劉明學(xué),魏光輝(1.廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院兒外科,廈門市361003;2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院泌尿外科,重慶市 400014)
槲皮素,化學(xué)名為3,3′,4′,5,7-五羥基黃酮,是植物界分布最廣泛的黃酮類化合物,大約68%的植物中都含有槲皮素,多種食物(如洋蔥、葡萄、蘋果、草莓、櫻桃、甘藍(lán)、柑桔、茶等)及中草藥(如番石榴、貫葉連翹、菟絲子、地錦草、刺五加、滿山紅、羅布麻、桑葉、銀杏葉、側(cè)柏葉、款冬花、桑寄生、三七、金蕎麥等)均含此成分。依據(jù)飲食習(xí)慣的不同,人體平均每天攝入10~100 mg槲皮素。槲皮素具有廣泛的生物學(xué)作用,如抗腫瘤、抗炎、抗氧化、降壓、抗菌、抗病毒、抗過(guò)敏、抗血小板聚集和清除自由基等。現(xiàn)將槲皮素的藥理學(xué)作用及臨床應(yīng)用前景作如下綜述。
槲皮素具有很強(qiáng)的抗氧化作用,其心血管保護(hù)作用也與抗氧化作用密切相關(guān)??寡趸饔煤托难鼙Wo(hù)作用的確切機(jī)制尚不完全清楚,可能與以下因素有關(guān):(1)清除活性氧簇。在黃酮類化合物中,槲皮素清除活性氧簇包括過(guò)氧化物和活性氮的能力最強(qiáng)[1]。(2)通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞的髓過(guò)氧物酶,降低低密度脂蛋白的氧化作用,從而減少患心臟病和動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)[2]。(3)抑制黃嘌呤脫氫酶/黃嘌呤氧化酶系統(tǒng),是槲皮素降低病理?xiàng)l件下氧化損傷的另一重要機(jī)制[3]。(4)氧化應(yīng)激發(fā)生時(shí),減少脂質(zhì)過(guò)氧化,維持膜結(jié)構(gòu)完整性,從而保護(hù)細(xì)胞[4]。(5)通過(guò)抑制內(nèi)皮素1的功能和抑制內(nèi)皮素1誘導(dǎo)的蛋白激酶C(PKC)活性,發(fā)揮抗高血壓作用和改善內(nèi)皮功能[5]。
槲皮素是一種有效的抗組胺藥,在分子結(jié)構(gòu)上,與通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)鈣水平和PKC活性、抑制組胺釋放的色甘酸二鈉相近。它能減少纖溶酶、單核細(xì)胞趨化蛋白-1和白細(xì)胞介素-6的釋放,下調(diào)人肥大細(xì)胞組氨酸脫羧酶mRNA[6]。此外,槲皮素還能有效抑制粒細(xì)胞來(lái)源的白三烯B4。
除了抗過(guò)敏作用外,槲皮素還有較強(qiáng)的抗炎作用,能減少急性、慢性和亞臨床癥狀的炎癥過(guò)程,并能抑制巨噬細(xì)胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和肥大細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子α(TNF-α)和氧化亞氮,減少致命的休克反應(yīng)。其抗炎作用涉及不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路,如信號(hào)傳導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活子1和核轉(zhuǎn)錄因子-кB(NF-kB)的激活,絲裂原活化蛋白激酶家族磷酸化和脂質(zhì)筏積聚[7]。
大約20年前,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)人類免疫缺陷病毒(HIV)逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA多聚酶β均有強(qiáng)烈的抑制作用[8]。槲皮素對(duì)其它病毒感染也有抑制作用,特別能降低劇烈運(yùn)動(dòng)后對(duì)流感病毒的易感性[9],其具體機(jī)制尚不清楚,除了降低蛋白酶活性或抑制病毒復(fù)制外,可能與改變免疫功能有關(guān)。
槲皮素對(duì)細(xì)菌和真菌的抵抗作用比較有限,其抗菌作用與抑制修飾DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DNA解旋酶有關(guān),這種只存在于原核生物中的酶是多種抗菌藥物的靶標(biāo)。有研究表明,豚鼠攝入槲皮素后能減少胃黏膜幽門螺桿菌的感染,同時(shí)能降低炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)[10]。
蘆丁(一種槲皮素糖苷)的抗血小板作用機(jī)制已經(jīng)被闡明:通過(guò)抑制PKC活性和血栓素A2形成,隨之阻止磷脂酶C激活,從而阻礙磷酸化和細(xì)胞內(nèi)鈣動(dòng)員,最終抑制血小板聚集。槲皮素通過(guò)類似的機(jī)制抑制血小板激活,但可能也有一些其他因素如血小板CD40和黏附分子參與抗血小板作用。最近研究表明,槲皮素和其它黃酮類化合物作用于血小板發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的靶標(biāo)是3′,5′-環(huán)磷腺苷及環(huán)磷鳥苷磷酸二酯酶[11]。
PDE5抑制劑通過(guò)提高細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷鳥苷水平刺激血管舒張。包括西地那非(商品名偉哥)、伐地那非在內(nèi)的PDE5抑制劑,對(duì)勃起功能障礙有治療作用。最近的研究顯示,PDE5抑制劑也能有效地治療其他疾病如肺動(dòng)脈高壓、胃腸道疾病、記憶力衰退、中風(fēng)、糖尿病,并具有心臟保護(hù)作用[12]。通常,PDE5抑制劑能保護(hù)和增強(qiáng)人的內(nèi)皮功能,選擇性改善局部血供。體外試驗(yàn)顯示,提純的槲皮素具有強(qiáng)烈的PDE5A抑制作用,并且這種作用跟它的抗氧化作用無(wú)關(guān)。槲皮素抑制PDE5A的半效抑制濃度(IC50)是1.9 μmol·L-1,與陽(yáng)性對(duì)照劑昔多芬前體苯氮嘌呤酮相近,也與淫羊藿苷(IC50為0.43 μmol·L-1)及淫羊藿次苷(IC50為2μmol·L-1)相近,后二者是存在于中草藥淫羊藿的黃酮類化合物[13]。在我國(guó),應(yīng)用淫羊藿改善勃起功能障礙已有上千年的歷史。這些發(fā)現(xiàn)還需要進(jìn)一步的體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí),但為發(fā)展植物來(lái)源的PDE5抑制劑提供了希望。
既往有報(bào)道槲皮素具有抑制晶狀體醛糖還原酶的作用[14],這一發(fā)現(xiàn)對(duì)預(yù)防糖尿病性白內(nèi)障具有深刻影響。醛糖還原酶導(dǎo)致晶狀體內(nèi)山梨醇和其它的糖醇積聚,引起糖尿病性白內(nèi)障,而糖尿病患者出現(xiàn)糖尿病性白內(nèi)障后其死亡率會(huì)增加。
流行病學(xué)調(diào)查顯示,多進(jìn)食富含槲皮素的蔬菜和水果具有防癌抗癌作用。槲皮素具有部分雌激素作用,能有效地預(yù)防或治療與雌激素有關(guān)的腫瘤,比如乳腺癌和前列腺癌。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)已證實(shí)槲皮素能減少乳腺癌的發(fā)病率。槲皮素不僅對(duì)乳腺癌和前列腺癌,而且對(duì)雌激素非依賴性的結(jié)腸癌和肺癌,都具有預(yù)防作用和可能的治療作用[15]。
槲皮素抗腫瘤的機(jī)制已部分明確。槲皮素能抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ和DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ?qū)е碌腄NA和染色體損傷,還能通過(guò)金屬螯合作用和清除自由基的方式降低叔丁基過(guò)氧化氫和甲萘醌誘發(fā)的DNA單鏈斷裂的發(fā)生率[16]。最近報(bào)道[17],槲皮素能增加人結(jié)腸腺癌細(xì)胞株對(duì)TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)的敏感性。槲皮素使癌細(xì)胞表面的死亡受體重新分布,促進(jìn)死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物形成,激活針對(duì)死亡受體刺激物的級(jí)聯(lián)放大反應(yīng),增強(qiáng)了TRAIL的治療效果。同樣的作用機(jī)制也被證實(shí)存在于前列腺癌細(xì)胞[18]。槲皮素抗前列腺癌作用的另一機(jī)制是減少前列腺癌細(xì)胞的雄激素受體數(shù)量或降低雄激素受體功能[19]。因此,槲皮素抗腫瘤作用涉及多種機(jī)制。
植物中的槲皮素多以親水的糖苷形式存在,不易吸收。因此,槲皮素口服后的生物利用度成為人們關(guān)心的一個(gè)主要問(wèn)題。在回腸造口術(shù)患者中進(jìn)行的體內(nèi)試驗(yàn)表明,糖苷形式的槲皮素在小腸內(nèi)能被有效水解,經(jīng)水解為槲皮素苷后,吸收率可高達(dá)65%~81%。槲皮素苷被吸收入血后,與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合,轉(zhuǎn)運(yùn)到組織后與血漿蛋白分離,作為細(xì)胞內(nèi)的生物活性物質(zhì)而發(fā)揮作用。在正常健康受試者口服C14標(biāo)記的槲皮素苷后,其吸收率也高達(dá)36%~53%,t1/2=20~72 h,在體內(nèi)代謝后大部分以二氧化碳的形式排出體外,只有不到10%經(jīng)糞尿途徑排出[20]。總的說(shuō)來(lái),不管是來(lái)源于食物還是提純制劑,槲皮素糖苷生物利用度都相當(dāng)高。目前,槲皮素的臨床應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)展,其臨床試驗(yàn)主要集中在以下幾方面。
由于槲皮素具有抗炎和抗過(guò)敏的作用,可用于預(yù)防或治療過(guò)敏性或慢性炎性疾病。然而,這方面的臨床資料很少,目前只有2個(gè)利用提純的槲皮素進(jìn)行的臨床試驗(yàn)。第一個(gè)研究中,以槲皮素(1 000 mg·d-1)對(duì)22名男性和女性間質(zhì)性膀胱炎患者進(jìn)行4周以上的治療,患者口服槲皮素耐受良好,癥狀顯著改善[21]。第二個(gè)研究是觀察槲皮素對(duì)慢性前列腺炎綜合征(非細(xì)菌性慢性前列腺炎和前列腺痛)的治療效果。慢性前列腺炎綜合征是一種常見(jiàn)病,目前缺乏有效的治療措施。這項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)包括30名男性患者,結(jié)果表明,槲皮素口服耐受良好,在大多數(shù)患者癥狀顯著改善[22]。
槲皮素曾被考慮用于胃腸道慢性疾病,例如腸易激綜合征、慢性便秘和胃食管反流。但到目前為止,都還處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,槲皮素能緩解腸炎,對(duì)抗反流性食管炎[23]。雖然這些研究不能確定槲皮素在胃腸道疾病中的治療效果,但這些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為臨床試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
槲皮素抗衰老和心血管疾病的潛在作用不僅是因?yàn)樗哂锌寡趸饔茫€與它能改善高血壓和心血管疾病患者的內(nèi)皮功能有關(guān)[24]。Edwards RL等[25]最近發(fā)表了一份隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照的研究結(jié)果,包括19名高血壓前期患者和22名高血壓Ⅰ期患者。高血壓前期患者每天服用730 mg槲皮素,連服28 d后,血壓沒(méi)有變化。高血壓Ⅰ期患者服用槲皮素后,收縮壓、舒張壓和平均動(dòng)脈壓都顯著降低。
抗血小板聚集可能是槲皮素發(fā)揮心血管保護(hù)作用的另一機(jī)制。Mardla V等[26]報(bào)道,槲皮素能協(xié)同前列環(huán)素、前列腺素E1和伊洛前列素發(fā)揮作用,后三者都是已應(yīng)用于臨床的有效的血小板聚集抑制劑。因此,聯(lián)合應(yīng)用前列腺素和槲皮素可以減少前列腺素的用量,從而減少其副作用。
有研究顯示,槲皮素能預(yù)防息肉形成。5名患有家族性腺瘤息肉病并接受了結(jié)腸切除術(shù)的患者,口服姜黃素(480 mg)和槲皮素(20 mg),每天3次,連服6個(gè)月后,所有患者息肉數(shù)目均減少(最少減少60%),息肉體積也縮小(最少縮小50%)[27]。盡管動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明槲皮素能有效預(yù)防或治療乳腺癌和前列腺癌,但到目前為止,還沒(méi)有將其用于乳腺癌和前列腺癌的臨床試驗(yàn)。
早期的臨床資料顯示,槲皮素有預(yù)防肥胖和2型糖尿病的作用。QR-333,一種包含槲皮素的化合物,能緩解糖尿病性神經(jīng)病變的癥狀,將其局部應(yīng)用于有癥狀的肢端,每天3次,連用4周,能減輕麻木、疼痛的程度,改善生活質(zhì)量[28]。
在20世紀(jì)70年代,槲皮素曾被認(rèn)為是一種致突變劑。然而,近期的體外試驗(yàn)顯示,槲皮素因能對(duì)抗遺傳毒性而被認(rèn)為是抗誘變劑。也有報(bào)道槲皮素對(duì)大鼠有致癌作用,然而,其研究結(jié)果不能被復(fù)制,故其致癌作用可信度不高。大部分研究顯示,槲皮素是沒(méi)有致癌性的。Utesch D等[29]用嚙齒目動(dòng)物進(jìn)行的長(zhǎng)期研究顯示,槲皮素沒(méi)有致癌性,在給予大鼠2 000 mg·kg-1劑量的槲皮素后,并未出現(xiàn)遺傳毒性。1999年,國(guó)際癌癥研究署已宣布槲皮素不屬于人類致癌物。Harwood M等[30]對(duì)槲皮素的安全性進(jìn)行了全面綜述,得出結(jié)論:人對(duì)槲皮素具有良好的耐受性,槲皮素作為食品添加劑是安全的。
槲皮素具有廣泛有益的生物學(xué)效應(yīng),能促進(jìn)健康,并具有特殊的藥理作用。且槲皮素應(yīng)用安全,臨床試驗(yàn)易行。但現(xiàn)有的臨床試驗(yàn)中,還存在一些問(wèn)題,比如槲皮素最佳劑量的確定、給藥途徑、與其他治療方式效果的比較,以及可能出現(xiàn)的副作用的評(píng)估等。相信不久的將來(lái),會(huì)有更多的臨床試驗(yàn)用于證實(shí)其藥理作用,并解決現(xiàn)有的問(wèn)題。
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