金邦荃
南京師范大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養系,南京210097

　　關(guān)鍵詞：異黃酮　骨質(zhì)疏松　植物

　　中圖分類(lèi)號：R151.3　Q946　　　文獻標識碼：A

Isoflavones in herbs and prevention of osteoporosis

for aged peoples

Jin Bangquan

Department of Food Sciences and Nutrition

Ginling Women's College Nanjing Normal University,Nanjing 210097, China

　　Abstract: There are different quantities of isoflavones in different herbs, whose structure is similar to estrogen in human. In1980s some studies were conducted to investigate the physiological function of Isoflavones in herbs and find them able to inhibit tumors. Their real effects of improvements and preventions on postmenstrual osteoporosis were found recently. Isoflavones are wildly in soybean, radix pueraria and semen ginkginis as functional factors.

　　Key words:isoflavones, osteoporosis, herbs

1　植物異黃酮

1.1　來(lái)源

　　許多植物中都含有數量不等的黃酮類(lèi)化合物，如我們經(jīng)常食用的果蔬——大豆及其制品、銀杏、葛根、蘆蒿、芹菜、花椰菜中都有存在，以及許多中藥材——當歸、枸杞、杜仲等[1～3]。

　　20世紀40年代，研究者注意到澳大利亞某此牧場(chǎng)中的綿羊生殖能力強，研究發(fā)現這是因為牧場(chǎng)中含有特殊的三葉草植物，其富含芒柄花素(Formononetin)可在綿羊的胃中經(jīng)酵解為一種大豆異黃酮——黃豆甙原(Daidzein)。從那時(shí)開(kāi)始，研究者就逐漸去關(guān)注植物中異黃酮(Isoflavones)對健康的影響，并逐漸掀起了研究Isoflavones的熱潮[4～7]。

　　實(shí)際上Isoflavones是一個(gè)復雜的大家族，植物中的Isoflavones主要有大豆黃酮(Daidzein)、芒柄花素(Formononetin)、染料木素(Genistein)和美皂異黃酮(Bichanin A)、葛根素(Radix)等。國外已鑒定的大豆異黃酮至少有十余種，包括大豆甙、60AC大豆甙，大豆甙原、染料木素、60AC染料木素、染料木黃酮、生原單寧A、7－羥基－4－甲氧異黃酮等。以上大豆異黃酮（總稱(chēng)Isoflavones）合計約占大豆干重的3％～3.4％。目前還知道葛根干粉中大約含有10％－21％的Isoflavones；銀杏葉干粉中也含有豐富的黃酮類(lèi)化合物[1～5]。

1.2　化學(xué)結構

　　Isoflavones的化學(xué)結構為雙酚，它與人體分泌的雌激素(Estrogen)在結構上十分相似，即苯環(huán)上有對應于雌二醇C0位的羥基結構，從而在人體內具有微弱的雌激素活性，故科學(xué)家稱(chēng)其為"植物雌激素"(Phytoestrogen) [1～5]。

1.3　生物學(xué)功能

　　Setchell和Adlercreutz首先發(fā)現Isoflavones與哺乳動(dòng)物雌激素結構相似，并闡述它們的可能的防癌作用。20世紀50年代，人們對Isoflavones的雌激素活性發(fā)生了最初的興趣,了解到它們只是很弱的雌激素，約相當于十萬(wàn)分之一的雌二醇活性，作用較溫和。由于Isoflavones具有雌激素類(lèi)似的化學(xué)結構，推測其在體內競爭性與雌激素受體結合，以表達其生物學(xué)活性。實(shí)際上Isoflavones是防止人體的雌激素過(guò)多地聚集在受體上，這個(gè)效果并不中止雌激素的正常生殖和其它生理功能，但可減少性激素誘發(fā)癌癥的可能性[1～7]。

　　20世紀80年代人們對Isoflavones的廣泛的生理效應進(jìn)行了研究。Messina 等綜述了大豆以及Isoflavones抗癌的動(dòng)物實(shí)驗，發(fā)現生大豆、熟大豆、以及分離大豆蛋白都具有一定的抑制癌癥效果[5～10]。目前已明確Isoflavones抗癌的主要作用機制，包括以下幾個(gè)方面：

1.3.1 類(lèi)似女性雌激素作用以及抗激素作用。

1.3.2 抑制與癌相關(guān)酶活性的作用，特別是酪蛋酸激酶。

1.3.3 在癌細胞增殖的促進(jìn)階段，具有抑制血管增生作用。

1.3.4 抑制過(guò)氧化物生成，清除體內自由基, 從而具有抗氧化作用。

1.3.5 調節細胞周期。

1.3.6 染料木黃酮具有抑制一些與DNA切斷有關(guān)酶活性的作用等。

　　總之，Isoflavones通過(guò)不同的方式抑制腫瘤細胞的增殖而起到一定的預防癌癥效果。特別是弱雌激素作用，雌激素不足時(shí)可起到類(lèi)雌激素效果，而雌激素過(guò)剩時(shí)又起到抗激素作用[1,10]。

　　 Isoflavones的作用具有多樣性。它還可以與低密度脂蛋白受體(LDL－R)結合，增加LDL－R活性，促進(jìn)膽固醇的清除，有效降低血液中總膽固醇、低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白(VLDL)水平，抑制了動(dòng)脈粥狀斑塊形成而保護心血管；進(jìn)一步的研究還觀(guān)測到Isoflavones有可能與鈣調素受體(Calmodulin－R, CaM－R)或降鈣素受體(Calcitonin－R, CT－R)結合，調節鈣的吸收利用和代謝模式，減少骨質(zhì)丟失，促進(jìn)骨生成的作用，而有利于更年期骨質(zhì)疏松(Postmenstrual osteoporosis)的預防和治療[11～13]。

2 骨質(zhì)疏松

　　人體骨重在30歲左右達到峰值，40歲以后逐年下降，此后骨吸收大于骨形成。流行病學(xué)調查發(fā)現，中老年人尤其是中老年婦女，由于卵巢功能減退，體內雌激素水平逐漸下降，激發(fā)破骨細胞代謝增強，骨鈣丟失日趨嚴重，其丟失率將上升至每年2％－4％，從而導致骨質(zhì)疏松(Osteoporosis)的發(fā)生率逐年提高[ 15～17]。根據不完全統計，我國約有6.6％骨質(zhì)疏松患者約有8400多萬(wàn)人，其中主要是中老年人群。目前Osteoporosis對人體造成的傷害及潛在的危險已引起全社會(huì )的重視。

2.1　骨質(zhì)疏松

　　1998年WHO 根據二次國際會(huì )議對Osteoporosis提出一個(gè)定義，試圖改善全球對骨質(zhì)疏松的診斷、處理、預防和控制[17～19]。

　　Osteoporosis定義：是以低骨量及骨組織微結構褪變?yōu)樘卣鞯囊环N全身性骨骼疾病。不盡包括已發(fā)生骨折者，也包括具有潛在骨折危險的臨床前期的骨質(zhì)疏松癥和已發(fā)生骨折的骨質(zhì)疏松癥。

　　Osteoporosis是一種全身性代謝骨病，往往是在“靜悄悄”中逐漸發(fā)展，一經(jīng)發(fā)現多以達到一定程度。它表現為單位體積骨量減少，骨質(zhì)有機成分生成不足，繼發(fā)鈣鹽沉積減少。

2.2　Osteoporosis分類(lèi)

　　I類(lèi)：原發(fā)性Osteoporosis，主要是由于年齡增長(cháng)所致的體內性激素突然減少及生理性退行改變。

　　II類(lèi)：繼發(fā)性Osteoporosis，是由疾病或藥物所致。

　　III類(lèi)：特發(fā)性Osteoporosis，多見(jiàn)于青少年（常伴有遺傳病史），女性多見(jiàn)。

2.3　重點(diǎn)發(fā)病人群

　　近年來(lái)隨著(zhù)人類(lèi)壽命的延長(cháng)，Osteoporosis日趨增多。主要的發(fā)病人群是50歲以上的婦女和60歲以上的男子。當性激素逐漸下降時(shí)，骨丟失和骨折發(fā)生率明顯增加[15～19]。

　　Osteoporosis的發(fā)生與性別、年齡、種族、地區、飲食習慣等因素有關(guān)，女性的發(fā)病率遠比男性高。尤其是更年期后的女性，其發(fā)病率是男性的3倍。近年研究注意到，白人婦女較黑人和東方人更常發(fā)生[17，20]。

3　植物異黃酮與骨鈣代謝的關(guān)系

3.1　影響骨鈣代謝的因素

　　鈣（Calcium, Ca）是體內第5重要的無(wú)機元素，參與骨骼構成。人體骨鈣總量約為1.2～1.5kg。正常人和骨質(zhì)疏松患者間鈣的攝取量并無(wú)明顯差異，但鈣的來(lái)源不同和膳食中其它因素則可能干擾鈣的吸收利用,例如乳源性鈣容易吸收,適當的鈣磷比(Ca:P=1.2～1.5:1)有利于鈣的吸收；相反，食物中植酸磷或纖維素含量過(guò)高則影響鈣的吸收。體內甲狀旁腺素（PTH）及破骨細胞激活因子（OAF）均能影響破骨細胞的形成，并加強骨鈣流失；而降鈣素（CT）則減弱破骨細胞的作用。維生素D可增進(jìn)腸道對鈣的吸收及腎小管對鈣的重吸收，以增加鈣的蓄積。另外雌激素等性激素作用于成骨細胞，可能拮抗了糖皮質(zhì)激素對成骨細胞生長(cháng)的抑制，阻滯鈣的過(guò)多骨骼中游離出來(lái)。總之，老年期足夠的鈣攝入配合維生素D及雌激素等可以減少骨量的丟失[15～17，20]。

3.2　雌激素的作用

　　骨鈣代謝受多種因素制約，其中之一是雌激素的水平。國內外大量研究表明，雌激素與細胞雌激素受體（ER）結合，會(huì )產(chǎn)生相應的生物學(xué)效應。而Isoflavones具有雌激素類(lèi)似的化學(xué)結構，推測其在體內競爭性與雌激素受體結合，以表達其生物學(xué)活性。一些研究發(fā)現中老年人尤其是中老年婦女隨著(zhù)體內雌激素水平逐漸下降，骨質(zhì)丟失日趨嚴重，是導致骨質(zhì)疏松癥的誘因[17～19]。

3.3　植物異黃酮的潛在作用

　　很久以前，中國及泰國就應用葛根減輕婦女更年期不適癥。近年來(lái)人們開(kāi)始注意到Isoflavones其它潛在的功效及與人體鈣代謝的關(guān)系。一些研究發(fā)現中老年人尤其是中老年婦女隨著(zhù)體內雌激素水平逐漸下降，骨質(zhì)丟失日趨嚴重，并可導致骨質(zhì)疏松。而體內一定水平的雌激素則可以降低破骨細胞活性，限制骨鈣吸收和骨質(zhì)丟失，有利于更年期后骨質(zhì)疏松的預防和治療[20～26]。

　　絕大部分更年期后婦女都會(huì )產(chǎn)生面部潮紅、陰道干澀以及萎縮性陰道炎等癥狀，而中、日兩國婦女的絕經(jīng)后綜合癥相對說(shuō)來(lái)要比西方國家同齡婦女少一些。醫學(xué)研究人員認為，這在很大程度上與中日兩國人民經(jīng)常食用大豆食品（攝人的大豆Isoflavones）有關(guān)。一項研究比較了日本婦女和美籍高加索婦女的雌激素水平，發(fā)現由于東西方飲食習慣的差異，日本婦女的更年期不適癥較歐美人少，這可能與日本婦女的傳統飲食含比較低的脂肪和較高的大豆食品有關(guān)。進(jìn)入更年期后，內源性性激素迅速下降，一系列衰老體癥將會(huì )出現。攝入Isoflavones可能會(huì )調高骨細胞雌激素受體水平，降低破骨細胞活性，限制骨吸收和骨質(zhì)丟失。

　　最近人們注意到即使亞洲婦女在身材骨骼上較小，但她們發(fā)生髖部受傷的幾率比高加索婦女要少得多。更讓人感到驚訝的是：亞洲婦女從膳食中攝入的鈣要遠低于美國婦女。

1995年，世界衛生組織的一項研究中以夏威夷島和沖繩的70歲以上的日本婦女為對象，進(jìn)行了Isoflavones排泄量與骨密度相關(guān)的病因學(xué)調查研究，結果顯示骨密度高的群體其尿中的Isoflavones排泄量也是較多，而Isoflavones的攝取量與尿中Isoflavones排泄量有著(zhù)相互關(guān)系，可見(jiàn)Isoflavones攝取量與骨密度有一定的關(guān)系。

動(dòng)物實(shí)驗進(jìn)一步證實(shí)大豆Isoflavones預防骨質(zhì)疏松的效果。Arjmandi等報道了摘除卵巢的骨質(zhì)疏松癥模型白鼠攝取大豆蛋白，可抑制大腿骨以及腰椎骨密度低下的效果。之后，Draper等進(jìn)一步確證了許多來(lái)源的植物雌性激素具有抑制卵巢摘除白鼠的大腿骨和椎骨的骨量減少效果。Ishida等以摘除卵巢白鼠為對象，經(jīng)口投與黃豆苷原和染料木黃酮，結果此兩種Isoflavones都可抑制骨量的減少。Ishimi等以摘除卵巢白鼠為對象，通過(guò)皮下投與染料木黃酮也發(fā)現大腿骨海綿骨的骨量減少得到抑制。目前有很多研究討論了大豆Isoflavones的抑制骨量減少的作用機制。Ishida等（1998）在研究大豆Isoflavones的抑制骨量減少效果時(shí)，還發(fā)現黃豆甙原與雌激素一樣具有抑制尿中骨吸收標志上升作用。 　　美國的Protter等（1998）研究確認投與90mg Isoflavones的人群的脊椎骨的骨密度明顯上升。臨床試驗結果證實(shí)：婦女只要每人每日攝入含1.39mg大豆Isoflavones的大豆蛋白粉，連續6個(gè)月即可顯著(zhù)提高骨骼的礦化度，只要每人每日攝人少量大豆Isoflavones，無(wú)異于補充植物雌激素。

　　大豆Isoflavones對人體絕對安全，在人們食用大豆及其加工食品的幾千年中從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)有大豆中毒事件發(fā)生，故大豆Isoflavones是一對人體有益無(wú)害的天然保健品。至于大豆Isoflavones的劑量至今尚未有統一的國際標準。醫學(xué)專(zhuān)家認為：每人每日攝入25～l00mg大豆Isoflavones有保健與防病效果。

4　結語(yǔ)

　　中國開(kāi)始步入老齡化社會(huì )，據2000年我國第5次人口普查，60歲以上的老齡人口已占人口總數的6.96％。絕對數龐大，估計目前超過(guò)1億，是一個(gè)很大的群體，老年人群的健康引起廣泛關(guān)注。我國約有6.6％骨質(zhì)疏松患者約有8400多萬(wàn)人，其中50％是中老年人群。

　　在東方，由于人種和文化背景的差異，中國人很難接受用雌激素防治更年期骨質(zhì)疏松的理念，并且歐美也在尋找更安全的物質(zhì)以取代雌激素。根據醫學(xué)界多年的以及祖國傳統醫學(xué)的寶貴經(jīng)驗，很可能在不久的將來(lái)人們會(huì )應用Isoflavones作為防治骨質(zhì)疏松和減緩更年期綜合癥的保健食品。

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