分及药理作用研究,特别是对原花青素的研究,已取得了重大进展。广泛的临床、毒理学、药物动力学研究表明,目前葡萄籽以其优越的抗氧化性、显著的疗效、微小的副作用等特点,已经成为在欧美市场上受到广泛喜爱和信任的保健品和药品,以其低毒、高效、高生物利用率在功能食品、医药、化妆品领域受到极大的关注,现已有众多商业品牌上市。目前,我国也开始大力开发利用原花青素,已经建立很多相关公司。相信结合我国传统中医药理论,依托丰富的葡萄籽植物资源,葡萄籽作为保健品和植物性药物必将有广阔发展前景。