Флавоноиди - биологија

На Флавоноиди се група фитохемикалии на кои припаѓаат голем дел од цветните пигменти. Тие се хемиски изведени од основната структура на Флаван (2-фенилхроман) и се состојат од два ароматични прстени поврзани со прстен од тетрахидропиран. Во природата има околу 8000 соединенија, чија разновидност се создава со различни состојби на оксидација во прстенот што содржи кислород, различни замени на ароматичните прстени и додавање на шеќери (формирање на гликозид). Биосинтезата се одвива преку патот на шикиминска киселина.

исто така

Флавоноидите се универзално присутни во растенијата, па така и во храната кај луѓето. За нив се вели дека имаат особено антиоксидантни својства. Неколку растенија кои содржат флавоноид се користат медицински.

Флавоноидите беа откриени во 30-тите години на минатиот век од добитникот на Нобеловата награда Алберт фон Сент-öерги Нагираполт и првично се нарекува витамин П. „П“ во витамин П значи „фактор на пропустливост“.

Некои растенија го сакаат дабот на молерот (Quercus tinctoria), wallидот на боецот (Резеда лутеа) или дрво црница на молерот (Maclura tinctoria) се користеле за пожолтување во минатото. Откако ги идентификуваа нивните состојки, оваа група на бои беше наречена флавон, по латинскиот збор flavus за жолто. Кога се препозна дека многу состојки се структурирани на ист начин, од кои многу се обоени различно или безбојни, групата супстанции се нарекувала флавоноиди. [1]

Појава

Флавоноидите се универзално распоредени во растителното царство и се јавуваат кај семенски растенија, како и кај мов и папрат. Формирањето на флавоноиди е познато само од неколку микроорганизми, како што се наводнување може да мувла Aspergillus candidus. Animивотните не можат да прават флавоноиди. Појавата кај некои животински видови, на пример, во крилјата на некои пеперутки, се должи на голтање на растителни флавоноиди со храна и нивно складирање во организмот. [2] Според други информации, флавоноидите се ограничени на растенијата. [1]

Структура, разновидност и подгрупи

Основната структура на флавоноидите се состои од два ароматични прстени кои се поврзани со мост C3. Прстенот А претежно ја покажува шемата за замена на флороглуцин, што укажува на неговото потекло на ацетогенинот. Прстенот Б и мостот С3 доаѓаат од патот на шикиминска киселина, прстенот Б е претежно хидроксилиран на 4 ', често исто така на 3' или 3 'и 5'. Во огромното мнозинство на флавоноиди (со исклучок на халкони), мостот C3 е затворен за да се формира О-хетероцикличен прстен (прстен C). Основната структура на флавоноидите е флаван (2-фенилхроман). Прстенот Б ретко се поместува во положба 3 (изофлаван, добиен од изофлавони) или 4 (неофлаван). [1]

Вкупно над 8000 различни флавоноиди се веќе опишани (заклучно со 2006 година). Дизајнот, особено степенот на оксидација на мостот C3, служи за поделба на флавоноидите во различни подгрупи. [1]

Флавоноидите се поделени во различни групи според степенот на оксидација на мостот C3. Шест главни подгрупи се наоѓаат во повеќето повисоки растенија: Халкони, Флавони, Флавоноли, Флавандиоли, Антоцијанидини и Кондензирани Танини. Ауроните се многу чести, но не и сеприсутни. Изофлавони (особено во Fabaceae) и 3-деокси-антоцијанидини, кои се користат како претходници на флобафени, на пример од Витис винифера, Арахис хипогеја и Pinus sylvestris се формираат. [3]

Структурната разновидност на флавоноидите се должи на големиот број на модели на супституција на прстените А и Б, како и на фактот дека флавоноидите обично не се слободни, туку повеќе како гликозиди. Идентификувани се над 80 различни шеќери. Опишани се 179 различни гликозиди за кверцетин. [4]

Примери за основна структура
Халкони Изоликвиритигенин, ксантохомол
Флавони Лутеолин, апигенин
Флавоноли Морин, кверцетин, рутин, каемферол, мирицетин, изорамхетин, фисетин
Флаваноли Катехин, галокатехин, епикатехин, епигалокатехин галат
Флаванони Хесперетин, нарингинин, ериодиктиол
Флаваноли Таксифолин
Изофлавони Genенистеин, Даизеин, Ликорицидин
Антоцијанидини (антоцијанини) Цијанидин, делфинидин, малвидин, пеларгонидин, пеонидин, петунидин
Аурон Ауреусидин

биосинтеза

Појдовна точка за биосинтезата на флавоноидите е ароматичната аминокиселина фенилаланин, која се формира преку патот на шикиминска киселина. Фенилаланин се претвора во фенилаланин амонијак лиаза (PAL) транс-Претворено во цинаминска киселина. Ова е за возврат хидроксилирано во п-кумаринска киселина од цинамична киселина 4-хидроксилаза. Овој пат е заеднички за сите фенилпропаноиди. Р-кумаринската киселина се активира во цинамоил коензим А. [5]

Во следниот чекор, се формира вториот ароматичен прстен: ензимот халкон синтаза (CHS) формира халкон од цинамоил-CoA и три молекули на малонил-коензим А, кои доаѓаат од патеката на синтеза на масни киселини. Халконот е во рамнотежа со флаванонот преку дејството на халконска изомераза (CHI). Ова го затвора третиот прстен. [5]

Трите клучни ензими (PAL, CHS и CHI), како и делумно ензимите од понатамошните чекори на синтезата се присутни како ензимски комплекси. Комплексот е веројатно на цитозолната страна на ендоплазматскиот ретикулум. [3]

Различните патишта водат од флаванон до флавони, флавоноли, изофлавони и антоцијанидини. [5]

Биосинтезата на флавоноидите е предизвикана од светлина; складирањето се одвива главно во вакуолата. [6]

Поголемиот дел од ензимите вклучени во биосинтезата на флавоноидот потекнуваат од три класи на ензими кои се наоѓаат во сите организми: диоксигенази зависни од оксоглутарат, редуктази зависни од NADPH и хидроксилази од цитохром P450. Двата клучни ензими CHS и CHI припаѓаат на различни семејства. Се верува дека CHI е единствен за растенијата и во однос на низата и тродимензионалната структура. CHS, пак, припаѓа на суперфамилијата на синтезите на растителни поликетиди. [3]

важноста

Различните флавоноиди исполнуваат мноштво функции кај растенијата.

Флавоноидите ја формираат најважната група меѓу цветните пигменти и служат за привлекување опрашувачи. Антоцијанидините обезбедуваат различни бои кои се движат од портокалова до црвена до сина. Сите цвеќиња што содржат антоцијанидин, исто така, содржат флавони и/или флавоноли, кои служат за стабилизирање на антоцијанидините, но во повисоки концентрации, исто така, предизвикува промена на бојата на цвеќето во сината област. Yellowолтата боја на цвеќе е поретко предизвикана од флавоноиди. Флавонолите како госипетин и кверцетагетин се во боја на жолт цвет Gossypium hirsutum, Primula vulgaris и некои композити како Хризантема сегетум одговорен Халконот и Ауронот ја предизвикуваат жолтата боја на цвеќето во некои други растенија од астера, како што е Кореопсис и Далија и во уште девет семејства на растенија. Familyолтите флавоноиди често се наоѓаат во семејството на маргаритки заедно со жолтите каротеноиди. 95% од бојата на белиот цвет е предизвикана од флавоноиди: флавони како што се лутеолин и апигенин и флавоноли како каемферол и кверцетин, со флавоноли кои апсорбираат нешто подалеку во опсегот на долги бранови. [7]

Кондензираните танини комуницираат со гликопротеините во плунката на тревопасни животни и имаат адстрингентно дејство. Тие ја намалуваат сварливоста на растенијата и со тоа одвраќаат многу потенцијални тревојади. [2]

Другите флавоноиди дејствуваат како заштита од тревојади (репеленти). За специјализирани инсекти, ваквите флавоноиди се стимуланси за исхрана. [2] Особено, флавон и флавонол гликозиди, на пример засновани на рутин, кверцитрин и изокерцитрин, се токсични за инсектите, додека тие не се токсични за повисоките животни. Растот на разни гасеници драматично се намалува во присуство на, на пример, изокерцитрин во исхраната, на 10% од контролните групи. Овие флавоноиди главно се наоѓаат во тревни растенија и треба да ги заменат кондензираните танини на дрвените растенија. [8-ми]

Особено флавоните и флавонолите дејствуваат како заштита од УВ зрачење и светло со краток бран. [2] Тие се депонираат на површината на лисјата во слободна форма на растенија на екстремни локации како што се суви или алпски области, често во форма на облоги слични на брашно. На овој начин тие спречуваат фотооксидативно уништување на мембраните и фотосинтетичките пигменти. Поради нивната липофилност, тие исто така ја намалуваат колонизацијата на површината на листот со микроорганизми. Флавоноидите имаат и директно антивирусно, антибактериско и антифунгално дејство. [9]

Одредени растителни флавоноиди играат улога во регулирањето на генската експресија во бактеријата на нодулот Ризобиум. [2]

Силно метоксилирани флавоноиди често се наоѓаат во ексудат на пупки и други липофилни секрети. Тие имаат фунгицидно дејство, како и нобилетинот Цитрус-Дојдете. [2]

Флавоноидите служат како структурен лајтмотив за развој на селективни лиганди на рецептори ГАБАА. [10]

Флавоноиди во храна и лекови

храна

Луѓето внесуваат поголеми количини на флавоноиди со својата храна. Околу две третини од приближно еден грам фенолни супстанции што луѓето ги консумираат се флавоноиди. „Се верува дека, благодарение на нивните антиоксидантни ефекти, кои ин витро на пр. Т. е посилен од оној на познати антиоксиданти како витамин Е, имаат значително влијание врз здравјето на луѓето. “[1]

Епидемиолошките студии покажаа помал ризик од разни болести со поголем внес на флавоноиди, вклучително и смртност од кардиоваскуларни заболувања. Флавоноидите делуваат на метаболизмот на арахидонската киселина, а со тоа и на коагулацијата на крвта. Епидемиолошките студии не покажаа никаква поврзаност со ракот, со исклучок на ракот на белите дробови, чиј ризик се намалува главно преку внесувањето на флавоноид од јаболка. [4]

Мутагено или генотоксично дејство е прикажано за некои соединенија во ин витро тестови. Сепак, нема докази за токсичност кај луѓето; експериментите врз животни не покажале никакви канцерогени ефекти на флавоноидите. [4]

Одредени флавоноиди доведуваат до силна инхибиција на монооксигеназите зависни од цитохром P450 (ензими од фаза I), додека други доведуваат до активирање. Исто така, може да се појави активирање на ензимите зависни од дозата. Сето ова може да доведе до интеракции со лекови, како што е грејпфрут. [4]

Медицинска употреба

Неколку медицински лекови што содржат флавоноиди се користат терапевтски, како и некои чисти супстанции. Тие се користат како венски агенси поради нивниот васкуларен заштитен, едем-заштитен ефект, како кардиоваскуларни агенси поради нивниот позитивен инотропен, антихипертензивен ефект, како диуретици, како спазмолитици за гастроинтестинални поплаки и како терапевтски лекови за црниот дроб. Неговиот ефект главно се припишува на неговите антиоксидантни својства и инхибицијата на ензимите. [1]

Епидемиолошките, како и повеќето ин виво студии, покажуваат дека флавоноидите имаат позитивно влијание врз разни кардиоваскуларни заболувања. Традиционално, овие ефекти се припишуваат само на нивните антиоксидантни активности. Сепак, покрај директното врзување на реактивните видови кислород (РОС), постојат и низа други ефекти кои, во фармаколошки остварливи концентрации, исто така можат да бидат одговорни за позитивното кардиоваскуларно влијание на флавоноидите како што е Таксифолин. Овие вклучуваат особено инхибиција на РОС-формирачки ензими, инхибиција на функцијата на тромбоцити, инхибиција на активирање на леукоцити и вазодилатациони својства. [11]

Меѓу бројните ефекти на флавоноиди кои се докажани ин витро и ин виво тестови, најважни се: [1]

  • антиалергиско и антиинфламаторно дејство
  • антивирусно и антимикробно дејство
  • антиоксидантно дејство
  • анти-пролиферативни и анти-канцерогени ефекти

Флавоноидите работат преку неколку механизми на дејствување. Фокусот е на интеракцијата со ДНК и ензимите, активирањето на клетките, нивниот имот како средства за чистење на слободни радикали, како и влијанието на различните патишта за трансдукција на сигналот во клетките (NF-κB, MAPK). Флавоноидите инхибираат над триесет ензими во човечкото тело. Тие активираат широк спектар на типови на клетки во имунолошкиот систем. Последните две својства се одговорни за антиинфламаторните ефекти на флавоноидите. [1]

Следниве флавоноиди се користат како чисти супстанции како венски агенси: [1]

  • Цитрусни биофлавоноиди, хесперидин
  • Диосмин
  • Рутин и хидроксиметил рутинозид

Меѓу медицинските лекови преовладуваат оние што содржат флавонол гликозиди и гликозил флавони. Важни лековити лекови кои содржат големи количини на флавоноиди се: [1]

  • Цвеќиња од арника (арника)
  • Лисја од бреза (сребрена бреза, бреза од бреза)
  • Билка од леќата (Fagopyrum esculentum)
  • Лисја од гинко (гинко)
  • Билка Голденрод (од Solidago virgaurea, Солидаго гигантеа и Solidago canadensis)
  • Елдер цвет (црна бозел)
  • Конуси од хме (вистински хме)
  • Цвеќиња од камилица (камилица)
  • Цвеќиња за шепи на мачки (заедничка шепа на мачки)
  • Екстракт од ариш (Таксифолин)
  • Билка и цвеќиња со ливада
  • Плодови од млечен трн (млечен трн)
  • Пасифлора (од Пасифлора инканатата)
  • Горчлива кора од портокал (горчлив портокал)
  • Невен цвеќиња (невен)
  • Римска камилица
  • Лисја од црвена лоза (Витис винифера)
  • Цвеќиња од карфиол (карфиол)
  • Билка од треска (Виола арвенсис и Трибојна виола)
  • Тасев биле корен (сладунец)
  • Глог остава со цвеќиња (неколку видови глог)