番茄红素的生物学作用_戴秋萍.pdf

番茄红素的生物学作用戴秋萍同济大学医学院营养与保健食品研究所，上海?番茄红素?是类胡萝卜素的一种，过去人们一直认为，只有那些能转化为维生素?的类胡萝卜素，如?一胡萝卜素、?一胡萝卜 素等才与人类的营养和健康有关。由于番茄红素没有维生素?的生理活性，所以其作用一直未引起人们的重视。?年，?等就首次报道了番茄红素的生理活性。放射照射的小鼠经腹膜注射番茄红素后，增加了小 鼠的生存率和细菌感染的抵抗力。?年?月?日，在美国纽约市召开 了“番茄红素和番茄制品预防疾病作用的国际研讨会”。此次研讨会是美国卫生基金会和纽约番茄科学研究委员会发起的。人们对番茄红素有了重新的认识，并发生了很大的兴趣。?理化性质?年钻?和?在对番茄红素的研究中指出，番茄红素是胡萝卜 素的异构体，并首次确定了其分子式为?。?。?年?提出，番茄红素的化学结构式为含有?个碳碳双键的非环状平面共辘多不饱和脂肪烃。?年?等提出，作为主链含?个碳碳双键的多不饱和脂肪烃，理论上应有?或?种立体?顶、反?异构体，但由于空间障碍，番茄红素分子中只有少数基团能参与异构，存在可能性较大的番茄红素异构体约有?种。番茄红素主要存在于番茄中，但其它红色果肉中如西瓜、葡萄抽和木瓜等食物也含有。天然植物中的番茄红素绝大部分为热力学较稳定的反构番茄红素，而人体中顺构番茄红素的比例却高得多。其结晶为暗赤色针状或柱状晶，融点?。易溶于抓仿，苯?可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮、难溶于甲醇、乙醇、不溶于水。番茄红素在植物的组织中比较稳定。在番茄果汁、番茄酱、番茄果泥中加热到?没有多少变化，番茄煮熟?后也没有观察到有变化。在油脂，尤其在动物油脂中非常稳定。但分离成结晶后，易受光、热、?等影响，与氧化剂、金属盐等接触，易被分解。?人体内代谢与分布番茄红素经吸收后分布于机体很多器官，其生物利用度取决于许多因素如食物的品种、加工过程、参与消化吸收的脂肪等。番茄红素是脂溶性的，如棕搁油、橄榄油、?可促进其吸收。?等的一项人群膳食干预实验表明，经植物油烹炒的番茄或番茄酱最容易消化吸收，可使血清中番茄红素达到最佳水平。番茄红素能完整吸收。通过小肠吸收后与血糜结合而进入淋巴管，随血液分布到各种组织和器官中。在一般人的血浆中番茄红素的浓度为?，它的浓度随饮食生活的不同而不同。而且，不论男女，在?岁之间最高。番茄红素广泛存在于人体的各种器官和组织中。主要分布在人的血液、肾上腺、肝脏、皋丸、前列腺、乳腺、卵巢、子宫、消化道等器官中，其中血液、肾上腺、辜丸、肝脏等含有较多的番茄红素。番茄红素是组织中的主要类胡萝卜 素，番茄红素 占血中总类胡萝卜 素的?，前列腺组织中占?。番茄红素的血清值不会随吸烟、饮酒而改变，但随年龄增加而下降?推测番茄红素只有分子重排后才具有防治疾病的作用或顺式结构的作用更强。?抗氧化作用番茄红素的抗氧化作用主要表现在它能高效碎灭单线态氧及清除过氧化自由荃。?年?。等报道了类胡萝 卜 素和生育酚等?余种生物抗氧化剂碎灭单线态氧的作用，番茄红素是最强的，其碎灭单线态氧的速率常数是目前常用的抗氧化剂?一胡萝卜素的?倍多、维生素?的?倍。番茄红素碎灭单线态氧的效率与其分子中所含有的共扼双键的数目有着密切的关系，番茄红素分子中有?个共扼双键，因此，与其他类胡萝卜 素相比，番茄红素的碎灭效率特别高。单线态氧和过氧自由基都是体内生成的活性氧，它们均能与体内的生物大分子，比如?、蛋白质或脂质反应，削弱它们的功能，与多种疾病，包括癌症、心血管疾病以及与年龄有关的网膜黄斑变形的病理有关。番茄红素可以保护皮肤紫外线辐射可以导致皮肤烧伤、老化和引发皮肤癌，其原因是紫外线与单线态氧和自由基的产生有关。类胡萝 卜素在植物中的作用之一就是碎灭紫外线产生的氧化产物，现在认为这和类胡萝卜 素在人类皮肤中的功能相似。最近的研究发现受阳光照射的皮肤比相邻不受阳光照射的皮肤内番茄红?素含量下降了?一?，而增加皮肤内番茄红素的含量可以防止或减轻紫外线对皮肤的损伤而起到保护皮肤的作用动物实验证明，番茄红素可 以提高大鼠机体的抗氧化能力，抑制脂质过氧化。对?甲基戊基亚硝胺?所致大 鼠癌前病变的发生有抑制作用。?可 以降低大鼠体内?酶的活力和活性氧单位，增加血中脂质过氧化产物?的含量，通过添加番茄红素干预，能提高?和?的活力。?防癌作用?人群流行病学资料哈佛公共卫生学院营养研究室的?等对?名医务人员进行长达?年的前瞻性研究，用食物频率问卷调查一年中摄入各种蔬菜水果或各种类胡萝 卜 素的情况，并进行半定量追踪调查?年间有?例患前列腺癌，结果发现番茄消费与前列腺癌危险显著下降?最高下降?有关，摄入番茄酱、番茄汁、番茄、比萨饼可降低前 列腺癌的危险度?，?卜?，?。?等?年开始前瞻性研究，?年的追踪调查发现摄入番茄红素与前列腺癌低危险度相关。病例一对照研究发现所测定的血中几种主要的抗氧化物，仅番茄红素水平显著低于对照组?卜?，?二?一?，?。上述研究均支持番茄红素可降低前列腺癌的危险度。据意大利米兰?硕。?药物研究所?报告，在番茄是极为普遍的膳食成分的意大利，发现食用番茄具有预防消化道癌的作用。?一?等在?年的癌症资料数据基础上开展了一项研究，其中口腔癌和咽癌?例，食管癌?例、胃癌?例，结肠癌?例和直肠癌?例。他们将这些癌症病例与?名对照进行了比较。校正了年龄、性别、研究中心、文化程度、吸烟情况、饮酒量和总热量摄入量等因素后，结果番茄消费量处于最高四分位数组的人群口腔癌、咽癌和食管癌的?为?、胃癌的?为?、结肠癌的?为?、直肠癌的?为?。在?年期间对?名病例和?名对照进行?随访研究，并填写较详细的食物调查表，即使在校正了体质指数、热量摄入量和体力活动等混杂因素后，仍证实番茄消费对结肠直肠癌具有预防作用，番茄消费量处于最高五分位数组的人群结肠癌?为?、直肠癌?为?。?等、?等以及?田滋?等相继报道了番茄红素对宫颈癌发病早期起保护作用。?等利用乳腺癌血清库进行追踪调查，发现患乳腺癌危险度与血中番茄红素浓度成反比。而?等发现无论良性乳腺瘤或乳腺癌病人，均与血清和乳腺组织番茄红素浓度高度相关，但 良性与恶性病人血中番茄红素浓度没有差别。?等报道非小细胞性肺癌病人血中番茄红素浓度显著低于对照组。?等对?项相关研究做了?分析，其中有?项研究表明有些癌症的发病危险与番茄或其制品摄入量以及血中番茄红素水平呈负相关。其中，?项具有统计学意义。但没有任何研究发现摄入番茄红素会增加癌症发生的危险。番茄红素对前列腺癌、肺癌和胃癌具有明显的预防作用，宫颈癌、乳腺癌、胰腺癌、直肠癌、食管癌、口腔癌以及颈部癌的发病率或死亡率同番茄红素的摄入量成反比。现有报道大多是建立在膳食中番茄红素摄入量或血浆番茄红素浓度与癌症危险关系的调查结果基础上的，而尚无补充番茄红素防癌的人群干预试验。?体外实验研究?等在体外培养的前列腺癌仍?和?一?细胞中加入番茄红素?，发现单独加入番茄红素对癌细胞无抑制作用，但与。一生育酚同时加入后，对癌细胞即有较强的抑制作用。?等给大鼠注射富含番茄红素的番茄油，用?法从血液、肝脏、乳腺和乳腺癌组织中检测出番茄红素，该实验能明显降低由?，?一二甲基苯并葱归?所诱发的大鼠乳腺癌，而且癌灶的面积比对照组小。在 自发性乳腺肿瘤发生率很高的小鼠动物模型中，番茄红素也可明显延缓和减少肿瘤生长。另有实验研究证明番茄红素具有抑制内源性亚硝胺的作用，提示番茄红素可能在预防消化道肿瘤方面有作用。?和?。朋?等通过研究发现，在体外，番茄红素与?胡萝 卜素能在细胞水平上抑制神经胶质瘤细胞和白血病细胞?一?的增殖?等也发现，胰腺癌、膀肌癌患者中相应器官中的番茄红素含量较低?年?又发现肝癌患者的肝脏中番茄红素含?也较低。?等研究发现，由胰岛素生长因子?引起的癌细胞增殖，可被番茄红素抑制。主要原因是?一?受体上的蛋白质磷酸化作用受阻?由于酷氨酸磷酸化是?作用的第一步，所以番茄红素的抗癌作用可认为是抑制受体的移动而阻止了增殖因子的产生。?认为，番茄红素可以通过减小?一?在遗传过程?中的表达来阻止雌鼠乳房肿瘤的形成?有活化免疫细胞增强免疫功能的作用番茄红素对人前列腺癌细胞?具有直接抑制作用，其抑制机理是通过影响人前列腺癌细胞的生长周期和诱导其凋亡而实现。研究同时也显示番茄红素对激素不依赖型细胞?作用较激素依赖型细胞?敏感。番茄红素体外能抑制?增殖。发挥抗肿瘤作用的机制可能与阻断?期 以及诱导细胞凋亡有关。番茄红素对食管癌细胞系?有抑制生长作用，有剂量反应关系，此作用与抑制?一?蛋白表达有关。?一胡萝 卜 素和番茄红素对上述?种癌细胞均有抑制生长作用。显示番茄红素对大鼠食管癌的发生有预防作用。?预防心脑血管疾病?人群流行病学资料有报道，?个男子在?个月内每天补充?番茄红素，可减少?的胞质?胆固醇浓度，?年?报道，摄食番茄红素可 以有效抑制脂质、蛋白质和?的氧化，明显减少血清中硫代巴比妥酸反应的脂质过氧化产物丙二醛等。同年，?等也报道了经常摄食番茄的人群与对照组相比，明显降低了血清脂质的过氧化和?的氧化，从而减少了动脉硬化和冠心病的发生率。欧美等国很早就注意到了高番茄红素摄入量的人群有较低的心脑血管疾病发病率。如，?等在欧洲?个国家进行的多中心病例对照研究中发现?在使用条件回归模型平衡了年龄、体重、社会经济地位、高血压、吸烟、父系母系疾病史之后，在?一胡萝卜 素、?一胡萝卜 素和番茄红素之中，仅番茄红素摄入量与心肌梗死的发病率呈线性相关?。他们的结论是?番茄红素有可能是蔬菜水果中抗心肌梗死的关键因子之一。?年，在荷兰城市鹿特丹的一项包含?例样本的病例对照研究中，?等检测了样本血浆中的。一胡萝卜 素、?一胡萝卜素、番茄红素、?隐黄质、叶黄素及玉米黄素的含量和大动脉粥样硬化之间的关系。以腹主动脉钙化斑作为评价大动脉粥样硬化的标志，以年龄、性别调整逻辑回归模型进行统计分析之后，他们发现，仅血浆番茄红素与大动脉粥样硬化呈负相关。进行多元校正分析后也得到同样的结果。他们认为?在动脉粥样硬化的发生中番茄红素可能是一个重要的保护性因子。?等则在芬兰东部进行的一项?例样本的调查中发现?低血浆番茄红素浓度和颈动脉壁厚度增加相关，这意味着番茄红素有可能可以预防早期动脉硬化。接着，他们在?例?一?岁的从无急性心肌梗死和脑卒中的样本群体中观察了番茄红素血浆浓度与急性心肌梗死和脑卒中的关系，结果显示，血浆低番茄红素有更高的急性心肌梗死和脑卒中的危险性。?相关的动物实验研究?观察到，给小鼠喂食高胆固醉食物?个月之后，这些小鼠的血浆脂质过氧化水平较喂食正常食物的小鼠明显升高，乙酞胆碱介导的大动脉松弛能力?也受到了明显的损害。相反，在高胆固醇食物中添加了?番茄冻干粉的小鼠这两个指标较之正常食物的小鼠均无 明显的改变。因此，?等认为，番茄能够对 抗高胆 固醇小鼠的血管 内皮功 能紊乱?，且这种保护作用很有可能是番茄中的番茄红素提供的。?应用前景?保健食品和高级化妆品在国内外，一些企业已采用 了番茄红素配合使用胡萝 卜 素和维生素?、?、?作为抗氧化物质开发生产出一些保健食品和高级化妆品。此外，在食品应用中，番茄红素作为天然色素，可 以调整出黄色、橙色、红色各种色调。番茄红素作为运动补充剂开发。研究发现，运动中自由基的大量产生和血浆?的显著性升高，是导致运动性疲劳产生的重要原因。故番茄红素可作为生物抗氧化剂，在对体内单线态氧的碎灭、捕获过氧 自由基及其 自由基阴离子等方面发挥积极作用，消除体内因运动而产生的过氧自由，从而延缓疲劳的发生或有助于运动后疲劳的消除。?治疗心脑血管等疾病的药物。这一作用可能与番茄红素的抗氧化，拮抗心脑血管疾病的相关危险因子及调节免疫等功能有关。与传统的抗心脑血管疾病药物相比，番茄红素的最大优点是无副作用，且疗效较肯定。天然的番茄红素只存在于有番茄?、西瓜?一?、红色系列的红萝 卜?留?、红色葡萄抽?留?等数种植物中，远不能够满足市场需求。人们希望培养出高番茄红素含量的植物品种或人工合成番茄红素。目前，上述问题已有了初步的解决。可以预料，番茄红素今后将在食品、医药、化妆品等领域进行广泛地应用。参考文献?略?