 花青素又称花色素，是由花色苷水解产生的有颜色的苷元，且在不同pH值条件下呈现不同的颜色，是果实、花卉中的主要呈色成分。在天然植物中，天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素6种花青素最常见。花青素的结构不稳定，在自然界中通常以花色苷的形式存在，很少有游离的花色素存在。花青素类化合物作为天然抗氧化剂在自然界中广泛存在，营养价值高，资源丰富，具有抗氧化、抗肿瘤、改善视力、保护心血管、调节血糖、抗菌、抗炎、调节免疫等多种生物活性，在食品、医药等领域有巨大的发展潜力。本文总结了花青素类成分的药理作用，为花青素的深入研究提供参考。 1 抗氧化抗氧化活性是花青素最显著的生物活性。研究表明，无刺黑莓、蓝莓、蔓越莓、树莓和草莓果汁中的花青素对超氧阴离子自由基、过氧化氢、羟自由基和单线态氧均具有较强的抗氧化活性[1]。大兴安岭野生蓝莓花青素对HepG2细胞内活性氧自由基的最大清除率为37%，具有良好的抗氧化活性[2]。研究表明，花青素能够有效清除DPPH自由基、羟自由基[3]。 通过蓝莓花青素对超氧自由基、羟基自由基和DPPH自由基清除能力进行体外抗氧化活性的评价，结果表明蓝莓花青素具有显著的抗氧化活性[4]。在不同酒精度下发酵蓝莓酒时所得蓝莓花青素的清除自由基能力不同[5]。花青素的自由基清除能力明显强于维生素C和维生素E[6]。小鼠ig蓝莓花青素150、300、450 mg/kg，30 d后发现蓝莓花青素可使小鼠体内总抗氧化能力、总超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活力增加，丙二醛则明显减少，说明蓝莓花青素可以通过提高小鼠机体内抗氧化酶的活力清除机体中的过氧化物，从而表现出显著的抗氧化能力[7]。花青素提取液对二价铁离子有很好的抗氧化作用[8]。 研究表明，花青素的抗氧化活性主要由花青素的多酚结构决定，其发挥抗氧化能力的主要结构是羟基，羟基的数量和位置决定了它的抗氧化能力。花青素通过为自由基提供电子、氢以减少氧化加合物的形成、增加细胞对氧自由基的吸收量、增强天然抗氧化酶的活性、与蛋白结合参与细胞信号通路、基因表达发挥显著的抗氧化活性[9-11]。 2 抗肿瘤紫甘薯花色苷800 μg/mL对人肝癌细胞HepG2的抑制率高达80%[12]。黑树莓花青素可有效抑制亚硝基甲基苄胺诱导的大鼠食管瘤的产生[13]。喂食富含花青素的酸樱桃提取物19周的肠癌小鼠，其小肠近端和中间1/3的肿瘤显著减少，但小肠远端的肿瘤减少不明显[14]。将2 mg富含花青素和鞣质的石榴提取物局部应用于cd-1小鼠的皮肤，显著抑制了12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯（TPA）介导的皮肤水肿和增生、鸟氨酸脱羧酶活性，抑制TPA诱导的细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）、p38和应激活化蛋白激酶1/2（JNK1/2）的磷酸化，以及核因子κB（NF-κB）和IκB激酶α（IKKα）的活化和κBα的磷酸化和降解，从而使由热塑性塑料引起的皮肤肿瘤发病率和肿瘤多样性显著降低[15]。 口服管饲法给予小鼠黑米花青素，能显著抑制sc C57BL/6雄性小鼠的路易斯肺癌细胞的生长[16]。研究表明，花青素对乳腺癌细胞和结直肠癌细胞有明显的抑制作用[17-18]。蓝莓花青素能抑制人前列腺癌细胞DU145基质金属蛋白酶活性，从而抑制肿瘤细胞的转移[19]。花青素通过影响纤溶酶原激活，从而抑制胶质母细胞瘤细胞迁移[20]。 花青素有显著的体外抑制癌细胞增殖作用[21]，通过影响细胞周期调节蛋白阻断细胞周期各阶段的能力抑制细胞增殖[22]。研究表明，野樱莓花青素可使人结肠癌细胞的G1/G0和G2/M期出现阻塞，且细胞周期停滞与p21WAF1和p27KIP1基因的表达增加以及细胞周期蛋白A、B基因的表达减少同时发生[23]。用花青素处理癌细胞可导致癌细胞线粒体膜电位、细胞色素c胱天蛋白酶依赖性抗凋亡和促凋亡蛋白的释放和调节[24]。花色苷通过调节癌细胞中FAS和FASL的表达诱导细胞凋亡[25]。 3 改善视力花青素能刺激蛙杆外段视紫红质的再生，还能抑制负性晶状体诱导的鸡近视模型的眼轴和眼长延长[26]。研究表明，黑加仑花色苷能引起剂量相关性的暗适应阈值降低，同时发现摄入黑加仑花青素能显著改善视疲劳症状[27]。花青素能有效防止眼睛晶状体的蛋白质氧化、晶状体浑浊，还能预防白内障[28]。蓝莓花青素可以改善线粒体的功能，影响血红素氧化酶-1的表达，从而抑制视网膜色素上皮细胞中血管内皮生长因子过表达，降低新生血管性黄斑变性的风险[29]。 4 保护心血管蓝莓花青素可以阻止胶原、花生稀酸等引起的血小管凝固，预防血栓形成[30]。14名老年受试者连续7 d服用新西兰黑醋栗提取物胶囊，结果表明短期摄入黑加仑花青素可降低老年受试者的中心动脉僵硬度和中心血压，有利于维持或改善心血管健康[31]。花青素通过抑制活性氧（ROS）/p-JNK/Bcl-2途径诱导心肌抵抗缺血损伤的状态[32]。在代谢综合征人群中，补充花青素通过改善心脏代谢危险因素和降低血栓形成性而发挥抗动脉粥样硬化作用[33]。葡萄花青素通过抑制磷酸二酯酶-5活性舒张血管，降低心血管疾病的风险[34]。 5 调节血糖研究表明，花青素对2型糖尿病患者的血糖有良好的控制效果[35]。糖尿病小鼠ig 100、200、400 mg/kg黑豆皮提取物连续28 d，结果表明黑豆皮花青素可显著增加糖尿病小鼠肝脏和肌肉中的糖原含量，并显著降低糖尿病小鼠的胰岛素抵抗[36]。黑米花青素可剂量相关性地降低血糖，增加骨密度，同时降低血清骨转换指标[37]。 6 抗菌紫甘薯花青素、蓝莓花青素对大肠杆菌均有显著的抑制作用[38-39]。黑豆皮花青素对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有显著的抑制作用[40]。紫胡萝卜花青素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用，但对枯草芽孢杆菌、变形杆菌、表皮葡萄球菌、伤寒杆菌的抑菌作用较弱，对粪链球菌抑菌作用较差[41]。胭脂萝卜花青素对不同菌种的抑制效果不同，抑制效果为枯草芽孢杆菌＞大肠杆菌＞白色念珠菌＞金黄色葡萄球菌＞鼠伤寒沙门氏菌＞黑曲霉[42]。 7 抗炎花色苷通过减少核因子κBα降解抑制剂以及磷酸化细胞外信号调节激酶c-Jun来抑制NF-κB的核转移普通–末端激酶、p38丝裂原活化蛋白激酶和Akt[43]，提示花色苷可能为治疗伴有小胶质细胞活化的炎症和神经退行性疾病提供了巨大的治疗潜力。蓝莓花青素可显著抑制典型细胞因子的释放、相对炎症基因和蛋白表达水平[44]。飞燕草花青素可抑制MEK1/2的磷酸化以及ERK1/2上游的酶，使MEK/ERK表达下调[45]。 花色苷抑制幽门螺杆菌诱导的诱导型一氧化氮合酶和环氧化酶-2基因的表达，并抑制白细胞介素8（IL-8）的产生，提示花青素可能对幽门螺杆菌感染的胃上皮细胞具有抗炎作用[46]。小鼠ig金叶女贞花青素90 mg/kg，连续7 d，发现金叶女贞花青素具有镇痛作用，其机制可能与提高小鼠抗氧化能力，增强血清SOD活性，减少NO和炎性因子PGE2的生成有关[47]。紫甘薯花青素可抑制炎症相关蛋白的表达，从而达到抗炎作用[48]。黑树莓花青素可显著抑制ICAM-1、VCAM-1基因和蛋白表达[49]。 8 调节免疫花青素可通过抑制肥大细胞的脱颗粒，抑制组胺、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、IL-6等炎症介质释放以及抑制细胞内钙摄入达到抗过敏作用[50]。小鼠ig黑豆花青素50、100、200 mg/kg，连续30 d，发现黑豆花青素可显著提高小鼠胸腺系数和脾脏系数，提高血清抗体水平，提高巨噬细胞的吞噬功能，并表现出一定的剂量相关关系，表明黑豆花青素具有一定的免疫增强作用[51]。 9 其他研究表明，花青素具有保肝作用[52]。老龄大鼠ig蓝莓提取物，连续30 d，发现蓝莓花青素可改善老龄大鼠机体氧化应激状态，且具有较好的保肝作用，其机制可能与增强抗氧化能力、抑制肝细胞凋亡有关[53]。花青素能防止镉引起的肝细胞皱缩、核质外流和炎症浸润等，其保护机制为清除自由基、提高机体的抗氧化能力；抑制NO等炎症因子的产生；螯合金属离子Cd2+，抑制肝脏中镉的蓄积，缓解肝损伤[54]。中国野生蓝莓总花青素对于非酒精性脂肪肝、酒精性脂肪肝和氯化镉造成的肝损伤有较好的活性[55]。 花青素靶向作用于TLR4/NF-κB、ROS/JNK和NF-κB/BACE1途径，消除了肠道生物失调诱导的炎症因子介导的神经炎症和阿尔茨海默病[56]。研究表明，花青素能够调节胆碱能神经传递，恢复Na+, K+-ATPase和Ca2+-ATPase的活性，还能防止东莨菪碱引起的记忆障碍[57]。小鼠ig蓝莓提取物10、20 mg/kg，连续21 d，发现蓝莓提取物可显著改善D-半乳糖对小鼠记忆力减退、衰老的影响[58]。大鼠ig冻干浆果，连续30 d，短期记忆明显增强，表明冻干浆果花青素可明显改善老年痴呆导致的短期记忆失常[59]。花青素还能在改善大鼠的空间记忆能力的同时保护海马细胞免受β-淀粉样蛋白毒性[60]。 研究表明，花青素可以调节人体血脂水平，治疗动脉粥样硬化[61]。花青素通过抑制脂质在肝脏中的合成能够明显地抑制脂肪在体内的积累，将蓝莓花青素混合到高脂食物中喂养小鼠，发现花青素能够明显地抑制体质量的增加和体内脂肪的积累[62]。矢车菊素-3-O-富含半乳糖苷通过降低CCAAT转录因子或增强子结合蛋白α、过氧化物酶体增殖物激活受体γ、ATP-柠檬酸裂解酶等蛋白的表达来抑制脂肪生成[63]。花青素还可通过调节肠道菌群，激活AMPK信号通路减少脂肪的生成[64]。花青素可通过降低三酰甘油含量和过氧化物酶体增殖物激活受体γ蛋白的表达减少体质量增加[65]。 有研究表明，花青素具有抗突变活性[66]。马铃薯花青素有抗突变活性[67]。用紫外照射注入越橘花青素的大鼠，结果越橘花青素明显提高了大鼠的胸腺和脾脏指数，降低了细胞的微核率，因此认为越橘花青素对紫外辐射有保护作用[68]。 有寒性体质的女性摄入野樱莓花青素后，血浆中去甲肾上腺素水平显著升高，这表明野樱莓花青素可改善寒性体质的健康女性的体温调节[69]。研究表明，花青素可通过抑制细胞色素释放，下调caspase-3、caspase-9和Bax的基因转录和蛋白质表达，对细胞的凋亡起到保护作用[70-71]。 10 结语近年来对天然色素的研究日渐活跃，用天然色素代替合成色素已经成为了一种趋势。花青素作为一种天然色素，具有不良反应小、生物活性多样的特点，不仅拥有丰富的营养成分，还有广泛的药用价值，在药品生产开发领域拥有良好的发展前景，可应用于多种疾病治疗新药的研发，具有重要的研究意义。大量研究已经表明，花青素具有抗氧化、抗肿瘤、改善视力、抗炎、抗菌等有益的生物活性。但由于花青素的结构复杂，稳定性差，因此目前对于花青素生物活性的作用机制、构效关系的研究相对薄弱，还需要进行更深入的探索研究。 利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突 参考文献（略） 来 源：徐玉岩，张韵寒，钱远宇，黄海秀，伍一炜，赵迪，徐暾海．花青素类成分药理作用的研究进展 [J]. 现代药物与临床, 2022, 37(8): 1886-1891 . |
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