Flavonoidok - biológia
A Flavonoidok fitokémiai anyagok csoportja, amelyhez a virágpigmentek nagy része tartozik. Kémiailag a Flavan (2-fenil-kromán) alapszerkezetéből származnak, és két aromás gyűrűből állnak, amelyeket tetrahidropirán-gyűrű köt össze. Körülbelül 8000 vegyület van a természetben, amelyek változatosságát az oxigéntartalmú gyűrű különböző oxidációs állapota, az aromás gyűrűk különböző szubsztitúciói és a cukrok hozzáadása (glikozidképződés) hozza létre. A bioszintézis a sikiminsav útvonalán megy végbe.
A flavonoidok univerzálisan jelen vannak a növényekben, így az emberi táplálékban is. Állítólag különösen antioxidáns tulajdonságokkal rendelkeznek. Számos flavonoidot tartalmazó növényt használnak gyógyszeresen.
A flavonoidokat az 1930-as években fedezte fel a Nobel-díjas Albert von Szent-Györgyi Nagyrapolt, és eredetileg P-vitaminként emlegették őket. A P-vitamin "P" jelentése "permeabilitási tényező".
Néhány növény, mint a színező tölgye (Quercus tinctoria), a színező fala (Reseda lutea) vagy a színező eperfa (Maclura tinctoria) korábban sárgulásra használták. Összetevőik azonosítása után ezt a színezékcsoportot a latin szó után flavonoknak nevezték flavus sárgára. Amikor felismerték, hogy nagyon sok összetevő azonos módon épült fel, amelyek közül sok más színű vagy színtelen, az anyagcsoportot flavonoidoknak hívták. [1]
Esemény
A flavonoidok univerzálisan elterjedtek a növényvilágban, és előfordulnak a magnövényekben, valamint a mohákban és a páfrányokban. A flavonoidok képződése csak néhány mikroorganizmusból ismert, mint például a locsolókanna penészedése Aspergillus candidus. Az állatok nem tudnak flavonoidokat előállítani. Egyes állatfajokban, például néhány pillangó szárnyában, előfordulása a növényi flavonoidok étellel történő bevitelének és a szervezetben történő tárolásának tudható be. [2] Más források szerint a flavonoidok növényekre korlátozódnak. [1]
Szerkezet, sokszínűség és alcsoportok
A flavonoidok alapstruktúrája két aromás gyűrűből áll, amelyeket C3 híd köt össze. Az A gyűrű leginkább a floroglucin szubsztitúciós mintázatát mutatja, amely az acetogenin eredetre mutat. A B gyűrű és a C3 híd a sikkiminsav útvonalából származik, a B gyűrű többnyire 4 ', gyakran 3' vagy 3 'és 5' ponton hidroxilezett. A flavonoidok túlnyomó többségében (a chalconiumok kivételével) a C3 híd lezárva O-heterociklusos gyűrűt (C gyűrű) képez. A flavonoidok alapvető szerkezete tehát a flavan (2-fenil-kromán). A B gyűrű ritkán tolódik a 3. (izoflaván, izoflavonokból származik) vagy a 4. (neoflaván) pozícióba. [1]
Összesen több mint 8000 különféle flavonoidot írtak le (2006-tól). A tervezés, különös tekintettel a C3 híd oxidációs fokára, a flavonoidok felosztását szolgálja a különböző alcsoportokba. [1]
A flavonoidok a C3 híd oxidációs foka szerint különböző csoportokba vannak osztva. A legtöbb magasabb növényben hat fő alcsoport található: kalkonok, flavonok, flavonolok, flavandiolok, antocianidinek és sűrített tanninok. Az auronok nagyon gyakoriak, de nem mindenütt jelen vannak. Az izoflavonok (különösen a Fabaceae-ben) és a 3-dezoxi-antocianidinek, amelyeket például a flobafének prekurzoraként használnak, néhány csoportra korlátozódnak Vitis vinifera, Arachis hypogaea és Pinus sylvestris képződnek. [3]
A flavonoidok szerkezeti sokfélesége az A és B gyűrűk nagyszámú szubsztitúciós mintázatának, valamint annak a ténynek köszönhető, hogy a flavonoidok általában nem szabadok, hanem inkább glikozidként. Több mint 80 különböző cukrot azonosítottak. A quercetin esetében 179 különböző glikozidot írtak le. [4]
| Chalconies | Izoliquiritigenin, xantohumol | |
| Flavonok | Luteolin, apigenin | |
| Flavonolok | Morin, kvercetin, rutin, kaempferol, miricetin, izorhamnetin, fisetin | |
| Flavanolok | Catechin, gallocatechin, epicatechin, epigallocatechin gallate | |
| Flavanones | Hesperetin, naringenin, eriodictyol | |
| Flavanolok | Taxifolin | |
| Izoflavonok | Genistein, Daidzein, Licoricidin | |
| Antocianidinek (antocianinok) | Cianidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin, petunidin | |
| Aurone | Aureusidin |
bioszintézis
A flavonoidok bioszintézisének kiindulópontja a fenilalanin aromás aminosav, amely a sikiminsav útján képződik. A fenilalanin fenilalanin-ammónia-liázzá (PAL) alakul át ford-Fahéjsavvá alakítva. Ezt viszont fahéjsav-4-hidroxiláz hidroxilezi p-kumarinsavvá. Ez az út minden fenilpropanoidban közös. A p-kumarinsavat cinnamoil-koenzimmé aktiválják. [5]
A következő lépésben a második aromás gyűrű képződik: a kalkon-szintáz (CHS) enzim a cinnamoil-CoA-ból és a malonil-koenzim A három molekulájából kalkonot képez, amelyek a zsírsavszintézis útjából származnak. A kalkon a kalkon-izomeráz (CHI) hatására egyensúlyban van a flavanonnal. Ez bezárja a harmadik gyűrűt. [5]
A három kulcsfontosságú enzim (PAL, CHS és CHI), valamint részben a további szintézis lépések enzimjei enzimkomplexként vannak jelen. A komplex valószínűleg az endoplazmatikus retikulum citoszolikus oldalán található. [3]
A különféle útvonalak a flavanonból a flavonokba, a flavonolokba, az izoflavonokba és az antocianidinekbe vezetnek. [5]
A flavonoidok bioszintézisét a fény indukálja, a tárolás elsősorban a vakuolában történik. [6]
A flavonoid bioszintézishez szükséges enzimek többsége három enzimcsoportból származik, amelyek minden organizmusban előfordulnak: oxoglutarát-függő dioxigenázok, NADPH-függő reduktázok és citokróm P450 hidroxilázok. A két kulcsfontosságú enzim, a CHS és a CHI, különböző családokhoz tartozik. A CHI valószínűleg szekvenciáját és háromdimenziós szerkezetét tekintve is egyedülálló a növények számára. A CHS viszont a növényi poliketid-szintázok szupercsaládjába tartozik. [3]
fontosságát
A különféle flavonoidok számos funkciót látnak el a növényekben.
A flavonoidok alkotják a virágcsoportok legfontosabb csoportját, és a beporzók vonzására szolgálnak. Az antocianidinek sokféle színt kínálnak, a narancstól a vörösig és a kékig. Valamennyi antocianidint tartalmazó virág tartalmaz flavonokat és/vagy flavonolokat is, amelyek stabilizálják az antocianidineket, de nagyobb koncentrációban a virág színe a kék területre is elmozdul. A sárga virág színét ritkábban a flavonoidok okozzák. Az olyan flavonolok, mint a gossypetin és a kvercetagetin, a sárga virágszínt tartalmazzák Gossypium hirsutum, Primula vulgaris és néhány kompozit szereti Chrysanthemum segetum felelős. A kalkon és az Aurone okozza a sárga virágszínt néhány más aster növényben, például Szépecske és Dália és további kilenc növénycsaládban. A százszorszép családban gyakran találhatók sárga flavonoidok, a sárga karotinoidokkal együtt. A fehér virágszín 95% -át flavonoidok okozzák: flavonok, például luteolin és apigenin, valamint flavonolok, például kaempferol és kvercetin, a flavonolok valamivel tovább abszorbeálódnak a hosszú hullámtartományban. [7]
A sűrített tanninok kölcsönhatásba lépnek a növényevők nyálában lévő glikoproteinekkel, és összehúzó hatásuk van. Csökkentik a növények emészthetőségét, és így elriasztják a potenciális növényevőket. [2]
Más flavonoidok védelmet nyújtanak a növényevők (riasztók) ellen. Speciális rovarok esetében az ilyen flavonoidok viszont táplálkozási stimulánsok. [2] Különösen a flavon- és flavonol-glikozidok, például rutin, kvercitrin és izokercercitrin alapú, mérgezőek a rovarokra, míg a magasabb rendű állatokra nem mérgezőek. A különféle hernyók szaporodása drasztikusan csökken például az étrendben lévő izokvercitrin jelenlétében, a kontrollcsoportok 10% -ára. Ezek a flavonoidok főleg a lágyszárú növényekben találhatók, és helyettesíteniük kell a fanövények sűrített tanninjait. [8.]
Különösen a flavonok és a flavonolok védik az UV sugárzást és a rövidhullámú fényt. [2] A levél felületén növények szabad formájában rakódnak le szélsőséges helyeken, például száraz vagy alpesi területeken, gyakran lisztszerű bevonatok formájában. Ily módon megakadályozzák a membránok és a fotoszintetikus pigmentek fotooxidatív pusztulását. Lipofilitásuk miatt mikroorganizmusokkal is csökkentik a levélfelület kolonizációját. A flavonoidoknak közvetlen vírusellenes, antibakteriális és gombaellenes hatása is van. [9]
Bizonyos növényi flavonoidok szerepet játszanak a gócbaktérium génexpressziójának szabályozásában Rhizobium. [2]
Az erősen metoxilezett flavonoidokat gyakran megtalálják a rügy váladékaiban és más lipofil váladékokban. Gombaölő hatásuk van, csakúgy, mint a nobiletin Citrusfélék-Tekercs. [2]
A flavonoidok szerkezeti leotmotívumként szolgálnak a szelektív GABAA receptor ligandumok kifejlesztéséhez. [10]
Flavonoidok az élelmiszerekben és az orvostudományban
étel
Az emberek nagyobb mennyiségű flavonoidot vesznek fel ételeikkel. Az emberek által fogyasztott körülbelül egy gramm fenolos anyagok körülbelül kétharmada flavonoid. „Úgy gondolják, hogy antioxidáns hatásuknak köszönhetően, amelyek in vitro pl. A T. erősebb, mint az ismert antioxidánsoké, például az E-vitaminé, jelentős hatással vannak az emberi egészségre. "[1]
Az epidemiológiai vizsgálatok azt mutatják, hogy alacsonyabb a különféle betegségek kockázata nagyobb flavonoid bevitel mellett, ideértve a szív- és érrendszeri betegségek okozta halálozást is. A flavonoidok az arachidonsav anyagcseréjére és ezáltal a véralvadásra hatnak. Az epidemiológiai vizsgálatok nem mutattak összefüggést a rákkal, kivéve a tüdőrákot, amelynek kockázata elsősorban az almából származó flavonoid bevitelével csökken. [4]
In vitro vizsgálatokban egyes vegyületek mutagén vagy genotoxikus hatást mutattak ki. Emberben azonban nincs bizonyíték a toxicitásra, az állatkísérletek nem mutattak ki a flavonoidok karcinogén hatását. [4]
Bizonyos flavonoidok a citokróm P450-függő monooxigenázok (I. fázisú enzimek) erős gátlásához vezetnek, míg mások aktivációhoz vezetnek. A II. Fázisú enzimek dózisfüggő aktivációja is előfordulhat. Mindez gyógyszerkölcsönhatásokhoz, például grapefruithoz vezethet. [4]
Orvosi felhasználás
Terápiásán számos flavonoid tartalmú gyógyszert, valamint néhány tiszta anyagot alkalmaznak. Érrendszeri védő, ödéma-védő hatása miatt vénás szerként, pozitív inotrop, vérnyomáscsökkentő hatása miatt szív- és érrendszeri szerként, vizelethajtóként, gyomor-bélrendszeri panaszok esetén görcsoldóként és májterápiás szerként használják. Hatását elsősorban antioxidáns tulajdonságainak és az enzimek gátlásának tulajdonítja. [1]
Az epidemiológiai és a legtöbb in vivo tanulmány szerint a flavonoidok pozitívan befolyásolják a különféle szív- és érrendszeri betegségeket. Hagyományosan ezeket a hatásokat csak antioxidáns aktivitásuknak tulajdonítják. A reaktív oxigénfajok (ROS) közvetlen megkötése mellett azonban számos más hatás is létezik, amelyek farmakológiailag elérhető koncentrációkban szintén felelősek lehetnek a flavonoidok, például a taxifolin pozitív kardiovaszkuláris hatásáért. Ide tartoznak különösen a ROS-képző enzimek gátlása, a vérlemezkék működésének gátlása, a leukocita aktiváció és az értágító tulajdonságok gátlása. [11]
Az in vitro és in vivo tesztekben kimutatott flavonoidok számos hatása közül a legfontosabbak a következők: [1]
- antiallergiás és gyulladáscsökkentő hatás
- vírusellenes és antimikrobiális hatások
- antioxidáns hatás
- anti-proliferatív és rákkeltő hatások
A flavonoidok többféle hatásmechanizmuson keresztül működnek. A hangsúly a DNS-sel és az enzimekkel való kölcsönhatásra, a sejtek aktiválására, azok tulajdonságára, mint szabadgyök-megkötőkre, valamint a sejtekben a különböző jelátviteli utak (NF-κB, MAPK) befolyásolására irányul. A flavonoidok több mint harminc enzimet gátolnak az emberi testben. Sokféle sejttípust aktiválnak az immunrendszerben. Az utolsó két tulajdonság felelős a flavonoidok gyulladáscsökkentő hatásáért. [1]
A következő flavonoidokat használják tiszta anyagként, vénás szerként: [1]
- Citrusfélék bioflavonoidjai, hesperidin
- Diosmin
- Rutin és hidroxi-metil-rutinosid
A gyógyszeres gyógyszerek közül azok dominálnak, amelyek flavonol-glikozidokat és glikozil-flavonokat tartalmaznak. Fontos, nagy mennyiségű flavonoidot tartalmazó gyógyszerek: [1]
- Arnica virágok (árnika)
- Nyírlevél (ezüst nyír, láp nyír)
- Hajdina gyógynövény (Fagopyrum esculentum)
- Ginkgo levelek (Ginkgo)
- Aranyvessző (tól Solidago virgaurea, Solidago gigantea és Solidago canadensis)
- Bodza (fekete bodza)
- Komlótobozok (valódi komló)
- Kamilla virág (kamilla)
- Macska mancsvirágok (közös macskamancs)
- Vörösfenyő kivonat (Taxifolin)
- Rétfű gyógynövénye és virága (réti fiam)
- Tej bogáncs gyümölcs (tej bogáncs)
- Passionflower (tól Passiflora incarnata)
- Keserű narancshéj (keserű narancs)
- Körömvirág virág (körömvirág)
- Római kamilla
- Vörös szőlőlevél (Vitis vinifera)
- Sáfrányvirág (sáfrány)
- Árvácska gyógynövény (Viola arvensis és Viola tricolor)
- Édesgyökér (édesgyökér)
- Galagonya levelek virággal (többféle galagonya faj)