Одномолекулярный (мономерный) катехин, или изомер эпикатехина (см. схему), добавляет четыре гидроксила к флаван-3-олу, создавая строительные блоки для конкатенированных полимеров ( проантоцианидинов ) и полимеров более высокого порядка ( антоцианидинов ). [2]
Флаван-3-олы обладают двумя хиральными атомами углерода, что означает, что для каждого из них существует четыре диастереоизомера . Они отличаются от желтых содержащих кетоны флавоноидов, таких как кверцитин и рутин , которые называются флавонолами . Раннее использование термина биофлавоноид неточно применялось для включения флаванолов , которые отличаются отсутствием кетона(ов). Мономеры, димеры и тримеры катехина (олигомеры) бесцветны. Полимеры более высокого порядка, антоцианидины, проявляют более глубокие красные оттенки и становятся танинами . [2]
Катехин и эпикатехин являются эпимерами , причем (–)-эпикатехин и (+)-катехин являются наиболее распространенными оптическими изомерами, встречающимися в природе. Катехин был впервые выделен из растительного экстракта катеху , от которого он и получил свое название. Нагревание катехина выше точки его разложения высвобождает пирокатехин (также называемый катехолом), что объясняет общее происхождение названий этих соединений.
В отличие от многих других флавоноидов , флаван-3-олы обычно не существуют в растениях в виде гликозидов . [3]
Биосинтез (–)-эпикатехина
Флавоноиды являются продуктами стартовой единицы циннамоил-КоА с удлинением цепи с использованием трех молекул малонил-КоА. Реакции катализируются ферментом PKS типа III. Эти ферменты не используют ACPS, а вместо этого используют сложные эфиры кофермента А и имеют один активный центр для выполнения необходимой серии реакций, например удлинения цепи, конденсации и циклизации. Удлинение цепи 4-гидроксициннамоил-КоА с тремя молекулами малонил-КоА дает изначально поликетид (рисунок 1), который может быть свернут. Это позволяет протекать реакциям типа Кляйзена, генерируя ароматические кольца. [4] [5] Флуоресцентная микроскопия изображений с продолжительностью жизни (FLIM) может использоваться для обнаружения флаванолов в растительных клетках. [6]
Флаван-3-олы в изобилии содержатся в чаях, полученных из чайного растения Camellia sinensis , а также в некоторых сортах какао (из семян Theobroma cacao ), хотя их содержание значительно зависит от обработки, особенно в шоколаде . [8] [9] Флаван-3-олы также присутствуют в рационе человека во фруктах, в частности семечковых , ягодах , овощах и вине . [10] Их содержание в пище варьируется и зависит от различных факторов, таких как сорт , обработка и приготовление . [11]
Биодоступность и метаболизм
Биодоступность флаван-3-олов зависит от пищевой матрицы , типа соединения и их стереохимической конфигурации. [12] В то время как мономерные флаван-3-олы легко усваиваются, олигомерные формы не усваиваются. [12] [ 13] Большинство данных о метаболизме флаван-3-олов у человека доступны для мономерных соединений, особенно эпиатехина . Эти соединения усваиваются и метаболизируются при поглощении в тощей кишке , [14] в основном путем O -метилирования и глюкуронирования, [15] а затем далее метаболизируются печенью . Микробиом толстой кишки также играет важную роль в метаболизме флаван-3-олов, и они катаболизируются до более мелких соединений, таких как 5-(3′/4′-дигидроксифенил)-γ-валеролактоны и гиппуровая кислота . [16] [17] Только флаван-3-олы с неповрежденной (эпи)катехиновой частью могут метаболизироваться в 5-(3′/4′-дигидроксифенил)-γ-валеролактоны (изображение в Галерее). [18]
Исследования показали, что флаван-3-олы могут влиять на сосудистую функцию , артериальное давление и липиды крови , при этом по состоянию на 2019 год были продемонстрированы лишь незначительные эффекты. [21] [22] В 2015 году Европейская комиссия одобрила заявление о пользе для здоровья твердых веществ какао , содержащих 200 мг флаванолов, заявив, что такое потребление «может способствовать поддержанию эластичности сосудов и нормального кровотока». [23] [24] По состоянию на 2022 год доказательства, основанные на пищевых продуктах, указывают на то, что потребление 400–600 мг флаван-3-олов в день может иметь небольшое положительное влияние на сердечно-сосудистые биомаркеры . [25]
Галерея
Схематическое изображение метаболизма флаван-3-ола (−)-эпикатехина у людей в зависимости от времени после перорального приема. SREM: структурно связанные метаболиты (−)-эпикатехина. 5C-RFM: метаболиты деления 5-углеродного кольца. 3/1C-RFM: метаболиты деления 3- и 1-углеродной боковой цепи кольца. Изображены структуры наиболее распространенных метаболитов (−)-эпикатехина, присутствующих в системном кровотоке и в моче. [17]
Флаван-3-ол предшественники микробного метаболита 5-(3′/4′-дигидроксифенил)-γ-валеролактона (gVL). Только соединения с неповрежденной (эпи)катехиновой частью приводят к образованию γVL кишечным микробиомом. ECG, (−)-эпикатехин-3- O -галлат; EGCG, галлат эпигаллокатехина ; EGC, эпигаллокатехин . [18]
Ссылки
^ Ullah C, Unsicker SB, Fellenberg C, Constabel CP, Schmidt A, Gershenzon J, Hammerbacher A (декабрь 2017 г.). «Флаван-3-олы — эффективная химическая защита от заражения ржавчиной». Физиология растений . 175 (4): 1560–1578. doi :10.1104/pp.17.00842. PMC 5717727. PMID 29070515 .
^ аб Швиттерс Б, Маскелье Дж (1995). OPC на практике (3-е изд.). ОСЛК 45289285.
^ Del Rio D, Rodriguez-Mateos A, Spencer JP, Tognolini M, Borges G, Crozier A (май 2013 г.). «Диетические (поли)фенолы в здоровье человека: структуры, биодоступность и доказательства защитных эффектов против хронических заболеваний». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 18 (14): 1818–1892. doi :10.1089/ars.2012.4581. PMC 3619154. PMID 22794138 .
^ Dewick PM (2009). Лекарственные натуральные продукты: биосинтетический подход . John Wiley & Sons. стр. 168. ISBN978-0-471-49641-0.
^ Winkel-Shirley B (июнь 2001 г.). «Биосинтез флавоноидов. Красочная модель для генетики, биохимии, клеточной биологии и биотехнологии». Физиология растений . 126 (2): 485–493. doi :10.1104/pp.126.2.485. PMC 1540115. PMID 11402179 .
^ Mueller-Harvey I, Feucht W, Polster J, Trnková L, Burgos P, Parker AW, Botchway SW (март 2012 г.). «Двухфотонное возбуждение с пикосекундной визуализацией времени жизни флуоресценции для обнаружения ядерной ассоциации флаванолов». Analytica Chimica Acta . 719 : 68–75. doi :10.1016/j.aca.2011.12.068. PMID 22340533. S2CID 24094780.
^ "База данных по содержанию полифенолов в продуктах питания, т. 3.6". Phenol Explorer. 2016.
^ Hammerstone JF, Lazarus SA, Schmitz HH (август 2000 г.). «Содержание и вариации процианидина в некоторых часто потребляемых продуктах». Журнал питания . 130 (8S Suppl): 2086S–2092S. doi : 10.1093/jn/130.8.2086S . PMID 10917927.
^ Payne MJ, Hurst WJ, Miller KB, Rank C, Stuart DA (октябрь 2010 г.). «Влияние ферментации, сушки, обжарки и голландской обработки на содержание эпикатехина и катехина в какао-бобах и какао-ингредиентах». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (19): 10518–10527. doi :10.1021/jf102391q. PMID 20843086.
^ Manach C, Scalbert A, Morand C, Rémésy C, Jiménez L (май 2004 г.). «Полифенолы: источники пищи и биодоступность». Американский журнал клинического питания . 79 (5): 727–747. doi : 10.1093/ajcn/79.5.727 . PMID 15113710.
^ ab Del Río D, Rodríguez Mateos A, Spencer JP, Tognolini M, Borges G, Crozier A (май 2013 г.). «Диетические (поли)фенолы в здоровье человека: структуры, биодоступность и доказательства защитных эффектов против хронических заболеваний». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 18 (14): 1818–1892. doi :10.1089/ars.2012.4581. PMC 3619154. PMID 22794138 .
^ Родригес Матеос А, Вебер Т, Скин СС, Оттавиани ДЖИ, Крозье А, Кельм М и др. (декабрь 2018 г.). «Оценка соответствующих вкладов диетических мономеров флаванола и процианидинов в опосредование сердечно-сосудистых эффектов у людей: рандомизированное, контролируемое, двойное слепое исследование вмешательства». Американский журнал клинического питания . 108 (6): 1229–1237. doi :10.1093/ajcn/nqy229. PMC 6290365. PMID 30358831 .
^ Actis-Goretta L, Lévèques A, Rein M, Teml A, Schäfer C, Hofmann U и др. (октябрь 2013 г.). «Кишечная абсорбция, метаболизм и экскреция (−)-эпикатехина у здоровых людей, оцененная с помощью метода кишечной перфузии». Американский журнал клинического питания . 98 (4): 924–933. doi : 10.3945/ajcn.113.065789 . PMID 23864538.
^ Kuhnle G, Spencer JP, Schroeter H, Shenoy B, Debnam ES, Srai SK и др. (октябрь 2000 г.). «Эпикатехин и катехин подвергаются O -метилированию и глюкуронированию в тонком кишечнике». Biochemical and Biophysical Research Communications . 277 (2): 507–512. doi :10.1006/bbrc.2000.3701. PMID 11032751.
^ Das NP (декабрь 1971 г.). «Исследования метаболизма флавоноидов. Поглощение и метаболизм (+)-катехина у человека». Биохимическая фармакология . 20 (12): 3435–3445. doi :10.1016/0006-2952(71)90449-7. PMID 5132890.
^ ab Ottaviani JI, Borges G, Momma TY и др. (июль 2016 г.). «Метаболом [2-14C](−)-эпикатехина у людей: значение для оценки эффективности, безопасности и механизмов действия полифенольных биоактивных веществ». Scientific Reports . 6 (1): 29034. Bibcode :2016NatSR...629034O. doi :10.1038/srep29034. PMC 4929566 . PMID 27363516.
^ аб Оттавиани Дж.И., Фонг Р., Кимбалл Дж., Энсунса Дж.Л., Бриттен А., Лукарелли Д. и др. (июнь 2018 г.). «Оценка метаболитов микробиомного происхождения как биомаркера потребления флаван-3-ола в эпидемиологических исследованиях». Научные отчеты . 8 (1): 9859. Бибкод : 2018NatSR...8.9859O. doi : 10.1038/s41598-018-28333-w. ПМК 6026136 . ПМИД 29959422.
^ Министерство здравоохранения Канады (12 декабря 2017 г.). «Краткий обзор безопасности — натуральные продукты для здоровья, содержащие экстракт зеленого чая — оценка потенциального риска поражения печени (гепатотоксичности)». Министерство здравоохранения Канады, Правительство Канады . Получено 06.05.2022 .
^ Younes M, Aggett P, Aguilar F, Crebelli R, Dusemund B, Filipič M и др. (апрель 2018 г.). «Научное мнение о безопасности катехинов зеленого чая». Журнал EFSA . 16 (4): e05239. doi : 10.2903/j.efsa.2018.5239. PMC 7009618. PMID 32625874.
^ Рид К, Факлер П, Стокс Н.П. и др. (Кокрейновская группа по гипертензии) (апрель 2017 г.). «Влияние какао на артериальное давление». База данных систематических обзоров Кокрейна . 4 (5): CD008893. doi :10.1002 / 14651858.CD008893.pub3. PMC 6478304. PMID 28439881.
^ Raman G, Avendano EE, Chen S, Wang J, Matson J, Gayer B и др. (ноябрь 2019 г.). «Пищевое потребление флаван-3-олов и кардиометаболическое здоровье: систематический обзор и метаанализ рандомизированных испытаний и проспективных когортных исследований». Американский журнал клинического питания . 110 (5): 1067–1078. doi :10.1093/ajcn/nqz178. PMC 6821550. PMID 31504087 .
^ "Статья 13 (5): Какао-флаванолы; Фильтры поиска: Статус заявления - авторизовано; поиск - флаванолы". Европейская комиссия, Реестр ЕС. 31 марта 2015 г. Получено 8 сентября 2022 г.
^ «Научное мнение об изменении разрешения на утверждение о пользе для здоровья, связанное с флаванолами какао и поддержанием нормальной эндотелий-зависимой вазодилатации в соответствии со статьей 13(5) Регламента (ЕС) № 1924/20061 после запроса в соответствии со статьей 19 Регламента (ЕС) № 1924/2006». Журнал EFSA . 12 (5). 2014. doi : 10.2903/j.efsa.2014.3654 .
^ Crowe-White, Kristi M; Evans, Levi W; Kuhnle, Gunter GC; Milenkovic, Dragan; Stote, Kim; Wallace, Taylor; Handu, Deepa; Senkus, Katelyn E (3 октября 2022 г.). «Flavan-3-ols и кардиометаболическое здоровье: первое в истории диетическое биоактивное руководство». Advances in Nutrition . 13 (6): 2070–83. doi : 10.1093/advances/nmac105 . PMC 9776652. PMID 36190328 .
Внешние ссылки
Медиа, связанные с Flavano-3-ols на Wikimedia Commons