富硒枸杞的抗衰老理论研究进展
作者:马 平1 金明亮2
单位:1.宁夏食品工业办公室 750001;2.宁夏中医研究院 750021
关键词:
宁夏医学杂志9905 富硒枸杞是宁夏南梁农场科技人员采用生物转化技术培育成的富含有机硒与SOD酶活的全天然营养性枸杞果实。该技术提高与强化了宁夏枸杞原有的营养保健作用,使其在清除体内自由基、延缓人体衰老、增强免疫、提高生命活力、抗御老年多发病等方面更具明显优势。笔者广泛地查阅了有关科研资料,现拟从理论上对SOD、富硒枸杞的抗衰老作用进行探讨。
1 人体衰老机理
目前有关衰老的学说几乎都与自由基有关〔1,2〕。自由基就是指游离存在,带有不成对电子的分子、原子和离子。生物体内主要的自由基有O-2 *、OH·、H2O2、O-2等,这些不配对的电子结构具有极其活泼的化学特性,对生物体组织细胞有很强的杀伤作用。自由基衰老学说认为衰老过程就是活性氧代谢失调累积的过程,人与动物是这样,植物衰老的研究亦获得与此相似的结果〔3,4〕。
, 百拇医药
人体内的自由基主要是氧自由基O-2 *,它对不饱和共价键有特殊亲和力,能使脂质过氧化。细胞的生物膜中含有类脂质,若自由基在体内积累过多或清除过慢,这些过剩的自由基,就会使类脂质中的不饱和脂肪酸发生过氧化,从而破坏细胞的膜结构,使膜功能失常,导致细胞死亡。同时脂质过氧化的终产物丙二醛(MDA)亦能使膜蛋白、酶发生交联反应,加重细胞的功能结构损害。自由基还可使细胞内的线粒体、溶酶体膜破坏,导致细胞能源生产中断,使细胞自溶。自由基对DNA的损伤尤为重要,主要表现为核酸分子的解聚,影响信息传递、转录与复制,蛋白合成能力下降,产生差错与变性,引起内脏器官功能失调及肿瘤发生。受破坏的蛋白质、脂质堆积在细胞内,使细胞新陈代谢发生障碍,而使之衰亡。常见的细胞老化的标志物——脂褐素,就是这些受损的蛋白与脂质堆积于细胞所形成的。人们随着年龄的增长,心肌、神经等细胞内的脂褐素含量逐渐增多,细胞死亡也随之增加,若脂褐素在皮肤组织中聚集过多,就形成了可以看见的老年斑。
生物体内存在着清除这些自由基的多种途径。衰老就是身体内自由基O-2 *的产生与清除的动态平衡受到破坏,过剩的自由基使基因突变,代谢异常而导致的。人体内对自由基有清除作用的有谷胱甘肽、维生素C、E等抗氧化剂及抗氧化酶,如SOD、POD、CAT等,还有近年来发现的松果腺及褪黑激素(MT)。有人报告〔3〕,褪黑激素对细胞代谢过程中的有毒超氧阴离子自由基和羟自由基有很强的淬灭作用,对羟自由基的淬灭作用是谷胱甘肽的5倍,对过氧化自由基的淬灭作用是维生素E的2倍,可见MT是一个有效的体内自由基清除剂及DNA保护剂,从而保护机体免受自由基的损伤而延长寿命。有实验报告提示,给果蝇植入SOD与CAT的基因,可使果蝇寿命延长30%〔6〕;用松果腺提取物能使小鼠的寿命延长17%~20%〔5〕。目前研究证明,松果腺是机体内衰退较早的器官,其功能与年龄呈负相关,MT水平,SOD、POD、CAT等抗氧化酶水平亦均随年龄增长而减退。这就意味着体内抗氧化剂及抗氧化酶,以及MT等清除自由基的能力愈强,机体的寿命就愈长。在大猩猩身上进行的试验中,科学家已证实了这一理论。目前在西方已有从动物血中提取纯化的用于抗衰老的SOD针剂问世。
, http://www.100md.com
2 富硒枸杞抗衰老机理
宁夏枸杞是中医用来滋补肝肾,益精明目,延年益寿的名贵中药,其抗氧化,清除自由基,使受损细胞膜功能发生逆转的抗衰老作用已被众多科学实验所证实〔7,8〕。SOD、富硒枸杞则从增加抗氧化剂含量及提高抗氧化酶活性两个方面强化了宁夏枸杞原有的这些抗衰老作用。虽然目前尚未见到该枸杞对松果腺及MT有促进作用的研究,但SOD、富硒枸杞从Fridovich的保护酶系统和非酶系统两个方面提高清除自由基的功效则是不容置疑的。
2.1 对机体抗氧化酶活性的影响:机体抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等,属于机体的保护酶系统。SOD是目前已知的唯一能直接清除氧自由基O-2 *的专一酶,其余三酶虽不能直接清除氧自由基,但可清除自由基前体、H2O2及脂质过氧化物而抑制自由基生成反应。CAT是分解H2O2的专用酶,POD不仅具有CAT分解H2O2的作用,而且还有分解其它过氧化物的作用,GSH-PX能抑制烟酸胺腺嘌呤二核甘酸(NADH)形成OH,对脂质过氧化作用的损伤起削弱作用。四种酶在体内组成一个相互保护的防御群〔9〕。因此,能提高机体抗氧化酶活性的物质同时也就具有了清除抑制自由基的作用。有报道称,对25名64~80岁老人,每人日服枸杞干果50g,连续10天,血中SOD可升高48%,GSH-PX活性亦显著提高,而过氧化脂质(LPO)含量则降低65%〔10〕。可见宁夏枸杞具有明显的清除自由基和抗脂质过氧化作用。富硒枸杞经测定,其干果中SOD酶活单位每克达1958.9,POD达14.72,分别是对照组(宁夏枸杞)的2.2倍和6.18倍,其清除自由基、抗脂质氧化的作用更加强大。
, http://www.100md.com
2.2 对非酶系统清除自由基作用的影响:①含硒量增加。硒属于非酶系统中具有清除自由基作用的抗氧化剂,被认为是体内的平衡中心〔11~13〕,起着重要的生物学作用。硒是GSH-PX的辅因子,与GSH-PX的结构及功能密切相关,有促进体内过氧化物的分解,稳定细胞膜的作用。GSH-PX的催化活性部位就是含硒部分,含硒的GHS-PX有很强的抗氧化作用,能使过氧化物ROOH或H2O2还原成无毒的醇和水,若没有含硒的GHS-PX,H2O2能摧毁吞噬细胞,粒性白细胞,单核白细胞,肺泡和腹腔的巨噬细胞。另一方面,由于含硒的GSH-PX能催化H2O2还原,使活性氧减少,于是氧化不饱和脂肪酸及脂类的机会也就相应减少,自由基的产生就不致过量;硒与维生素E有协同作用,硒能促进脂溶性维生素E的吸收,有助于维生素E在血浆中潴留,节省维生素E的用量,维生素E则可通过维持体内硒的活性型,抑制硒的排出,并且预防脂膜的自身氧化,抑制H2O2的生成并减少硒的用量;硒还能促进DNA与RNA的合成,促进泛醌(辅酶Q)在体内的生物合成,控制透过细胞膜的部分离子异常流出。因此,含硒的GSH-PX能与SOD、POD、CAT等一起清除体内的O-2 *、H2O2,防止OH、O-2 *产生,以减轻和阻断脂质过氧化作用的一级引发作用,以及通过还原过氧化物以减轻或阻止二级引发作用,避免组织细胞损伤。宁夏属缺硒地区食物中的含硒量极低,枸杞中的硒含量也仅为0.014μg~0.083μg/,通过生物技术富硒以后,每克干果中的有机硒含量可达到2.60ug,其抗氧化清除自由基的作用得到了强化。②枸杞中原有的抗衰老成份,如枸杞黄酮、杞多糖、胡萝卜素、锂、维生素E、C等在富硒及增加SOD酶活后保持不变,某些成分还得以提高。据测定,每百克枸杞子中胡萝卜素含量达到19.6mg。胡萝卜素是天然的非酶系统自由基清除剂,能直接与O-2 *反应,且不象维生素E那样具有毒性。枸杞子中还富含锂,锂可以增强LAK细胞的活性和IL-2产生,能增强免疫细胞及免疫因子的作用,对免疫功能有较广泛的影响〔14,15〕;枸杞黄酮,枸杞多糖,维生素C、E等都被证实具有很强的清除自由基、抗氧化的作用。而且枸杞多糖还具有明显的免疫促进作用,能显著提高人体白细胞数量和淋巴细胞转化率及巨噬细胞吞噬率。这些物质通过增强人体免疫功能和清除自由基双重功效起抗衰老作用。
, http://www.100md.com
富硒枸杞既具有显著的免疫增强和免疫调节作用,又具有高效的抗氧化,清除自由基功效,是天然的抗衰老营养剂,其保健作用应引起重视。
3 参考文献
[1] 方允中,等.自由基生命科学进展.第一集.北京:原子能出版社,1993.1
[2] 郑集.衰老的原因、机制和抗衰措施.生命科学,1995,6.7(3):6~9
[3] 王建华,等.SOD在植物逆境和衰老生理中的作用.植物生理学通讯,1980,1:1~7
[4] 王宝山.生物自由基与植物膜伤害.植物生理学通讯,1988,2:12~16
[5] 李经才,等.九十年代褪黑激素的研究.时间医学杂志,1996,1(4):9~11
, http://www.100md.com
[6] Parrish DJ.Plant Physiol,1978,61:365
[7] 张熙,等.枸杞多糖对氧自由氧清除作用研究.中国中药杂志,1993,18(2):110
[8] 李国莉,等.宁夏枸杞抗氧化效能研究.卫生研究,1994,23(4):234
[9] 莫简主编.医学自由基生物学导论.北京:人民卫生出版社,1989.50
[10] 戴寿芝,等.宁夏枸杞对老年人抗衰老作用的研究.老年学杂志,1994,14(1):33
[11] Frost D V,et al.Annu Rev.pharmacol,1975,15:259
[12] 刘远芳,等.硒酶在体内的分布.生物化学动态,1985,1:9
[13] 王远亮.生物硒的研究进展.生物化学与生物物理进展,1987,6:28~34
[14] 戴寿芝,等.枸杞对老年人白细胞介素2诱生能力影响.宁夏医学院学报,1993,15(2):165
[15] 蔡东玻.锂增强人LAK细胞活性及其机理的研究.中华微生物学及免疫学杂志,1992,12(4):395~396
收稿:1998—12—17, http://www.100md.com(马 平1 金明亮2)
单位:1.宁夏食品工业办公室 750001;2.宁夏中医研究院 750021
关键词:
宁夏医学杂志9905 富硒枸杞是宁夏南梁农场科技人员采用生物转化技术培育成的富含有机硒与SOD酶活的全天然营养性枸杞果实。该技术提高与强化了宁夏枸杞原有的营养保健作用,使其在清除体内自由基、延缓人体衰老、增强免疫、提高生命活力、抗御老年多发病等方面更具明显优势。笔者广泛地查阅了有关科研资料,现拟从理论上对SOD、富硒枸杞的抗衰老作用进行探讨。
1 人体衰老机理
目前有关衰老的学说几乎都与自由基有关〔1,2〕。自由基就是指游离存在,带有不成对电子的分子、原子和离子。生物体内主要的自由基有O-2 *、OH·、H2O2、O-2等,这些不配对的电子结构具有极其活泼的化学特性,对生物体组织细胞有很强的杀伤作用。自由基衰老学说认为衰老过程就是活性氧代谢失调累积的过程,人与动物是这样,植物衰老的研究亦获得与此相似的结果〔3,4〕。
, 百拇医药
人体内的自由基主要是氧自由基O-2 *,它对不饱和共价键有特殊亲和力,能使脂质过氧化。细胞的生物膜中含有类脂质,若自由基在体内积累过多或清除过慢,这些过剩的自由基,就会使类脂质中的不饱和脂肪酸发生过氧化,从而破坏细胞的膜结构,使膜功能失常,导致细胞死亡。同时脂质过氧化的终产物丙二醛(MDA)亦能使膜蛋白、酶发生交联反应,加重细胞的功能结构损害。自由基还可使细胞内的线粒体、溶酶体膜破坏,导致细胞能源生产中断,使细胞自溶。自由基对DNA的损伤尤为重要,主要表现为核酸分子的解聚,影响信息传递、转录与复制,蛋白合成能力下降,产生差错与变性,引起内脏器官功能失调及肿瘤发生。受破坏的蛋白质、脂质堆积在细胞内,使细胞新陈代谢发生障碍,而使之衰亡。常见的细胞老化的标志物——脂褐素,就是这些受损的蛋白与脂质堆积于细胞所形成的。人们随着年龄的增长,心肌、神经等细胞内的脂褐素含量逐渐增多,细胞死亡也随之增加,若脂褐素在皮肤组织中聚集过多,就形成了可以看见的老年斑。
生物体内存在着清除这些自由基的多种途径。衰老就是身体内自由基O-2 *的产生与清除的动态平衡受到破坏,过剩的自由基使基因突变,代谢异常而导致的。人体内对自由基有清除作用的有谷胱甘肽、维生素C、E等抗氧化剂及抗氧化酶,如SOD、POD、CAT等,还有近年来发现的松果腺及褪黑激素(MT)。有人报告〔3〕,褪黑激素对细胞代谢过程中的有毒超氧阴离子自由基和羟自由基有很强的淬灭作用,对羟自由基的淬灭作用是谷胱甘肽的5倍,对过氧化自由基的淬灭作用是维生素E的2倍,可见MT是一个有效的体内自由基清除剂及DNA保护剂,从而保护机体免受自由基的损伤而延长寿命。有实验报告提示,给果蝇植入SOD与CAT的基因,可使果蝇寿命延长30%〔6〕;用松果腺提取物能使小鼠的寿命延长17%~20%〔5〕。目前研究证明,松果腺是机体内衰退较早的器官,其功能与年龄呈负相关,MT水平,SOD、POD、CAT等抗氧化酶水平亦均随年龄增长而减退。这就意味着体内抗氧化剂及抗氧化酶,以及MT等清除自由基的能力愈强,机体的寿命就愈长。在大猩猩身上进行的试验中,科学家已证实了这一理论。目前在西方已有从动物血中提取纯化的用于抗衰老的SOD针剂问世。
, http://www.100md.com
2 富硒枸杞抗衰老机理
宁夏枸杞是中医用来滋补肝肾,益精明目,延年益寿的名贵中药,其抗氧化,清除自由基,使受损细胞膜功能发生逆转的抗衰老作用已被众多科学实验所证实〔7,8〕。SOD、富硒枸杞则从增加抗氧化剂含量及提高抗氧化酶活性两个方面强化了宁夏枸杞原有的这些抗衰老作用。虽然目前尚未见到该枸杞对松果腺及MT有促进作用的研究,但SOD、富硒枸杞从Fridovich的保护酶系统和非酶系统两个方面提高清除自由基的功效则是不容置疑的。
2.1 对机体抗氧化酶活性的影响:机体抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等,属于机体的保护酶系统。SOD是目前已知的唯一能直接清除氧自由基O-2 *的专一酶,其余三酶虽不能直接清除氧自由基,但可清除自由基前体、H2O2及脂质过氧化物而抑制自由基生成反应。CAT是分解H2O2的专用酶,POD不仅具有CAT分解H2O2的作用,而且还有分解其它过氧化物的作用,GSH-PX能抑制烟酸胺腺嘌呤二核甘酸(NADH)形成OH,对脂质过氧化作用的损伤起削弱作用。四种酶在体内组成一个相互保护的防御群〔9〕。因此,能提高机体抗氧化酶活性的物质同时也就具有了清除抑制自由基的作用。有报道称,对25名64~80岁老人,每人日服枸杞干果50g,连续10天,血中SOD可升高48%,GSH-PX活性亦显著提高,而过氧化脂质(LPO)含量则降低65%〔10〕。可见宁夏枸杞具有明显的清除自由基和抗脂质过氧化作用。富硒枸杞经测定,其干果中SOD酶活单位每克达1958.9,POD达14.72,分别是对照组(宁夏枸杞)的2.2倍和6.18倍,其清除自由基、抗脂质氧化的作用更加强大。
, http://www.100md.com
2.2 对非酶系统清除自由基作用的影响:①含硒量增加。硒属于非酶系统中具有清除自由基作用的抗氧化剂,被认为是体内的平衡中心〔11~13〕,起着重要的生物学作用。硒是GSH-PX的辅因子,与GSH-PX的结构及功能密切相关,有促进体内过氧化物的分解,稳定细胞膜的作用。GSH-PX的催化活性部位就是含硒部分,含硒的GHS-PX有很强的抗氧化作用,能使过氧化物ROOH或H2O2还原成无毒的醇和水,若没有含硒的GHS-PX,H2O2能摧毁吞噬细胞,粒性白细胞,单核白细胞,肺泡和腹腔的巨噬细胞。另一方面,由于含硒的GSH-PX能催化H2O2还原,使活性氧减少,于是氧化不饱和脂肪酸及脂类的机会也就相应减少,自由基的产生就不致过量;硒与维生素E有协同作用,硒能促进脂溶性维生素E的吸收,有助于维生素E在血浆中潴留,节省维生素E的用量,维生素E则可通过维持体内硒的活性型,抑制硒的排出,并且预防脂膜的自身氧化,抑制H2O2的生成并减少硒的用量;硒还能促进DNA与RNA的合成,促进泛醌(辅酶Q)在体内的生物合成,控制透过细胞膜的部分离子异常流出。因此,含硒的GSH-PX能与SOD、POD、CAT等一起清除体内的O-2 *、H2O2,防止OH、O-2 *产生,以减轻和阻断脂质过氧化作用的一级引发作用,以及通过还原过氧化物以减轻或阻止二级引发作用,避免组织细胞损伤。宁夏属缺硒地区食物中的含硒量极低,枸杞中的硒含量也仅为0.014μg~0.083μg/,通过生物技术富硒以后,每克干果中的有机硒含量可达到2.60ug,其抗氧化清除自由基的作用得到了强化。②枸杞中原有的抗衰老成份,如枸杞黄酮、杞多糖、胡萝卜素、锂、维生素E、C等在富硒及增加SOD酶活后保持不变,某些成分还得以提高。据测定,每百克枸杞子中胡萝卜素含量达到19.6mg。胡萝卜素是天然的非酶系统自由基清除剂,能直接与O-2 *反应,且不象维生素E那样具有毒性。枸杞子中还富含锂,锂可以增强LAK细胞的活性和IL-2产生,能增强免疫细胞及免疫因子的作用,对免疫功能有较广泛的影响〔14,15〕;枸杞黄酮,枸杞多糖,维生素C、E等都被证实具有很强的清除自由基、抗氧化的作用。而且枸杞多糖还具有明显的免疫促进作用,能显著提高人体白细胞数量和淋巴细胞转化率及巨噬细胞吞噬率。这些物质通过增强人体免疫功能和清除自由基双重功效起抗衰老作用。
, http://www.100md.com
富硒枸杞既具有显著的免疫增强和免疫调节作用,又具有高效的抗氧化,清除自由基功效,是天然的抗衰老营养剂,其保健作用应引起重视。
3 参考文献
[1] 方允中,等.自由基生命科学进展.第一集.北京:原子能出版社,1993.1
[2] 郑集.衰老的原因、机制和抗衰措施.生命科学,1995,6.7(3):6~9
[3] 王建华,等.SOD在植物逆境和衰老生理中的作用.植物生理学通讯,1980,1:1~7
[4] 王宝山.生物自由基与植物膜伤害.植物生理学通讯,1988,2:12~16
[5] 李经才,等.九十年代褪黑激素的研究.时间医学杂志,1996,1(4):9~11
, http://www.100md.com
[6] Parrish DJ.Plant Physiol,1978,61:365
[7] 张熙,等.枸杞多糖对氧自由氧清除作用研究.中国中药杂志,1993,18(2):110
[8] 李国莉,等.宁夏枸杞抗氧化效能研究.卫生研究,1994,23(4):234
[9] 莫简主编.医学自由基生物学导论.北京:人民卫生出版社,1989.50
[10] 戴寿芝,等.宁夏枸杞对老年人抗衰老作用的研究.老年学杂志,1994,14(1):33
[11] Frost D V,et al.Annu Rev.pharmacol,1975,15:259
[12] 刘远芳,等.硒酶在体内的分布.生物化学动态,1985,1:9
[13] 王远亮.生物硒的研究进展.生物化学与生物物理进展,1987,6:28~34
[14] 戴寿芝,等.枸杞对老年人白细胞介素2诱生能力影响.宁夏医学院学报,1993,15(2):165
[15] 蔡东玻.锂增强人LAK细胞活性及其机理的研究.中华微生物学及免疫学杂志,1992,12(4):395~396
收稿:1998—12—17, http://www.100md.com(马 平1 金明亮2)