天然抗氧化剂在医药领域的研究进展

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[摘要] 天然抗氧化剂可以治疗预防多种疾病，进而本文阐述了自然界中天然抗氧化剂的来源、结构类型和作用机理，探讨了天然抗氧化剂在医药领域未来的研究发展前景。

[关键词] 天然抗氧化剂；中草药；抗氧化机制；现状

[中图分类号] TS202.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）28-0022-03

现代研究表明，人的生命活动新陈代谢过程中不断地产生自由基，自由基堆积体造成的损伤是体内氧化作用的结果。在正常的生理状况下，人体生成和消除氧自由基处在一个动态平衡，但是当机体的生成和消除自由基的动态平衡被打破，体内自由基水平增高的时候，因为自由基活泼，有极强的氧化能力，可以通过一系列的氧化反应，破坏细胞的结构与功能，使得机体产生不可逆转的氧化损伤，从而诱发多种病理损伤，如动脉粥样硬化，心血管疾病，糖尿病，肿瘤等。如果能够消除过多的氧化自由基，对于许多自由基引起的及老化相关疾病都能够预防。所以，研究开发绿色安全的医药类抗氧化剂成为目前一个研究的热点，而自然界是抗氧化剂的重大来源，即天然抗氧化剂。

天然抗氧化剂是存在于自然界，是无需化学合成的抗氧化剂，主要是指动植物甚至是微生物体内所含有或代谢产生的、具有抗氧化能力的物质[1]。

1 天然抗氧化剂的分类及医药作用

根据天然抗氧化剂的来源不同，可以将其分为：植物源类、动物源类和微生物源类三大类。植物源类的天然抗氧化剂分为三类：植物香辛料、茶、中草药和植物其他活性成分。用于食品加工的动物源的天然抗氧化剂主要有蜂胶等。微生物代谢合成的抗氧化剂目前研究不多，代表为壳聚糖。

1.1植物源类

1.1.1 香辛料类 香辛料是植物的种子，花蕾，叶茎，根块或其提取物，具有刺激性的香味。有研究者表明[2]，许多香辛料都具有抗氧化的功能，可以作为提取天然抗氧化剂的原料。如大蒜、桂皮、丁香、生姜、迷迭香、鼠尾草、肉桂、胡椒等。天然香料的主要抗氧化成分是由黄酮类、萜类、生物碱类的不饱和烃类组成的[3]。有学者将鼠肝制成匀浆加大蒜原汁，用脂质过氧化测定和超氧阴离子测定法检测大蒜的抗氧化活性，并证明了大蒜原汁能显著抑制丙二醛的生成，清除超氧阴离子自由基和羟自由基，且在一定浓度范围内有剂量-效应关系[4]。

香辛料主要抗氧化成分为酚类及其衍生物[5]。随着生活质量的提高，人们在食物上更加注重养生，香辛料的生理功能得到高度的重视。

1.1.2 茶 茶叶为山茶科植物山芽的叶芽，我国具有数千年的茶文化，茶具有保健和医疗作用，茶叶中的抗氧化性物质，可以有效的清除氧自由基，预防细胞氧化损伤，具有抑制肿瘤发生延缓衰老等功效。茶叶富含茶多酚，是一类以儿茶素类为主体多酚类，它们基本结构为2-联（或邻）苯酚基苯并吡喃衍生物，是一种新型天然抗氧剂。茶多酚中儿茶素类化合物对超氧阴离子、过氧化氢自由基的清除率可达98%以上，清除氧自由基的能力比VC和VE更显著[6]。从茶叶中提取天然的抗氧化性物质是前景很广的一条途径。茶叶中还富含茶多糖，邓俊林等[7]研究了茶叶多糖对小白鼠红细胞内超氧化物歧化酶SOD活性的影响发现，茶叶多糖对小白鼠红细胞内SOD 的活性有明显增强作用。

1.1.3 中草药 许多学者认为某些中草药的疗效跟它们的抗氧化作用非常密切，中草药也是继香辛料之后一个很有潜力的天然抗氧化剂原料，从中草药开发高效的抗氧化剂对医药学具有重要意义。郭新竹等[8]用不同溶剂抽提丁香、桂皮中的抗氧化物质进行研究，结果表明丁香、桂皮均含有抗氧化性物质，其中丁香乙醇提取物的抗氧化效果最好。有学者[9]用乙醇和15%乙醇的超临界条件提取出抗氧化能力最强的物质―没食子酸和鞣花酸及其衍生物。活体检测表明有很强的清除自由基的能力，可以消除炎症，与人骨髓瘤细胞共同培养是可以激发肿瘤坏死因子和白介素的产生，与黑色素瘤细胞共同培养还可以抑制黑色素的生成[10]。这些物质的发现在治疗肿瘤等疾病上有着重要的意义。

1.1.4 植物其他活性成分 人们日常生活中食用的果蔬都是很好的抗氧化剂，水果抗氧化成分主要是黄酮类化合物、抗坏血酸（VC）和其它有机酸。蔬菜中含有许多不同的抗氧化物质，可清除含氧自由基，除了VE、VC、β-胡萝卜素、类胡萝卜素外，研究发现番茄红素、类黄酮、花青素及儿茶素等可能含有更高的抗氧化活性[11]。蔬菜的抗氧化活性与抗坏血酸和黄酮醇总含量之间有较高的相关性。

1.2动物源性――蜂胶

蜂胶是蜜蜂采集植物幼芽中的树脂并混入上腭腺分泌物及蜂蜡加工而成的一种天然活性物质。蜂胶的主要成分有黄酮、萜稀类、有机酸类、芳香性醛类及多种氨基酸酶、维生素、矿物质等，蜂胶中复杂的有效成分，是优良天然保健品和药物的物质基础。

1.3壳聚糖

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，它通过调节体内抗氧化酶活性来改善脂质过氧化的状况。刘静娜等[12]通过体外油脂抗氧化试验，发现壳聚糖能显著提高机体主要的抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性。因此，壳聚糖能通过调节体内抗氧化酶活性来改善脂质过氧化状况。

2 天然抗氧化剂的结构类型及抗氧化作用机制

2.1生物黄酮类

黄酮类是自然界广泛存在的一类植物次生代谢产物，黄酮类化合物的抗氧化作用机制主要是抑制自由基的产生，黄酮类化合物能够抑制产生自由基酶的活性或者减弱体内过渡金属离子的氧化还原及过氧化物水平；有研究者发现黄酮类化合物可以抑制产生自由基酶的活性，对体内多种氧化酶均有抑制作用。黄酮类化合物对金属离子具有一定的络合作用，从而抑制自由基的产生。沈生荣等研究者经过研究分析发现，儿茶素络合了铁，减弱了铁的活性从而抑制了自由基的产生；黄酮类化合物还能够作用于脂质氧化反应的中间产物反应，终止脂质的氧化反应，有研究发现茶多酚可以延迟维生素A和维生素E的消耗，抑制脂质过氧化[13]；此外，黄酮类化合物抗氧化活性还表现在它能够直接清除活性氧自由基，杨建雄[14]研究了连翘叶黄酮的体外抗氧化作用，结果表明连翘叶黄酮可以清除羟自由基（・OH），抑制邻苯三酚自氧化，并抑制・OH所致丙二醛的产生。

2.2鞣质

鞣质又称单宁，是一类结构复杂的水溶性酚类化合物，70%以上的中草药中含有鞣质类化合物，鞣质中含有大量的羟酚基，具有很强的还原性，能够与自由基直接作用，清除机体内已经产生的氧自由基，从而阻止了氧自由基对机体的破坏作用。其抑制自由基活性作用取决于酚羟基的位置和数目[15]。

薛梅等用超声的方法提取天山堇菜中的鞣质，其对・OH、二苯代苦味肼基自由基（DPPH・）的清除能力，并与抗氧化剂VC、茶多酚进行比较，结果发现天山堇菜鞣质对羟自由基、二苯代苦味肼基自由基均有清除作用，在一定范围内，清除效果随质量浓度的增大而加强。孔琪等[16]以中草药诃子为原料，采用不同的溶剂从中提取出鞣质。结果表明鞣质对动、植物油脂有不同程度的抗氧化活性。鞣质的抗氧化性还表现在抑制肝脏线粒体、微粒体的脂质过氧化作用；抑制由肾上腺素引起的脂肪细胞的脂质分解作用。

2.3含氮化合物

具有抗氧化活性的含氮化合物主要属于生物碱、杂环氨基酸、胺或有机胺类。李杨等[17]以生物碱类物质对DPPH自由基、超氧离子自由基、羟基自由基的清除率作为考察指标，研究了莲子皮生物碱的体外抗氧化活性，发现生物碱具有较强的体外抗氧化活性，对DPPH・、O2-・、・OH均具有良好的清除作用。

2.4植酸

也叫环己六醇六磷酸酯（肌醇六磷酸），大多以钙、镁、钾的复盐形式存在。植酸有很强的螯合能力，由于金属离子（如铁离子、铜离子）与其形成了螯合物， 可减少金属离子所催化的氧化作用。有学者在离体条件下，比较研究了植酸和几种常见的抗氧化物质以及部分蔬菜提取物对二苯代苦味酰基（DPPH）自由基的清除作用，表明蔬菜提取液添加植酸后的自由基清除能力明显提高[18]。陈园等[19]制取小鼠血清和肝组织匀浆，并测定其中总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶的活性和丙二醛的含量。发现植酸在一定的剂量范围内可以增强机体的抗氧化机能并且延缓衰老。

3 抗氧化剂的研究现状和前景

抗氧化剂的作用是消除体内过多的氧化自由基，可以预防许多由自由基引起的常见的动脉硬化、糖尿病、老年痴呆、心血管病等疾病，天然抗氧化剂也可以帮助人类预防多种疾病如心脏病和癌症等，并能增进脑力，延缓衰老。

近年来，天然药物的发展和广泛应用为人类防病和治病发挥了极大的作用。目前市场最普遍的抗氧化性的药物是维生素一族。

我国拥有丰富的中草药资源，也就是说拥有丰富的天然色素和香料资源，其中很多香辛料植物具有较好的抗氧化效果，然而香辛料类的中草药用作抗氧化剂在开发利用上目前还几乎是空白。从天然植物中寻找发现新的更高效的抗氧化剂是今后现代医药行业发展的趋势。我国中药的使用有数千年的悠久历史，但是因为中药植物的成分具有复杂性、不单一性，以及含量的不稳定性，对于天然植物的抗氧化活性成分及其效果的研究仍然需要进行大量的实验研究，不同植物所含抗氧化性物质有不一样的活性和特征，同类化合物的抗氧化作用可能因为针对不同的氧化体系而不同，药理机制也并不明确，所以有必要对各类具体的化合物进行进一步研究，做成一个数据库，以期开发出有明确疗效和作用的绿色的天然抗氧化物。在我国，抗氧化剂作为药品还有很大的研究发展空间，对天然抗氧化剂药物的研究开发需要加大投入、重点研究。

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（收稿日期：2013-07-03）