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花色苷的营养吸收及对结肠癌的影响研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-12
核心提示:花色苷(anthocyanins),又称花青素,是广泛存在于植物组织中的一类酚类化合物。花色苷是果蔬中含量丰富的一类黄酮类化合物,花色苷在体内的生物利用度低,但在人体健康中发挥重要作用,目前已有研究认为花色苷具有抗结肠癌、胃癌、肺癌等癌症的作用。
   花色苷(anthocyanins),又称花青素,是广泛存在于植物组织中的一类酚类化合物。花色苷是果蔬中含量丰富的一类黄酮类化合物,花色苷在体内的生物利用度低,但在人体健康中发挥重要作用,目前已有研究认为花色苷具有抗结肠癌、胃癌、肺癌等癌症的作用。结肠癌(CRC)是全球常见的发病率和致死率都很高的恶性消化道肿。CRC的发病机制非常复杂和多样,并且还受多种因素的影响。随着对致癌机制越来越多的理解,“化学预防”成为癌症预防的新方法,研究表明膳食中的宏量元素、微量元素和非营养性物质可发挥化学预防作用干预癌症的发展。
 
  来自中国农业大学食品科学与营养工程学院和北京市食品营养与人类健康高精尖创新中心的刘琪、欧雅文、周倩等对花色苷的营养吸收及直接或间接干预结肠癌发展的部分机制进行阐述,以期为花色苷研究及开发提供理论借鉴。
 
  1
 
  花色苷的营养吸收及代谢
 
  由于花色苷极性较强,通常认为不会被细胞直接吸收进入动物或人体的循环系统。花色苷及其衍生物被动物吸收,并广泛存在于各组织器官。花色苷在胃肠道上游部分的吸收主要在口腔。花色苷摄入后,部分先在口腔中被细菌和口腔上皮细胞分泌的酶消化,随后进入胃部。胃环境的pH值非常低,花色苷在胃部应保2-苯基苯并吡喃结构,这是花色苷的稳定结构。花色苷在胃部稳定,能够通过胃黏膜,同时以糖苷形式被胃部快速吸收。与胃部相反,大肠和小肠的pH值接近中性,花色苷的稳定性降低。花色苷在小肠中会快速地代谢,以原型或者代谢物的形式进入血液循环或者被分泌到胆汁和尿液中。
 
  未被小肠吸收的花色苷进入结肠,在生理条件下或者微生物的作用下被水解为花色苷元形式,进一步降解为简单的酚酸。肠道菌群被看作是花色苷在结肠代谢的另一个通路,在结肠中,花色苷很大程度上被菌群分解代谢为更简单的化学形式。花色苷在结肠中代谢后的代谢物会被结肠上皮细胞吸收进入血液循环或分泌进入胆汁发挥作用。
 
  因此,在体内发挥健康促进作用的花色苷主要有2 个来源,一是胃和小肠的直接吸收,二是结肠对分解产物的再吸收。
 
  2
 
  花色苷干预结肠癌发展的作用机制
 
  (1)对结肠癌的直接干预
 
  抗氧化效应
 
  花色苷的酚醛结构赋予了其抗氧化活性。花色苷能够清除超氧根阴离子(O 2-·)、环氧根阴离子(ROO-)、过氧化氢(H2O2)和羟自由基(·OH)等活性氧(ROS)。在结肠等多种细胞系中,花色苷通过直接清除ROS、增加细胞的氧自由基吸收能力、刺激Ⅱ相解毒酶的表达、减少DNA中氧化性加合物的形成、减少脂过氧化等方式发挥抗癌效应。
 
  抗细胞增殖、诱导细胞凋亡及抑制结肠癌细胞的侵入
 
  从果蔬中提取的花色苷通过抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡、在细胞周期的一个或多个检验点阻滞细胞生长发挥干预结肠癌发展的作用。体外研究进一步发现向结肠癌细胞系HCT116、Caco、SW480细胞的培养介质中添加从黑树莓中提取的花色苷,癌细胞被明显抑制,黑树莓提取的花色苷可以在结肠癌细胞中通过抑制DNMT1和DNMT3B的表达使肿瘤抑制基因脱甲基化来抑制癌细胞的增殖。
 
  抗炎效应
 
  炎症在促进结肠癌发生上发挥重要作用。参与维持炎症最重要的酶包括诱导性的一氧化氮合成酶(iNOS)和环氧化酶-2(COX-2)等诱导酶,抑制这两种酶的活性,能够在人体中发挥有效的化学保护作用,降低炎症的发生。研究者们也从这个角度证明了花色苷对结肠癌的直接干预效果。
 
  (2)通过肠道微生物代谢干预结肠癌发展
 
  花色苷在胃肠道中吸收较差,且以完整形式进入大肠,被大肠中的肠道菌群代谢,主要通过肠道菌群代谢为3-O-甲基没食子酸、没食子酸、丁香酸、香草酸、原儿茶酸和2,4,6-三羟基苯(THBA)。其中,研究发现3-O-甲基没食子酸、没食子酸和THBA有效降低结肠癌细胞存活率。3-O-甲基没食子酸、没食子酸和THBA有效降低Caco-2细胞的生存力。
 
  (3)影响肠道微生物的组成及代谢
 
  在结肠中,哺乳动物的细胞与微生物共存,细菌就占结肠中总细胞数的90%,而结肠中的细菌主要由革兰氏阴性拟杆菌门和革兰氏阳性厚壁菌门组成,放线菌、变形菌、梭菌属只占一小部分。肠道微生物帮助维持人体内环境稳定,促进免疫发育,防止致病菌的定殖,促进代谢食物产生关键的营养物质和能量供人体需要。大量的研究表明花色苷摄入可以影响肠道微生物的组成。
 
  双歧杆菌的β-葡糖苷酶活性对花青素在肠道代谢中起重要作用,而花色苷在肠道中提供有利于双歧杆菌生长的氧化还原环境。由此表明,花色苷摄入能够增加人体肠道有益菌群比例。花色苷可能通过改善结肠上皮细胞的渗透性,减少有害菌群渗透进入结肠上皮细胞发挥抗炎症作用。
 
  肠道微生物发酵膳食纤维和碳水化合物,产生短链脂肪酸,具有癌症预防效果。花色苷改变肠道微生物的组成,使其有益菌群如双歧杆菌等占优势,因此花色苷干预结肠癌发展可能是通过改变肠道微生物组成,有益菌群的代谢增强,使有利代谢产物如短链脂肪酸的产出增加。
 
  结    语
 
  花色苷的生物利用度极低,小部分在胃部和小肠中以原型或者共轭物的形式被吸收,大量的花色苷进入结肠,被结肠中的肠道菌群代谢为3-O-甲基没食子酸、没食子酸等代谢物,进入血液循环,推测花色苷的营养吸收主要是在结肠。同时,大量的体外和体内实验研究均表明,花色苷能直接或间接干预结肠癌的发展。本文综合体内体外实验研究阐述了花色苷与肠道菌群相互作用干预结肠癌的效果,然而仍然需要进一步的研究,更加深刻地理解花色苷的菌群代谢产物以及菌群组成在结肠癌干预效果上的潜在作用机制。
 
 
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