Одномолекулярный (мономерный) катехин, или изомер эпикатехин (см. диаграмму), добавляет четыре гидроксила к флаван-3-олу, образуя строительные блоки для составных полимеров ( проантоцианидинов ) и полимеров более высокого порядка ( антоцианидинов ). [2]
Флаван-3-олы содержат два хиральных атома углерода, то есть у каждого из них имеется четыре диастереоизомера . Их отличают от желтых кетонсодержащих флавоноидов, таких как кверцитин и рутин , которые называются флавонолами . Раннее использование термина «биофлавоноид» неверно применялось для обозначения флаванолов, которые отличаются отсутствием кетона (кетонов). Мономеры, димеры и тримеры (олигомеры) катехина бесцветны. Полимеры более высокого порядка, антоцианидины, приобретают более глубокий красный цвет и превращаются в танины . [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 катехина , от которого он и получил свое название. При нагревании катехина после точки разложения выделяется 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]
Структуры (эпи)катехин, (эпи)катехин-галлат, (эпи)галлокатехин и (эпи)галлокатехин-галлат.
Биосинтез (–)-эпикатехина
Флавоноиды представляют собой продукты стартовой единицы циннамоил-КоА с удлинением цепи за счет трех молекул малонил-КоА. Реакции катализируются ферментом ПКС III типа. 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. Расширение цепи 4-гидроксициннамоил-КоА тремя молекулами малонил-КоА первоначально дает поликетид (рис. 1), который можно сворачивать. Они позволяют протекать реакциям, подобным Кляйзену, с образованием ароматических колец. [4] [5] Флуоресцентная микроскопия с изображением времени жизни (FLIM) может использоваться для обнаружения флаванолов в растительных клетках. [6]
Сообщается о диапазоне содержания флаван-3-ола в обычно потребляемых продуктах. [7]
Флаван-3-олы в изобилии содержатся в чаях , полученных из чайного растения Camellia sinensis , а также в некоторых какао (изготовленных из семян Theobroma cacao ), хотя на их содержание существенно влияет обработка, особенно в шоколаде . [8] [9] Флаван-3-олы также присутствуют в рационе человека во фруктах, особенно 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] Хотя 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 поглощаются и метаболизируются при попадании в тощую кишку [14] , в основном путем O -метилирования и глюкуронидации [15] , а затем дополнительно метаболизируются в печени . 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 интактным (эпи)катехиновым фрагментом могут метаболизироваться в 5-(3'/4'-дигидроксифенил)-γ-валеролактоны (изображение в галерее). [18]
Исследования показали, что флаван-3-олы могут влиять на функцию сосудов , артериальное давление и липиды в крови , при этом по состоянию на 2019 год было продемонстрировано лишь незначительное воздействие . содержащий 200 мг флаванолов, утверждая, что такое потребление «может способствовать поддержанию эластичности сосудов и нормальному кровотоку». [23] [24] По состоянию на 2022 год данные о пищевых продуктах показывают, что прием 400–600 мг флаван-3-олов в день может оказывать небольшой положительный эффект на сердечно-сосудистые биомаркеры . [25]
Галерея
Схематическое изображение метаболизма флаван-3-ол(-)-эпикатехина у человека в зависимости от времени после перорального приема. SREM: структурно родственные метаболиты (-)-эпикатехина. 5C-RFM: метаболиты деления 5-углеродного кольца. 3/1C-RFM: метаболиты деления колец с 3- и 1-углеродными боковыми цепями. Изображены структуры наиболее распространенных метаболитов (-)-эпикатехина, присутствующих в системном кровообращении и моче. [17]
Флаван-3-ол предшественник микробного метаболита 5-(3'/4'-дигидроксифенил)-γ-валеролактона (гВЛ). Только соединения с интактным (эпи)катехиновым фрагментом приводят к образованию γVL кишечным микробиомом. ЭКГ: (-)-эпикатехин-3- О -галлат; EGCG, галлат эпигаллокатехина ; ЭГК, эпигаллокатехин . [18]
Рекомендации
^ Улла С., Унсикер С.Б., Фелленберг С., Констебель С.П., Шмидт А., Гершензон Дж., Хаммербахер А. (декабрь 2017 г.). «Флаван-3-олы являются эффективной химической защитой от заражения ржавчиной». Физиология растений . 175 (4): 1560–1578. дои : 10.1104/стр.17.00842. ПМЦ 5717727 . ПМИД 29070515.
^ аб Швиттерс Б, Маскелье Дж (1995). OPC на практике (3-е изд.). ОСЛК 45289285.
^ Дель Рио Д., Родригес-Матеос А., Спенсер Дж.П., Тоньолини М., Борхес Г., Крозье А. (май 2013 г.). «Диетические (поли)фенолы для здоровья человека: структура, биодоступность и доказательства защитного действия против хронических заболеваний». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 18 (14): 1818–1892. дои : 10.1089/ars.2012.4581. ПМК 3619154 . ПМИД 22794138.
^ Дьюик ПМ (2009). Лекарственные натуральные продукты: биосинтетический подход . Джон Уайли и сыновья. п. 168. ИСБН978-0-471-49641-0.
^ Винкель-Ширли Б. (июнь 2001 г.). «Биосинтез флавоноидов. Красочная модель для генетики, биохимии, клеточной биологии и биотехнологии». Физиология растений . 126 (2): 485–493. дои : 10.1104/стр.126.2.485. ПМК 1540115 . ПМИД 11402179.
^ Мюллер-Харви I, Фейхт В., Польстер Дж., Трнкова Л., Бургос П., Паркер А.В., Botchway SW (март 2012 г.). «Двухфотонное возбуждение с пикосекундной визуализацией времени жизни флуоресценции для обнаружения ядерной ассоциации флаванолов». Аналитика Химика Акта . 719 : 68–75. дои : 10.1016/j.aca.2011.12.068. PMID 22340533. S2CID 24094780.
^ «База данных по содержанию полифенолов в пищевых продуктах, версия 3.6». Феноловый исследователь. 2016.
^ Hammerstone JF, Lazarus SA, Schmitz HH (август 2000 г.). «Содержание и вариации процианидинов в некоторых часто употребляемых продуктах». Журнал питания . 130 (дополнение 8S): 2086S–2092S. дои : 10.1093/jn/130.8.2086S . ПМИД 10917927.
^ Пейн М.Дж., Херст У.Дж., Миллер К.Б., Ранг C, Стюарт Д.А. (октябрь 2010 г.). «Влияние ферментации, сушки, обжарки и голландской обработки на содержание эпикатехина и катехина в какао-бобах и ингредиентах какао». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (19): 10518–10527. дои : 10.1021/jf102391q. ПМИД 20843086.
^ Манах С., Скальберт А., Моран С., Ремеси С., Хименес Л. (май 2004 г.). «Полифенолы: источники питания и биодоступность». Американский журнал клинического питания . 79 (5): 727–747. дои : 10.1093/ajcn/79.5.727 . ПМИД 15113710.
^ аб Дель Рио Д., Родригес Матеос А., Спенсер Дж. П., Тоньолини М., Борхес Г., Крозье А. (май 2013 г.). «Диетические (поли)фенолы для здоровья человека: структура, биодоступность и доказательства защитного действия против хронических заболеваний». Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 18 (14): 1818–1892. дои : 10.1089/ars.2012.4581. ПМК 3619154 . ПМИД 22794138.
^ Родригес Матеос А., Вебер Т., Скин С.С., Оттавиани Дж.И., Крозье А., Кельм М. и др. (декабрь 2018 г.). «Оценка соответствующего вклада диетических мономеров флаванолов и процианидинов в опосредование сердечно-сосудистых эффектов у людей: рандомизированное контролируемое интервенционное исследование с двойной маской». Американский журнал клинического питания . 108 (6): 1229–1237. doi : 10.1093/ajcn/nqy229. ПМК 6290365 . ПМИД 30358831.
^ Актис-Горетта Л., Левек А., Рейн М., Темл А., Шефер С., Хофманн Ю. и др. (Октябрь 2013). «Кишечная абсорбция, метаболизм и выведение (-)-эпикатехина у здоровых людей, оцененные с помощью метода кишечной перфузии». Американский журнал клинического питания . 98 (4): 924–933. дои : 10.3945/ajcn.113.065789 . ПМИД 23864538.
^ Кунле Г., Спенсер Дж.П., Шретер Х., Шеной Б., Дебнам Э.С., Срай С.К. и др. (октябрь 2000 г.). «Эпикатехин и катехин O -метилируются и глюкуронидируются в тонком кишечнике». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 277 (2): 507–512. дои : 10.1006/bbrc.2000.3701. ПМИД 11032751.
^ Das NP (декабрь 1971 г.). «Исследования метаболизма флавоноидов. Всасывание и метаболизм (+)-катехина у человека». Биохимическая фармакология . 20 (12): 3435–3445. дои : 10.1016/0006-2952(71)90449-7. ПМИД 5132890.
^ аб Оттавиани Дж.И., Борхес Г., Момма Т.Ю. и др. (июль 2016 г.). «Метаболом [2-14C](-)-эпикатехина у человека: значение для оценки эффективности, безопасности и механизмов действия полифенольных биоактивных веществ». Научные отчеты . 6 (1): 29034. Бибкод : 2016NatSR...629034O. дои : 10.1038/srep29034. ПМЦ 4929566 . ПМИД 27363516.
^ аб Оттавиани Дж.И., Фонг Р., Кимбалл Дж., Энсунса Дж.Л., Бриттен А., Лукарелли Д. и др. (июнь 2018 г.). «Оценка в масштабе метаболитов, полученных из микробиома, 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 повреждения печени (гепатотоксичности)». Министерство здравоохранения Канады, Правительство Канады . Проверено 6 мая 2022 г.
^ Юнес М., Аггетт П., Агилар Ф., Кребелли Р., Дюземунд Б., Филипич М. и др. (апрель 2018 г.). «Научное мнение о безопасности катехинов зеленого чая». Журнал EFSA . 16 (4): e05239. doi : 10.2903/j.efsa.2018.5239. ПМК 7009618 . ПМИД 32625874.
^ Рид К., Факлер П., Стокс NP и др. (Кокрейновская группа по гипертонии) (апрель 2017 г.). «Влияние какао на кровяное давление». Кокрановская база данных систематических обзоров . 4 (5): CD008893. дои : 10.1002/14651858.CD008893.pub3. ПМК 6478304 . ПМИД 28439881.
^ Раман Г., Авендано Э.Э., Чен С., Ван Дж., Мэтсон Дж., Гайер Б. и др. (ноябрь 2019 г.). «Диетическое потребление флаван-3-олов и кардиометаболическое здоровье: систематический обзор и метаанализ рандомизированных исследований и проспективных когортных исследований». Американский журнал клинического питания . 110 (5): 1067–1078. doi : 10.1093/ajcn/nqz178. ПМК 6821550 . ПМИД 31504087.
^ «Статья 13 (5): Флаванолы какао; Фильтры поиска: Статус заявки — разрешено; Поиск — флаванолы» . Европейская комиссия, Регистр ЕС. 31 марта 2015 года . Проверено 8 сентября 2022 г.
^ «Научное заключение об изменении разрешения заявления о полезности для здоровья, связанного с флаванолами какао и поддержанием нормальной эндотелий-зависимой вазодилатации в соответствии со статьей 13 (5) Регламента (ЕС) № 1924/20061 по запросу в соответствии со статьей 19. Регламента (ЕС) № 1924/2006». Журнал EFSA . 12 (5). 2014. doi : 10.2903/j.efsa.2014.3654 .
^ Кроу-Уайт, Кристи М; Эванс, Леви В.; Кунле, Гюнтер Г.К.; Миленкович, Драган; Стоут, Ким; Уоллес, Тейлор; Ханду, Дипа; Сенкус, Кейтлин Э (3 октября 2022 г.). «Флаван-3-олы и кардиометаболическое здоровье: первое в истории диетическое биоактивное руководство». Достижения в области питания . 13 (6): 2070–83. doi : 10.1093/advances/nmac105 . ПМЦ 9776652 . ПМИД 36190328.