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认识植物性化学物质

时间:2019-06-17


有许多流行病学研究显示,增加蔬菜和水果的摄取,可以降低癌症、动脉粥状硬化及心血管疾病的发生,其中可能的作用物质包括维生素、矿物质、纤维素与植物性化学物质(phytochemicals),尤其是植物性化学物质,对于癌症的预防效果,则是近年来最被广为讨论的议题。也因此,有许多的体外实验及动物模式之研究指出,蔬菜水果中的植物性化学物质,具有降低罹患癌症以及慢性疾病之生物效益,因此,卫生署建议国人,每日应摄取至少5份的蔬菜及水果,以达到癌症或慢性疾病预防之目的。

 

但…什么是『植物性化学物质』呢?顾名思义,就是植物所产生,具有生物活性的物质。这些有生物活性的化学物质,通常是植物在代谢过程中,产生的二级代谢产物(secondary metabolites),有别于维持植物生命所必需的醣类、脂肪、蛋白质等初级产物,虽然非植物生长所必需,也仅只占植物干体重的1~5%,却是植物抵抗大自然之外界伤害,保持植物健康的主要因素。由于植物种类繁多,目前所知,约有数百种植物性化学物质对人体健康有益,虽然有些甚至还未被分析出来,但可依据结构式的不同,分为下列5类:类胡萝卜素(carotenoids)、植物固醇(phytosterols)、硫氢酸盐(isothiocyanates)、叶绿素(cholorophyll)、植物雌激素(phytoestrogens)。以下就这5类的食物来源、预防癌症的可能机转或效用,在此做一个简单的说明。

 

类胡萝卜素(carotenoids):

可分为胡萝卜素(carotenes)以及叶黄素(xanthophylls)两大类。因结构式的差异,胡萝卜素可分为α-Carotene、β-Carotene以及茄红素(lycopene)三大类,而叶黄素(xanthophylls)可分为角黄素(canthaxanthin)、β-Cryptoxanthin、叶黄素(lutein)、玉米黄素(zeaxanthin)这4类。类胡萝卜素最主要的食物来源为红、橘、黄色或深绿色蔬菜及水果,如红萝卜、甜椒、菠菜、青花菜、高丽菜、甘蓝、南瓜、甘藷、杏桃、西红柿、芒果、木瓜、奇异果、葡萄柚…等。有部分研究指出,多摄取富含类胡萝卜素的食物,对于预防摄护腺癌、乳癌、子宫颈癌、肺癌、口腔癌及胃癌有效,因类胡萝卜素本身就是一种强大的抗氧化剂,可以与体内自由基结合,保护DNA及细胞膜上的脂肪,免于氧化压力伤害。此外,类胡萝卜素也可经由缝隙连接(gap junction)来调节细胞之间的传导,增进免疫功能。亦有研究指出,lutein可抑制细胞色素P450(cytochrome P450)1AA的活性,进而阻断癌化物质产生;但也有研究指出,在抽烟的族群中,摄取高剂量的β-Carotene补充剂,或高剂量的β-Carotene搭配其他抗氧化物补充剂时,反而会增加肺癌的罹患率,因此建议大家由天然的食物摄取类胡萝卜素较佳。

 

此外,因类胡萝卜素是脂溶性质,建议民众,从天然食物补充并搭配少量的脂肪(3-5公克)摄取,较能发挥预防癌症效用。

 

植物固醇(phytosterols):

植物固醇最主要的来源为植物油,如油菜籽、玉米、棉花籽、花生、亚麻籽、豆科植物或全谷类与坚果种子类的脂肪,有细胞研究指出,植物固醇可以抑制大肠癌及乳癌细胞的增生,进而抑制癌细胞的生长。不过在流行病的研究中,只有一篇相关研究,且结果与预防癌症没有相关性。但由于植物固醇结构式类似于胆固醇,可在小肠与胆固醇相互竞争,而达到降低血脂肪之功效。

 

硫氢酸盐(isothiocyanates):

硫氢酸盐可提供植物特殊的气味,主要来源为十字花科蔬菜,如花椰菜,甘蓝,高丽菜等。细胞研究指出,硫氢酸盐可以抑制phaseⅠ酵素启动潜在的致癌物质,并可以诱导phaseⅡ酵素,将潜在的致癌物质去毒性(detoxifying),另外还可促进细胞凋亡及抑制细胞增生作用,但因为人体研究的数目不多,未来还需更进一步的探讨。

 

叶绿素(cholorophyll):

叶绿素是众多蔬菜外表的颜色,是光合作用的最重要的关键,主要的功能是协助植物利用光能转换为植物所需的能量;食物来源则为各种类的绿色蔬菜。在2006年于新西兰的流行病学研究指出,在1535位受试者中,虽然没有显著相关性,但研究发现,摄取叶绿素较少的族群有较高的大肠癌发生率。而动物实验指出,当摄食富含血红素的肉类或鱼类时,叶绿素可在肠道阻断血红素这类氧化物质的前驱物,避免细胞的氧化反应,是癌化作用的阻断剂。

 

植物雌激素:

植物雌激素(phytoestrogens)因生物活性以及结构与人体所分泌的荷尔蒙—雌激素相似而有此命名。研究指出,雌激素与乳癌、子宫癌、子宫内膜癌具有正相关性,但因植物雌激素的结构与雌激素类似,可以和雌激素相互竞争与细胞受器结合,减少癌症细胞讯息的产生,而与癌症呈现负相关性。此外,除了具有类似于荷尔蒙的作用之外,更有许多研究指出,这类物质还有许多生物活性与癌症的预防作用。在动物研究中,植物雌激素具有抗氧化、抑制癌细胞增生、抑制血管新生作用、并与细胞激素、生长因子以及固醇类代谢的荷尔蒙相关。

 

由结构式来看,植物雌激素可分为木酚素(lignans)、类黄酮(flavonoids)以及豆香素(coumestans),木酚素最主要的食物来源为亚麻籽,其他种子类也是其来源,如葵花籽、芝麻、菜籽、南瓜籽、全谷类食物、莓果类、大豆以及蔬菜。豆香素(coumestans)主要的食物来源为碗豆、菜豆、紫色苜蓿芽等食物。

 

类黄酮(flavonoids)是植物的二级代谢产物,可提供植物颜色、气味,并保护植物免于紫外线、昆虫、细菌、病毒之侵害。依键结方式的不同可分为六大类:黄酮类(flavones,如apigenin、luteolin)、黄酮醇(flavonols,如quercetin、myricetin)、黄烷酮(flavanones,如naringenin、hesperidin)、黄烷醇(flavanols,如epicatechin、gallocatechin)、花青素(anthocyanidins,如cyanidin、pelargonidin)及异黄酮(isoflavoves,如genistein、daidzein)。洋香芹及芹菜是黄酮类主要的食物来源。Quercetin是黄酮醇中最为广泛的一种,其主要之食物来源为蔬菜、水果、红酒及茶,尤其以洋葱含量较多。黄烷酮的主要来源为柑橘类水果。黄烷醇中的catechin主要来源为绿茶、红酒与巧克力;花青素主要来源为草莓、蓝苺、葡萄等深红色水果及红酒。异黄酮的主要来源为黄豆,每公克干重中约含有1 mg的genistein 及 daidzein。

 

类黄酮是一具有抗氧化能力的物质,由一些体外实验发现,类黄酮可抑制LDL氧化,并可延长LDL lag time,且具有清除自由基或螯合金属离子的能力,可和游离氧、氢氧过物、2价铁离子等自由基结合,产生一稳定的物质,而终止过氧化物生成之连锁反应。此外类黄酮与维生素E有协同作用,可抑制脂质过氧化物的产生。亦有动物研究指出,给予老鼠摄食单元不饱或脂肪酸及多元不饱和脂肪酸油脂,结果发现,于饮食中添加类黄酮后,可明显减少VLDL与LDL之氧化。由于类黄酮具有上述的抗氧化功用,因此对心血管疾病具有一定程度的预防作用。在一些流行病学研究亦显示,摄取较高的类黄酮饮食,可降低心血管疾病、动脉粥状硬化及癌症之发生率。

 

除此之外,不论于体外或体内实验均指出,类黄酮可保护细胞,避免细胞DNA的氧化伤害、可避免内皮细胞因氧化伤害所造成的细胞凋亡(apoptosis)。而在动物实验中,降低大鼠因肝脏缺血性再灌流后血浆中丙二醛(malondialdehyde)浓度上升的情形。而在人体试验中亦发现,类黄酮可降低受试者淋巴球细胞DNA因H2O2诱导的氧化伤害,并显著降低尿中DNA氧化伤害性指标8 - 羟基(8-hydroxydeoxyguanosine, 8-OHdG)的含量。

 

利用饮食及摄取自然新鲜的食物而达到预防疾病的目的,或是调整及改善饮食及生活习惯,而降低癌症的发生率,一直是营养科学以及大众所努力的目标。也因此,藉由以上对植物性化学物质的介绍,让民众对此类的活性物质有所认识,而开始改变日常的生活模式;其实只要每日多摄取不同种类的蔬菜或水果,就能够摄取到上述有益的活性物质。希望大家能够开始天天五蔬果,相信防癌必能轻松做!

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有许多流行病学研究显示,增加蔬菜和水果的摄取,可以降低癌症、动脉粥状硬化及心血管疾病的发生,其中可能的作用物质包括维生素、矿物质、纤维素与植物性化学物质(phytochemicals),尤其是植物性化学物质,对于癌症的预防效果,则是近年来最被广为讨论的议题。也因此,有许多的体外实验及动物模式之研究指出,蔬菜水果中的植物性化学物质,具有降低罹患癌症以及慢性疾病之生物效益,因此,卫生署建议国人,每日应摄取至少5份的蔬菜及水果,以达到癌症或慢性疾病预防之目的。

 

但…什么是『植物性化学物质』呢?顾名思义,就是植物所产生,具有生物活性的物质。这些有生物活性的化学物质,通常是植物在代谢过程中,产生的二级代谢产物(secondary metabolites),有别于维持植物生命所必需的醣类、脂肪、蛋白质等初级产物,虽然非植物生长所必需,也仅只占植物干体重的1~5%,却是植物抵抗大自然之外界伤害,保持植物健康的主要因素。由于植物种类繁多,目前所知,约有数百种植物性化学物质对人体健康有益,虽然有些甚至还未被分析出来,但可依据结构式的不同,分为下列5类:类胡萝卜素(carotenoids)、植物固醇(phytosterols)、硫氢酸盐(isothiocyanates)、叶绿素(cholorophyll)、植物雌激素(phytoestrogens)。以下就这5类的食物来源、预防癌症的可能机转或效用,在此做一个简单的说明。

 

类胡萝卜素(carotenoids):

可分为胡萝卜素(carotenes)以及叶黄素(xanthophylls)两大类。因结构式的差异,胡萝卜素可分为α-Carotene、β-Carotene以及茄红素(lycopene)三大类,而叶黄素(xanthophylls)可分为角黄素(canthaxanthin)、β-Cryptoxanthin、叶黄素(lutein)、玉米黄素(zeaxanthin)这4类。类胡萝卜素最主要的食物来源为红、橘、黄色或深绿色蔬菜及水果,如红萝卜、甜椒、菠菜、青花菜、高丽菜、甘蓝、南瓜、甘藷、杏桃、西红柿、芒果、木瓜、奇异果、葡萄柚…等。有部分研究指出,多摄取富含类胡萝卜素的食物,对于预防摄护腺癌、乳癌、子宫颈癌、肺癌、口腔癌及胃癌有效,因类胡萝卜素本身就是一种强大的抗氧化剂,可以与体内自由基结合,保护DNA及细胞膜上的脂肪,免于氧化压力伤害。此外,类胡萝卜素也可经由缝隙连接(gap junction)来调节细胞之间的传导,增进免疫功能。亦有研究指出,lutein可抑制细胞色素P450(cytochrome P450)1AA的活性,进而阻断癌化物质产生;但也有研究指出,在抽烟的族群中,摄取高剂量的β-Carotene补充剂,或高剂量的β-Carotene搭配其他抗氧化物补充剂时,反而会增加肺癌的罹患率,因此建议大家由天然的食物摄取类胡萝卜素较佳。

 

此外,因类胡萝卜素是脂溶性质,建议民众,从天然食物补充并搭配少量的脂肪(3-5公克)摄取,较能发挥预防癌症效用。

 

植物固醇(phytosterols):

植物固醇最主要的来源为植物油,如油菜籽、玉米、棉花籽、花生、亚麻籽、豆科植物或全谷类与坚果种子类的脂肪,有细胞研究指出,植物固醇可以抑制大肠癌及乳癌细胞的增生,进而抑制癌细胞的生长。不过在流行病的研究中,只有一篇相关研究,且结果与预防癌症没有相关性。但由于植物固醇结构式类似于胆固醇,可在小肠与胆固醇相互竞争,而达到降低血脂肪之功效。

 

硫氢酸盐(isothiocyanates):

硫氢酸盐可提供植物特殊的气味,主要来源为十字花科蔬菜,如花椰菜,甘蓝,高丽菜等。细胞研究指出,硫氢酸盐可以抑制phaseⅠ酵素启动潜在的致癌物质,并可以诱导phaseⅡ酵素,将潜在的致癌物质去毒性(detoxifying),另外还可促进细胞凋亡及抑制细胞增生作用,但因为人体研究的数目不多,未来还需更进一步的探讨。

 

叶绿素(cholorophyll):

叶绿素是众多蔬菜外表的颜色,是光合作用的最重要的关键,主要的功能是协助植物利用光能转换为植物所需的能量;食物来源则为各种类的绿色蔬菜。在2006年于新西兰的流行病学研究指出,在1535位受试者中,虽然没有显著相关性,但研究发现,摄取叶绿素较少的族群有较高的大肠癌发生率。而动物实验指出,当摄食富含血红素的肉类或鱼类时,叶绿素可在肠道阻断血红素这类氧化物质的前驱物,避免细胞的氧化反应,是癌化作用的阻断剂。

 

植物雌激素:

植物雌激素(phytoestrogens)因生物活性以及结构与人体所分泌的荷尔蒙—雌激素相似而有此命名。研究指出,雌激素与乳癌、子宫癌、子宫内膜癌具有正相关性,但因植物雌激素的结构与雌激素类似,可以和雌激素相互竞争与细胞受器结合,减少癌症细胞讯息的产生,而与癌症呈现负相关性。此外,除了具有类似于荷尔蒙的作用之外,更有许多研究指出,这类物质还有许多生物活性与癌症的预防作用。在动物研究中,植物雌激素具有抗氧化、抑制癌细胞增生、抑制血管新生作用、并与细胞激素、生长因子以及固醇类代谢的荷尔蒙相关。

 

由结构式来看,植物雌激素可分为木酚素(lignans)、类黄酮(flavonoids)以及豆香素(coumestans),木酚素最主要的食物来源为亚麻籽,其他种子类也是其来源,如葵花籽、芝麻、菜籽、南瓜籽、全谷类食物、莓果类、大豆以及蔬菜。豆香素(coumestans)主要的食物来源为碗豆、菜豆、紫色苜蓿芽等食物。

 

类黄酮(flavonoids)是植物的二级代谢产物,可提供植物颜色、气味,并保护植物免于紫外线、昆虫、细菌、病毒之侵害。依键结方式的不同可分为六大类:黄酮类(flavones,如apigenin、luteolin)、黄酮醇(flavonols,如quercetin、myricetin)、黄烷酮(flavanones,如naringenin、hesperidin)、黄烷醇(flavanols,如epicatechin、gallocatechin)、花青素(anthocyanidins,如cyanidin、pelargonidin)及异黄酮(isoflavoves,如genistein、daidzein)。洋香芹及芹菜是黄酮类主要的食物来源。Quercetin是黄酮醇中最为广泛的一种,其主要之食物来源为蔬菜、水果、红酒及茶,尤其以洋葱含量较多。黄烷酮的主要来源为柑橘类水果。黄烷醇中的catechin主要来源为绿茶、红酒与巧克力;花青素主要来源为草莓、蓝苺、葡萄等深红色水果及红酒。异黄酮的主要来源为黄豆,每公克干重中约含有1 mg的genistein 及 daidzein。

 

类黄酮是一具有抗氧化能力的物质,由一些体外实验发现,类黄酮可抑制LDL氧化,并可延长LDL lag time,且具有清除自由基或螯合金属离子的能力,可和游离氧、氢氧过物、2价铁离子等自由基结合,产生一稳定的物质,而终止过氧化物生成之连锁反应。此外类黄酮与维生素E有协同作用,可抑制脂质过氧化物的产生。亦有动物研究指出,给予老鼠摄食单元不饱或脂肪酸及多元不饱和脂肪酸油脂,结果发现,于饮食中添加类黄酮后,可明显减少VLDL与LDL之氧化。由于类黄酮具有上述的抗氧化功用,因此对心血管疾病具有一定程度的预防作用。在一些流行病学研究亦显示,摄取较高的类黄酮饮食,可降低心血管疾病、动脉粥状硬化及癌症之发生率。

 

除此之外,不论于体外或体内实验均指出,类黄酮可保护细胞,避免细胞DNA的氧化伤害、可避免内皮细胞因氧化伤害所造成的细胞凋亡(apoptosis)。而在动物实验中,降低大鼠因肝脏缺血性再灌流后血浆中丙二醛(malondialdehyde)浓度上升的情形。而在人体试验中亦发现,类黄酮可降低受试者淋巴球细胞DNA因H2O2诱导的氧化伤害,并显著降低尿中DNA氧化伤害性指标8 - 羟基(8-hydroxydeoxyguanosine, 8-OHdG)的含量。

 

利用饮食及摄取自然新鲜的食物而达到预防疾病的目的,或是调整及改善饮食及生活习惯,而降低癌症的发生率,一直是营养科学以及大众所努力的目标。也因此,藉由以上对植物性化学物质的介绍,让民众对此类的活性物质有所认识,而开始改变日常的生活模式;其实只要每日多摄取不同种类的蔬菜或水果,就能够摄取到上述有益的活性物质。希望大家能够开始天天五蔬果,相信防癌必能轻松做!

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