植物多酚的生物活性及在反刍动物生产中的应用

2、PP的生物活性及其作用机制  

2.1 抗氧化活性

抗氧化活性是PP研究最为深入的特性。体外研究证实，PP对DPPH、羟基自由基、超氧阴离子自由基具有很强的清除活性。目前研究发现，PP中抗氧化活性最高的物质是杨梅酮。Barzegar（2016）以二氯二氢荧光素（DCF）探针作为MCF-7细胞内活性氧（ROS）的指示剂，发现2 μg和5 μg的杨梅酮均可直接抑制细胞内ROS的产生。这与PP的结构密切相关，如图2所示：①B环上的邻苯二酚基团具有显著的清除ROS或活性氮（RNS）的能力；②B环上的羟基是自由基的电子和氮的供体；③C环可以使苯氧自由基更具稳定性，增强抗氧化活性；④当A环和C环上存在4-OH时，7-OH具有最大的自由基清除能力；⑤A环的5-OH和7-OH基团可以与金属离子络合，增加自由基清除能力。目前PP螯合金属离子，抑制氧化应激产生的能力已得到证实。Bong-Jeun（2004）研究发现，绿茶多酚可以螯合金属离子（Cu2+、Fe2+），加速阻止O2-和H2O2变成羟自由基（·OH）。当其浓度在5 mg/kg以上时，Cu2+的螯合效果可达80%以上，而在50 mg/kg以上时，Fe2+的螯合效果可达70%左右。不仅如此，近年来国内外学者通过对PP抗氧化机制的深入研究，发现PP还可以通过核因子E2相关因子2（Nuclear factor-erythroid 2-related factor-2，Nrf2）-抗氧化反应原件（antioxidant responsive element，ARE）信号通路诱导抗氧化酶或Ⅱ相解毒酶表达上调。买地娜依等（2018）研究发现，1、10、50 μg/mL的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）均可以上调3T3-L1脂肪细胞Nrf2和HO-1的基因表达量，进而提高细胞内谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）含量，降低丙二醛（MDA）含量，抑制细胞发生氧化应激，且呈剂量依赖性。进一步研究表明，EGCG可激活丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK），触发Nrf2磷酸化，或直接与Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）中的半胱氨酸残基互作，从而诱导Nrf2解离。此外，Gan等（2016）证实25 μmol/L白藜芦醇可通过ERK5/HDAC5途径激活Mn-SOD的表达，从而减轻内皮细胞线粒体氧化应激。Liu等（2018）发现，蓝靛果多酚（0.05%和0.1%）可有效促进高脂饲粮诱导的小鼠肝脏内Nrf2、HO-1和MnSOD等抗氧化蛋白的表达，从而降低脂质过氧化水平。综上所述，PP参与调控抗氧化作用的调节机制主要包括：①清除自由基；②螯合金属离子抑制活性氧的形成；③激活Nrf2-ARE、ERK5/HDAC5等信号通路，诱导抗氧化酶或Ⅱ相解毒酶表达。

2.2 抗炎活性

体内、外试验均已证明PP可通过抑制促炎细胞因子的表达实现其抗炎活性。蓝莓花色苷、黑莓花色苷和黑醋栗花色苷（20 μg/mL）能显著降低脂多糖（LPS）诱导的小鼠巨噬细胞白介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNFα） mRNA的表达水平及含量。绿茶多酚（1 mg/mL）则可以抑制Caco-2细胞（人结直肠腺癌细胞）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-8（IL-8）的释放，降低细胞通透性，预防炎症性肠道疾病。在炎症过程中，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧化酶2（cyclooxygenase，COX-2）及各自催化产物一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2），参与并加重炎症。Koeberle（2009）发现姜黄素（30 μmol/L）可以通过抑制COX-2的表达和直接激活mPGE2活性来抑制PGE2的产生。蔡美云等（2020）进一步发现，80 μmol/L的山奈酚（KAE）可通过抑制P38 MAPK/NF-κB信号通路，显著降低iNOS和COX-2的表达，进而减轻神经毒素6-羟多巴胺诱导的PC12细胞炎症反应的发生。NF-κB原本与I-κBα抑制剂结合存在于胞浆中，但当细胞受到炎症因子刺激时，I-κBα被磷酸化和降解，从而释放NF-κB进入细胞核，诱导促炎基因表达。研究发现，PP可以抑制NF-κB核转位，如从黑豆中分离出的花青素就可以有效抑制NF-κB转位到细胞核中。故PP发挥抗炎活性的途径有：①抑制促炎细胞因子的表达；②抑制MAPKs及NF-κB信号通路介导iNOS和COX-2的表达，进而抑制炎症；③抑制NF-κB核转位。

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