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槲皮素体内的抗氧化活性研究及在医药领域的应用论文

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2024-04-29 11:50:28    来源:    作者:liyuan

摘要:槲皮素是一种生物活性化合物,由于其强大的抗氧化活性作用,被广泛用于植物医学和中 药中。近年来,槲皮素的抗氧化活性得到广泛研究,包括其对环境毒理因素引起的谷胱甘肽(GSH)、 酶活性、信号转导途径和活性氧(ROS)的影响。本文重点介绍槲皮素在抗氧化活性和药用等方面的 进展。

  摘  要:槲皮素是一种生物活性化合物,由于其强大的抗氧化活性作用,被广泛用于植物医学和中 药中。近年来,槲皮素的抗氧化活性得到广泛研究,包括其对环境毒理因素引起的谷胱甘肽(GSH)、 酶活性、信号转导途径和活性氧(ROS)的影响。本文重点介绍槲皮素在抗氧化活性和药用等方面的 进展。

  关键词:槲皮素;抗氧化;抗氧化活性

  槲皮素是一种多酚类黄酮化合物,大量存在于 羽衣甘蓝、洋葱、浆果、苹果、红葡萄、西蓝花和樱桃 以及茶和红酒中。现代研究表明,槲皮素可以预防 各种疾病,如骨质疏松症、某些形式的癌症、肿瘤以 及肺部和心血管疾病。槲皮素的抗氧化作用在预防 和治疗某些疾病中起着重要作用。然而,近年来,很 少有关于槲皮素抗氧化活性的综述和总结。本文从 生物活性方面探讨槲皮素的抗氧化作用,以期为槲 皮素抗氧化作用的研究提供指导。此外,本文还介 绍了抗氧化剂在医药领域的应用。本综述旨在为今 后槲皮素的抗氧化研究提供一些指导和参考。

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  1  槲皮素在体内的抗氧化活性

  1.1  槲皮素对谷胱甘肽的直接影响

  槲皮素通过调节 GSH 水平来增加身体的抗氧 化能力。这是因为一旦氧自由基在体内产生,超氧 化物歧化酶(SOD)就会迅速捕获 O2-,并将其转换为 H2O2。这种酶进一步催化 H2O2 到无毒的 H2O。该反 应需要 GSH 作为氢供体。动物和细胞研究发现,槲 皮素可诱导 GSH 合成。研究还表明,在肾缺血/再灌 注(I/R)中应用槲皮素治疗可提高 GSH 水平,从而 增强大鼠的抗氧化能力[1]。

  1.2  槲皮素对酶活性的影响

  槲皮素侧苯基环上的·OH 基团与两种酶活性 位点的重要氨基酸残基结合。通过这种方式,它对与 氧化特性相关的关键酶乙酰胆碱酯酶(ACHE)和丁 酰胆碱酯酶(BCHE)具有更强的抑制作用。槲皮素 已被证明可以缓解大鼠锰诱导的抗氧化酶活性下 降、ACHE 活性增加、过氧化氢生成和脂质过氧化水 平,从而预防锰中毒[2]。

  1.3  槲皮素对信号转导途径的影响

  槲皮素对各种信号转导途径有几种影响,如激 活、抑制、上调或下调身体的许多分子。通过这种方 式,槲皮素可以改善身体的抗氧化状态,修复脊髓损 伤、动脉粥样硬化、铅或镉中毒等损伤。

  通过影响信号转导途径,槲皮素可以调节增强 抗氧化特性的酶或抗氧化物质,从而预防疾病发展。 研究表明,槲皮素对急性脊髓损伤的保护机制取决 于其对 p38MAPK/iNOS 信号通路的抑制作用、MDA 水平的下调以及 SOD 活性的上调,进而促进抗氧化 活性[3]。

  1.4  环境和毒理因素引起的槲皮素对 ROS 的影响

  氧化损伤主要由 ROS 引起 。槲皮素能去除ROS,从而抵抗氧化损伤,如呼吸系统损伤、紫外线辐射 b(UVB)引起的皮肤病变、百草枯诱导的氧化 损伤以及与 ROS 相关的精子变化和胃上皮细胞的 氧化损伤。呼吸系统损伤是由暴露于环境中的细颗 粒物(PM2.5)引起的,导致 16HBE 细胞的细胞活 性、ROS 的产生增加以及线粒体基因表达的抑制。

  皮肤是人体最大的器官,可以抵抗各种环境损 害。然而,UVB 诱导使 ROS 瞬时增加和内源性抗氧 化系统不平衡,从而增加影响细胞过程的自由基和 炎症的水平。研究表明,槲皮素通过去除 ROS 并加 强细胞膜和线粒体对抗 ROS 诱导的损伤来防止 UVB 诱导的辐射损伤。

  槲皮素通过降低 ROS 水平和增加总谷壳酸水 平来防止百草枯引起的氧化损伤。其他研究表明, 槲皮素可以通过调节 A549 细胞中抗氧化剂相关基 因的表达来缓解氧化应激[4]。

  2  抗氧化活性在医药领域的应用

  2.1  槲皮素对肿瘤的影响

  槲皮素已被用于预防癌症和预防各种癌症的扩 散,如肺癌、前列腺癌、肝癌、乳腺癌、结肠癌和宫颈 癌。其抗癌特性由涉及细胞信号通路和抑制致癌物 的酶活性的各种机制介导。高水平的 ROS 诱导氧化 应激,进而导致信号转导途径的过度激活,促进细胞 增殖以及对肿瘤微环境的存活和代谢适应。通过这 种方式,ROS 促进了肿瘤的发生。槲皮素调节 ROS 介导的蛋白激酶 C(PKC)信号传导的内部和外部途 径。PKC 是哺乳动物细胞生长和分化的关键调节因 子,其激活部分取决于 ROS信号传导。PKC 抑制细 胞增殖和存活,并诱导癌细胞凋亡。槲皮素通过上 调 p53 来预防癌症发展,p53 是最常见的灭活肿瘤 抑制因子。它还增加了 BAX 的表达,BAX 是 p2 的 下游靶标,也是 HepG82 细胞中关键的促凋亡基因 [5]。

  2.2  槲皮素对心脏病的影响

  基于其抗氧化活性,槲皮素对心血管疾病具有 治疗作用。例如 ,冠心病可能导致急性心肌梗死 (AMI)。最近的一项研究表明,氧化应激是参与 AMI 发展的重要因素。槲皮素可显著降低 MDA 含量,增 加 SOD 和 CAT 活性,并调节抗炎和抗细胞凋亡过 程,能有效防止心肌损伤[6]。

  2.3  槲皮素对抑郁症的影响

  抑郁症是一种常见的精神疾病,对人类的身心 健康产生负面影响。已有研究表明,槲皮素对嗅球切 除术(OB)具有显著的抗抑郁作用,嗅球切除术是抑 郁症动物模型。在强制游泳试验和尾部悬架试验中, 槲皮素减少了静止时间,增加了梳理时间,并增加了 海 马 体中 的 SOD 活性 和 脂 质 过 氧 化 氢 含量 (LOOH),从而提供抗抑郁作用[7]。这些发现表明,槲 皮素可减轻神经系统并发症引起的压力,并增强体 内的总抗氧化活性。

  2.4  槲皮素对中毒引起的疾病的影响

  槲皮素具有治疗致病因素引起的疾病的潜力。 这些疾病通常是由氧化和抗氧化过程之间的不平衡 引起的。此外,槲皮素对锰、环丙沙星、雷神藤、镉 (Cd)、丙卡巴肼(PCZ)、砷、LPS 和顺铂(顺式)引起 的疾病具有治疗作用。

  2.5  槲皮素对其他疾病的影响

  大量研究表明,槲皮素具有治疗其他疾病的潜 力,如坏死性小肠结肠炎(NEC)、糖尿病和肺损 伤[8]。在 NEC 中,槲皮素通过调节血清 MDA 和 GSH 水平来调节总抗氧化状态。IPF 具有恢复肺氧化还 原平衡和抑制炎症的能力,建议将其作为 IPF 的补 救措施。槲皮素通过降低氧化应激标志物水平和增 加抗氧化酶活性来预防急性肺损伤。

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  3  结论

  槲皮素是一种典型的类黄酮,在体内具有抗氧 化活性,在水果和蔬菜中含量丰富。它在医学领域的 应用已显示其改善人类健康的潜力。然而,由于槲皮 素溶解性差、生物利用度低、渗透性差和不稳定,它  在制药领域的应用受到人体对其吸收率低的限制。 当它与金属离子或络离子形成络合物时,其生物利 用度和抗氧化作用得到增强。除槲皮素复合物外,近 年来还出现较新的槲皮素制剂,包括负载槲皮素的 纳米颗粒、槲皮素聚合物胶束、负载槲皮素黏膜粘附 纳米乳液、负载槲皮素的凝胶等。这些制剂提高了槲 皮素的溶解度和生物利用度,增强其临床疗效,为研 发提供了新的药物制剂。

  因此,提高槲皮素的溶解度和生物利用度,将增 强其抗氧化和抗菌活性等特性,有助于槲皮素被充分利用。

  参  考  文  献

  [1] KINACI M K, ERKASAP N, KUCUK A, et al. Effects of quercetin on apoptosis, NF-κB and NOS gene expression in renal ischemia/reperfusion injury[J]. Exp Ther Med, 2012, 3 (2): 249-254.

  [2] ADEDARA I A, EGO V C, SUBAIR T I, et al. Quercetin Improves    Neurobehavioral    Performance    Through Restoration   of   Brain   Antioxidant   Status   and Acetylcholinesterase Activity in Manganese-Treated Rats [J]. Neurochem Res, 2017, 42(4): 1219-1229.

  [3] SONG Y, LIU J, ZHANG F, et al. Antioxidant effect of quercetin against acute spinal cord injury in rats and its correlation with the p38MAPK/iNOS signaling pathway [J]. Life Sci, 2013, 92(24-26): 1215-1221.

  [4] ZERIN T, KIM Y S, HONG S Y, et al. Quercetin reduces oxidative damage induced by paraquat via modulating expression of antioxidant genes in A549 cells [J]. J Appl Toxicol, 2013, 33(12): 1460-1467.

  [5] MAURYA A K, VINAYAK M. Anticarcinogenic action of quercetin  by  downregulation  of  phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and protein kinase C (PKC) via induction of p53 in hepatocellular carcinoma  (HepG2) cell line[J]. Mol Biol Rep, 2015, 42(9): 1419-1429.

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