stringtranslate.com

Флаван-3-ол

Химическая структура флаван-3-ола

Флаван-3-олы (иногда называемые флаванолами ) являются подгруппой флавоноидов . Они являются производными флаванов , которые обладают скелетом 2-фенил-3,4-дигидро-2 H -хромен-3-ола. Флаван-3-олы структурно разнообразны и включают ряд соединений, таких как катехин , эпикатехингаллат , эпигаллокатехин , эпигаллокатехингаллат , проантоцианидины , теафлавины , теарубигины . Они играют роль в защите растений и присутствуют в большинстве растений. [1]

Химическая структура

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.

Эпигаллокатехин и галлокатехин содержат дополнительную фенольную гидроксильную группу по сравнению с эпикатехином и катехином соответственно, аналогично разнице между пирогаллолами и пирокатехином .

Катехингаллаты — это эфиры галловой кислоты катехинов; примером является эпигаллокатехингаллат , который обычно является самым распространенным катехином в чае. Проантоцианидины и теарубигины — это олигомерные флаван-3-олы.

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 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]

Рисунок 1
Рисунок 1

Рисунок 1 : Схематический обзор биосинтеза флаван-3-ол (–)-эпикатехина в растениях: Ферменты обозначены синим цветом, сокращенно: E1, фенилаланинаммиаклиаза (PAL), E2, тирозинаммиаклиаза (TAL), E3, циннамат-4-гидроксилаза , E4, 4-кумароил: КоА-лигаза , E5, халконсинтаза ( нарингенин-халконсинтаза ), E6, халконизомераза , E7, флавоноид-3'-гидроксилаза , E8, флавонон-3-гидроксилаза, E9, дигидрофлаванол-4-редуктаза , E10, антоцианидинсинтаза ( лейкоантоцианидиндиоксигеназа ), E11, антоцианидинредуктаза . HSCoA, кофермент A. L -Тир, L -тирозин, L -Фен, L -фенилаланин.

Агликоны

Пищевые источники

Сообщается о диапазоне содержания флаван-3-ола в обычно потребляемых продуктах питания. [7]

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]

Возможные побочные эффекты

Поскольку катехины в экстракте зеленого чая могут быть гепатотоксичными , Министерство здравоохранения Канады и EFSA рекомендуют соблюдать осторожность [19] , рекомендуя не превышать дозу 800 мг в день. [20]

Исследовать

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

Ссылки

  1. ^ 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 .
  2. ^ аб Швиттерс Б, Маскелье Дж (1995). OPC на практике (3-е изд.). ОСЛК  45289285.
  3. ^ 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 . 
  4. ^ Dewick PM (2009). Лекарственные натуральные продукты: биосинтетический подход . John Wiley & Sons. стр. 168. ISBN 978-0-471-49641-0.
  5. ^ 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  . 
  6. ^ 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.
  7. ^ "База данных по содержанию полифенолов в продуктах питания, т. 3.6". Phenol Explorer. 2016.
  8. ^ 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.
  9. ^ 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.
  10. ^ Mabrym H, Harborne JB, Mabry TJ (1975). Флавоноиды . Лондон: Chapman and Hall. ISBN 978-0-412-11960-6.
  11. ^ 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.
  12. ^ 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 . 
  13. ^ 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 . 
  14. ^ 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.
  15. ^ 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.
  16. ^ 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.
  17. ^ 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. 
  18. ^ 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. 
  19. ^ 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 .
  20. ^ 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. 
  21. ^ 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. 
  22. ^ 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 . 
  23. ^ "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.
  24. ^ «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 .
  25. ^ 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