β—胡萝卜素的生理学特性

杭 I食品刊技 l 996年第 3期 总第 12期 溃 · 3l· B一胡萝 I-素是天然色素类胡萝 h索中的胡萝 h素类物质，是 自然界 中存在最多的一种类 胡萝 h素。 胡萝 h素是广泛分布于植物中的黄色色素 屑于可用分子式 c 。H5 表示的碳公氢 ， 是在人体内能转换成维生素A的维生素前体．其结构式如图 1。 结 掏 武 分 寻 式 H玷 分孑童 专36、锯 图 I 奎反式 胡萝 素 一 胡萝 I、的生理特性： (1)前维生素 A效果 维生素 A前体 日一胡萝 I-素摄取后 ·一部分 由小肠内的粘膜细胞 胡萝 h 1,5．15 一脱氧酶 切断成两个维生素A醛分子．再由维生素 A醛还原成为维生素 A(视黄醇)；其另一部分 一胡 萝 卜素被直接吸收一而向维生素 A的转换率因各人体内维生素 A浓度而变化调节．此转换率 可随着 胡萝 I-素摄取量的增多和维生素 A摄取量的增多而减少。维生素 A(视黄醇)为油溶 性维生素，摄取过多时会出现头痛、恶心 脱毛等临床症状 ，即所谓过剩症 。 但是一日一胡萝 I-素与维生素 A不同，不会囤过多摄取而在_I奉内产生副作用。这是 胡萝 h 素作为保健食品、功能食品中维生索 A源所具有的非常优越的特性 被摄取后的 胡萝 f、素 通过淋 巴管 ．血管分布于全身 ．在体内贮藏于脂肪组织．肝脏 生殖器官．分布于皮且麦的表皮层、 真皮层 及含有红血球和血小板的大部分脏器和组织中。 B一胡萝 I-素的吸收囤胆汁酸盐、脂肪 的存在而被促进 ，一般被摄取的 B一胡萝 卜索的 25～ 75 不能吸收，直接从粪便中排出。 Ben—Amotz等曾于 l 986年用雏鸡进行分别古有等量维生素A、合成B一胡萝 h素、从盐藻提 取的B一胡萝 卜素的饲料的饲养试验．结果均出现同等的成长效果，认为从盐藻提取的B胡 萝 h素可以作为维生素 A的供给源。 垒反式 胡萝 卜素与维生素 A效价国际单位(Tu)的换算式各国不尽相同，美国等多数国 家采用 lmg 胡萝 I、素一l，667维生素A效价】u。 (2)抗氧化作用(消除活性氧作用) 譬 、皇 维普资讯 http://www.cqvip.com 杭 州食品科技 l 996年第 3期 学第 d2期 B_胡萝 卜素具有抑制体 内活陛氧生成、消陈活性氧 、防御机{奉活性氧的功能，是 机体抗氧 化剂之一。 胡萝 素消除活 睦氧的方法有 下两种， ①捕捉游离基 ，使富于反应性的游离基惰性化 有报告称此作用在具有明显低于空气氧分 压的机体组织 中最能发挥 良好作用。例如肌晦血管内的氧分压约为 20torr，细胞 内、小器官中 91『f更低，因此一般认为 胡萝 卜紊实际上在机体中发挥着游离基消除荆的作用。 Bruton、Ingo[d等发现 胡萝 素共轭双犍部位 与 ORR·R·。结台成为共鸣稳定化物 质 (图 2)。 RO0．4- 游离基是 非常不稳定的物质 ．在人体内困氧所造成的代谢而产生 ，同时还会困环境因索． 例如膳食内容 、烟雾、放射线 、吸烟等而产生。含游离基的氧．通过作为过氧化过程的连锁反应 很容易使细胞膜 内的多价不饱和脂肪酸氧化。与这种氧化状态相对抗的一种手段 ，是摄取含 胡萝 卜素的具有抗氧化作用的营养素．对于支持机体防御能 力具有重要意义。 - ②使活性氧之一的单态氧 O 惰性化。 胡萝 素具有消除 O 能力是 1968年 Foote等第 一 次发现的 胡萝 卜素是存在于 自然界的最有效的 O 消除剂 ，它具有 比维生素 E约高 100 倍的强度 O：能使脂肪酸发生过氧化反应，因此 胡萝 索从而阻止了脂质的过氧化反应。 关 于维生素 E和维生索 C与 B一胡萝 素在抗氧化方面的相互作用．目前的研究结果是 ： ① 对于游离基的反应性 ．维生素E比 胡萝 卜索更强得多 。 ②维生素 C可使E基圃还原再生，能有效抑制维生素 E的减少，而对 胡萝 卜素则这种 作用很小 。 ③维生索 E和 E基团主要存在于膜、LDL的表面或附近 ，容易与维生素 C反应。 胡萝 素则存在于脂质量的较深部。 ④因此．维生素 E主要在膜、LDL表面或附近捕捉游离基．而 B_胡萝 卜素则在内部与游离 基反应 。 (3)免疫激活作用 所谓免疫是发现外来微生物和异物．以及产生于机体 内的瘫物、致病细胞、致病物质等 ．通 过免爱细胞系(巨噬细胞、T细胞 、B细胞等 )的相互作用．发挥 免疫 机制 ．排除异 已物． 维持 自己的恒常性的机体反应。提高此机体反应并使之活性化的作用称作免疫激活作用。据报告 ， 由于适度摄取 胡萝 素有可能强化免疫功能 (4)防癌效果 维普资讯 http://www.cqvip.com 杭州食品科技 1996 第 3鞠 总第 {2期 ·33 长如以来 ．人们寄希望于通过摄取食 品中的化学物质来防癌．即所鸿“化学 防癌／Chcmo— t~revention“．防止突变细胞向恶 陛细胞变化 ，而向正常细胞回复的方法。 作为这种物质 ．譬胡萝 索、维生索 E、维生索 A已经受到人们的注意 。实际上 ．足以表 明 p一胡萝 卜素为主的类胡萝 卜素和视黄醇是天然的重要防癌物质的崩理学、实验性证据 已为人 们所丈量掌握 有l凡认为B_胡萝 卜素既是维生素 A前驱体．又是独立的未转化物，可能具有双 重的敬果。但是．最近认为 胡萝 卜素的抗癌作用与维生素 A前驱体的效果有别的见解译斤占 优势。在世界各地膳食中B_胡萝 卜索的研究(图 3)中．已可看出 胡萝 卜索的抗癌效果。而多 教研究者认为这是 胡萝 素耒转化物的功能。 但是．视黄醇也具有广泛的生物学作用。特别是与细胞增殖和分化有关．因此不能完全否 认可能对某种癌预防作用。根据迄今为止的研究 ，将 胡萝 卜素除去游离基和 o 与这些活性 氧发生连锁匣直后对DNA等的损伤联系起来考察，说明抗氧化作用即防癌作用 同时，也有研 究者认为 B_胡萝 卜素能使巨噬细胞、自然杀伤细胞、T细胞活性化，也有助于癌的预防。 】99 年 1O月．在柏林召开的“关于抗氧化维生索及 胡萝 卜素和疾病预国际会议 ”上 ，武 藤等人发表了《B一胡萝 卜紊能对异常细胞诱导生理性死亡．结果使前癌状态细胞减少》的报告。 对今后研究的展开具有深远意义 日前世界上正在进行的化学防癌的研究有 20余项，其中最为强力推进的机构是美国国立 寤研究所(NeD。现将具有代表性的病理学调查试验举例介绍如下： 其一是芝加哥的膳食试验(w ern EIeclsic S~udy)，经过历时 1g年的肺癌调查报告 ．结果 是 胡萝 卜索低摄取量小组‘0．1～2．2mg／日．平均 1．6rag／日)比 胡萝 卜素高摄取量小组 (f．0～l9．2 ng／日．平均 5．5mg／日)肺癌死亡率高述 7倍 (表 i)。 表 l Western Electric Study结果 B一胡萝 素平均摄取量 试验人数平均 平均年龄 固肺癌死亡^数 mg／日 (人) I岁) 人) 1，6 488 49 14 2．7 d89 49 】】 3．5 189 49 6 3．8 d 80 49 2 总 计 l 95d d9 33 脚 寻 鞫眚 戗 啦 幔 冒 趣，1啦 ．}J 墒 乱 硅暗／益蠕 [ [ 维普资讯 http://www.cqvip.com 3d· 杭州食品科技 t996年第 3期 盛第 42期 _主：】：食物中胡萝 素摄取不足与癌发生车之问未发现关系的报告数． 口：食物中胡萝 素摄取不足与癌发生率z间发现关系的报告数。 图 3 关于增萝 素(特别是 B-胡萝 素，防癌效果的病理学研究成果 图 d 瑞士巴塞尔的病理学调查 另一例是瑞士巴塞尔研究所关于血中类胡萝 索水平和防癌效果的报告，报告指出国癌 死亡和胡萝 素在血浆中的浓度之间存在着逆相关关系(图 )。 (5)心脏病的预防 关于动脉硬化的发病机理，有多种学说。较为权威的学说是血管和基团反应的学说，亦即 血管壁上脂质过氧化反应的学说。低密度脂蛋白(LDL)中的磷质等在血管壁中因0 (过氧化 物)等氧化成氧化 LDL，它被巨噬细胞摄取 后形成泡沫细胞(Foam cel1)。此泡沫细胞长时间停 留于动脉壁上成为动脉硬化的原因 同时氧化 LDL促进细胞成长因子生成诱导平滑肌细胞的 游动和增殖。游离基和活性氧不仅能修饰LDL，而且还会损害内皮细胞 Steinbrecher等认为B_ 胡萝 素、维生素 E等抗氧化剂有防止这些游离基和活性氧引起的有害作用。实验表明，在 LDL的氧化过程中，B_胡萝 卜素和维生素E逐渐消失，如图 5所示．维生素E首先消失．然后 胡萝 素相继消失．继而 LDL的氧化急副发展。 圈 j LDL氧化过程中维生素 E和日一胡萝 支的消失 丧 2是抗氧化维生素和心血管 系统疾病的病理学调查结果 采 3为啥佛大学千ⅡNCI共同 一 一闩=== ～ 二二=滋 ～ === ===Ⅱ 时 船器 薛 ^ v静蕞譬 带 鬈 维普资讯 http://www.cqvip.com 杭州食品科技 1996年第 3期 巷第 ●2期 35· 进行 的健康研究的结果。研究表明， 胡萝 卜索对心脏病有预防效果 表 2 抗氧化维生素和心血管疾病 (以 3d～59岁士性 87245人为对采，从 1980丰起跟踪调查 ．这是第 8丰的中间报告。心血 管疾病惠者 552人．其中非致死性惠者 437人) 相对危险 95 信赖界限 维生素 E 0．66 (0．50～0、87) B一胡萝 素 0．78 (0、59～1 03) 总维生素 A 0．70 (0．53～0．92) 对 照 l、O0 表 3 心脏病健康试验 对 4 4～d8岁的 333名冠状动脉疾病病史者 ，6年间．隔 日服用 B_胡萝 卜素 50rag。 其间有 27人因心脏病死亡。 结果 固摄取 胡萝 h素 ①心脏症的死亡率降低 dd ②如包括脑血管合并症造成的死亡在内．则死亡率降低 49 <61减轻紫外线的有害作用 有报告．将 胡萝 卜素单独或者与维生素 C和维生素 E的合剂经El服用可显著防御紫外 线的伤害。同时．用紫外缓反复照射人体可引起血浆中类胡萝 l、素浓度降低，也表明娄胡萝 卜 素具有光防御的效果。此外．在美国，使对原卟啉(Protoporphyr Ja)光线高度敏感的热搔痒的患 者临床服用 】80mg／~的极量，大多数患者有显著疗效。研究者认为这主要由于 胡萝 素的 单态氧抑制作用和游离基捕捉功能 ( )防止老化 作为权威性学说．最近 游离基说”引起了凡们的注意。关于人体老化和寿命延长(Life Ex— tension)的研究 焦点多在于因游离基和活性氧引起的细胞损伤。根据许多直接和h可接的证据． 一 般认为 ： ①老化可能是由氧基因造成的。 ②老化由于细胞的异常分化。 ③氧基团引起异常分化。 ④抗氧化剂对氧基团具有防御作用； 与 胡萝 卜素的防癌作用相同．认为是抗氧化和游离基捕捉作用使得细胞损伤速度减慢 ， 从而防止早期老化 实际上．根据．胡萝 卜索的脑中水平和寿命成正相关．各种类胡萝 卜素的晒中吸收方法不同的哺乳类动物与寿命密切相关 探明类胡萝 h索对人类寿命的生物 学原理是重受的 有必要避一步深入研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com