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大蒜化学成分抗肿瘤作用的研究进展

2022-07-28
来源:求医网
关键词: 大蒜;化学成分;抗肿瘤作用

摘要本文介绍了大蒜化学成分抗肿瘤作的研究概况,并介绍了在防癌作用的流行病调查研究及在防治肿瘤中的作用机理,供肿瘤防治工作者参考。

中图分类号R979.1

大蒜(Allium sativum)是百合科葱属植物蒜(Allium sativum L.)的地下鳞茎。含有多种硫化物和稀有元素,具有广泛的药理作用。大蒜的有效成份具有很好的抗癌效果。本文综述了近年来国内外在大蒜抗肿瘤作用研究方面取得的进展。

1大蒜的化学成分

大蒜含有氨基酸、肽类、蛋白质、酶类、糖类、甙类、维生素、脂肪、无机盐及含硫化合物等多种成分。

1.1含硫化合物目前认为大蒜中主要的生物活性物质是大蒜所特有的含硫化合物。大蒜含硫成分多达三十多种,其中主要的含硫化合物有甲基烯丙基硫(Ⅰ)、二烯丙基三硫(Ⅱ)、二烯丙基四硫(Ⅲ)、二烯丙基硫代硫酸酯(Ⅳ)[1]。结构如下:

Ⅰ:CH3-S-CH2-CH=CH2;Ⅱ:CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CH-CH2;Ⅲ:CH2=CH-CH2-S-S-S-S-CH2-CH=CH2;Ⅳ:CH2=CH-CH2-SO2-S-CH2-CH=CH2

其中二烯丙基三硫(又名大蒜素)的含量最高,药效最好,我国已人工合成[2]

1.2氨基酸大蒜含有十七种氨基酸,含有人体中几乎所有的必需氨基酸,其中半胱氨酸、组氨酸、赖氨酸的含量较高[3]

1.3维生素大蒜中维生素成分主要为维生素C、维生素B和维生素A。

1.4微量元素大蒜中的微量元素含量以磷为最高,其次为镁、钙、铁、硅、铝和锌等[4],亦含有硒、锗等。

有多项研究表明,大蒜抗肿瘤有有效成分主要为含硫化合物。另外,大蒜中的维生素C和硒也有抗肿瘤作用。

2大蒜防癌作用的流行病学研究

在世界范围内已有许多关于大蒜能够预防某些肿瘤发生的流行病学调查。80年代中期的流行病学调查显示:大蒜的食用量与胃癌的发生有一定联系,年食用大蒜2Kg以上对胃癌有预防作用,且随着食用大蒜量的增加,患胃癌的危险性呈下降趋势[5]。Davis[6]报道近二十年来,美国、英国、德国在75岁~84岁老龄人中因患肿瘤、多发性骨髓瘤而死亡的人数增 加了近两倍,而胃癌的死亡率却大幅下降。胃癌发病率和死亡率下降的原因之一可能与大蒜、洋葱的消耗量增加有关。最近,一个由中美两 国科学家组成的联合考察组对山东省临朐县的胃癌发病与大蒜摄入量的关系作了流行病学调查,对564例胃癌患者和1131名正常对照者的分析结果表明,经常食用大蒜、大葱、小葱、洋葱等葱属蔬菜者患胃癌的危险性比少食或不食葱蒜者降低60%[7]。罗仁夏等[8]发现绿茶、维生素C、β-胡罗卜素、大蒜素和香菇多糖对民用鱼露的致突变作用有显著抑制效果,为胃癌防治提供了科学依据。孙喜文等[9]所做的病例对照研究证明:经常食用大蒜、醋类及豆类食品可降低胃癌相对危险性50%以上。

李文杰等[10]分析了食管癌高、低发区居民膳食结构及营养摄入水平,发现低发区居民以深色蔬菜和含大蒜类蔬菜为主,揭示大蒜可以预防食管癌。

3大蒜防治肿瘤机理的研究

3.1直接杀伤肿瘤细胞作用有研究表明,一定浓度的大蒜素对人早幼粒白血病细胞有明显的杀伤和生长抑制作用,其中包括对HL-60细胞DNA合成,线粒体琥珀酸脱氢酶活性的影响,突出地反映在HL-60细胞总代谢率下降,细胞产热量降低,而且这些变化呈现明显剂量依赖性[11]

阿藿烯为大蒜中含硫的简单有机化合物。张四清等[12]在体外以不同浓度的阿藿烯处理3种不同的肿瘤细胞,发现阿藿烯对IL-60、MGc-803和Molt-4等3种肿瘤细胞均具有明显的致凋亡作用。

3.2阻断致癌物质的合成亚硝酸盐是合成强致癌物亚硝胺的前身物,大蒜可降低胃内亚硝酸盐含量,从而影响亚硝胺的合成。王美岭等[13]通过体内外实验证明,大蒜具有阻断亚硝胺合成和降低胃内亚硝胺含量的作用(阻断率和位数降低率分别为81.22%和88.67%),由于胃内的致癌物亚硝胺合成减少,使患胃癌的机率降低。大蒜阻断亚硝胺合成的主要有效成份是大蒜素、硒和维生素C。

3.3对环核苷酸的影响环核苷酸(cAMP、cGMP)是体内重要的生物活性物质,一般认为cAMP是肿瘤细胞生长的阴性信号,肿瘤组织内cAMP含量低于正常组织,提高细胞内cAMP水平可抑制肿瘤组织的生长。王美岭等[14]用苍山鲜大蒜滤液、大蒜油和大蒜素给荷S-180瘤小鼠腹腔注射,结果抑瘤率分别达41.6%、56.1%和58.9%,实验证实大蒜滤液、大蒜油和大蒜素可提高瘤组织内的cAMP水平,其提高率分别为132.74%、209.6%和77%,且明显高于对照组(P<0.05)。这一结果表明大蒜可能是由于调动了机体的内在抗癌因素cAMP的代谢而抑制肿瘤细胞的过度生长繁殖而起抗癌作用。

3.4对抗肿瘤药物的增敏作用陆婉琴等[15]采用小鼠肉瘤180(S180)和人体肿瘤细胞株(人红白血病、K562),观察了大蒜对顺铂(DDP)、环磷酰胺(CYT)、5-氟脲嘧啶(5-Fu)、米托蒽醌等抗癌药物的增敏作用。体内实验结果表明:一次腹腔给予大蒜素(50~200mg·L-1),除对CYT有些增敏作用外,对上述其它抗癌药并不起增敏作用。而连续给予大蒜素d1~9,对抗癌药才有增敏作用。提示适当调整抗癌药物和大蒜素的剂量,同时增加大蒜素给药次数,可能使大蒜素发挥很好的增敏作用。

谷胱甘肽(GSH)有还原型及氧化型两种,其主要功能为保护氧化剂对巯基的破坏,保护细胞膜中含巯基蛋白质和含巯基酶不被氧化。化疗药能与谷胱甘肽结合而解毒。Yellin[16]等人用S-丙烯基半胱氨酸(SAC)(大蒜的一种化学成分)预处理细胞,然后将细胞暴露于顺铂。证明SAC能降低细胞的GSH水平,从而增强顺铂的细胞毒效应。

3.5调节机体免疫功能据报道,大蒜油可使癌灶内肿瘤细胞数量减少,中性粒细胞与巨噬细胞数量显著增多。同时观察到多个中性粒细胞和巨噬细胞包围一个癌细胞并有胞浆突起顶入癌细胞的现象,伴有中性粒细胞内嗜天青颗粒丰富、巨噬细胞内吞噬小体增多、癌细胞则解体死亡或退行性粒细胞、巨噬细胞抑制或杀伤癌细胞,并起到清除癌灶的作用[17]。有研究表明,作为一种免疫激发剂,大蒜能有效地提高自然杀伤细胞(NK细胞)活性和白细胞介素质-2(IL-2)水平,增强T淋巴细胞分裂增殖及活性,通过免疫途径加强免疫监视与攻击,达到预防口腔癌前病变的目的[18]

3.6抗突变作用苏琦等[19]研究了大蒜、大蒜绿茶合剂对MNNG诱发大鼠胃癌及癌前病变过程中PBL微核率的影响。结果显示,MNNG组(MG)MNF在10月与16月时无明显差异,但较对照组(CG)始终显著增高(P<0.001),胃癌及癌前病变均高于对照组(P<0.001),癌前病变明显低于胃癌(P<0.001),预防组(PG)、治疗Ⅰ(TG)与Ⅱ组(TG)皆低于MG(P<0.001),PG在16月较10月时显著降低(P<0.001),与TG无明显区别,而TG较PG10月时差异明显(P<0.005),但与PG16月时和TG无差异,证明MNNG的致突变性可持续作用,大蒜、绿茶具有明显的抗突变、抗癌变效果。

二丙烯三硫(大蒜素,DAT)是大蒜的有效成分之一,它不仅能抑制多种实体瘤生长,还能阻断基因毒性剂的致突/致癌作用,是一种安全抗突变性抗肿瘤物质。邓大君等[20]利用放射自显影技术,研究了DAT对致突变性抗癌药丝裂霉素C (MMC)、环磷酰胺(CP)和顺铂(DDP)诱导Wistar大鼠原代培养肝细胞UDS的影响。结果表明:MMC(1~10μmol·L-1)、CP(0.316~3.16mmol·L-1)和DDP(3.16~31.6μmol·L-1)具有诱导大鼠肝细胞UDS作用(P<0.05);0.5~4.0μmol·L-1的DAT能促进上述药物诱导UDS,存大剂量效应关系,而DAT本身无诱导UDS作用。DAT对不需代谢活化的DDP诱导UDS存有大促进作用,说明DAT的促UDS诱导作用可能与肝细胞内间接致突变物的活化代谢酶无关。DAT有可能通过增强肝细胞修复DNA损伤的能力来发挥促UDS诱导作用。

3.7对肿瘤细胞周期的影响曹江等[21]运用流式细胞术手段,选择了两类增殖周期相差较大的肿瘤细胞株(人白血病细胞株K562和人大肠癌细胞株HR-8348)进行了大蒜素对肿瘤细胞增殖周期影响的研究。结果显示,增殖周期较短的K562细胞和增殖周期较长的HR-8348细胞均随着药物浓度和作用时间的增加,S期细胞含量明显下降,G2/M期细胞含量有明显上升的趋势,这提示大蒜素的作用是将通过S期的细胞阻于G2/M期,在临床治疗肿瘤中,可以先用大蒜素将肿癌细胞调节到G2/M期,再用杀灭该期细胞的药物如5-FU来进行治<