中图号R151.4+1文献标识码:A
文章编号:1006-8783(2000)03-0223-03
核黄素(riboflavin,RBF)即维生素B2,早年主要用于防治核黄素缺乏病,如舌炎、口角炎、阴囊炎等;近年来的研究表明,核黄素还有利尿、防癌、降血脂和改善心功能等作用[1],它的重要性已引起广泛的关注,国内外学者对其生理功能和营养作用进行了大量深入的研究,现综述如下。
1核黄素与生长发育
核黄素为机体健康和正常生长所必需,其形成的辅酶是许多氧化酶系统不可缺少的构成部分,在生物氧化过程中参与氢的传递,促进蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸的代谢。
在多种动物已进行了核黄素缺乏的研究,其缺乏可产生一些重要的影响,其中最主要的是生长障碍。杨焕民等人以1日龄大鼠作实验时也发现,低温下补充适量核黄素有利于生长激素和胰岛素的分泌,从而有利于生长;且通过增加肾上腺皮质束状带宽度及束状带和髓质细胞数,降低血清T3、 T4、皮质醇水平,促进机体冷适应,提高机体耐寒力。因此耐寒环境下适量补加核黄素有利于动物的生长[2]。人体研究也得出相应的结论[3,4]:孕期核黄素摄入量与新生儿出生体重呈正相关及强化核黄素的食品能有效地改善小学生营养状况和促进其生长发育。
2核黄素与生殖
核黄素对维持哺乳动物正常生殖功能起重要作用。凌诚德等指出核黄素对“敌枯双”染毒后的孕鼠有阻抑制畸作用,核黄素吸收胎率、脑畸形率明显低于对照组;而其活胎率、着床率明显高于对照组[5]。 Maclachlan等研究显示妊娠可诱导产生结合核黄素的蛋白质,常染色体隐性遗传的缺乏这种蛋白质的母鸡,因缺少在血清中储留和结合核黄素的机制,导致卵缺乏核黄素,在孵化的第10~14 d发生胚胎死亡[6]。
3核黄素与缺铁性贫血
我国人群中核黄素缺乏及缺铁性贫血(IDA)的发生率均较高,尤见于儿童、孕妇。因此,铁、核黄素与缺铁性贫血关系的研究是近年来国内外学者重视的研究课题。
国内外大量的动物实验表明,核黄素缺乏组的血红蛋白量及肝铁浓度均明显低于对照组[7,8]。人群调查也证实,核黄素缺乏者的平均血红蛋白量与血清铁蛋白(SF)浓度均低于正常者,且其贫血率及缺铁率高于核黄素营养状况正常者,全血谷胱甘肽还原酶活性系数(BGRAC)与Hb、SF均呈负相关[9]。
机体核黄素的缺乏,可能导致小肠粘膜NADH-FMN氧化还原酶(即铁蛋白还原酶)活力降低,该酶可将结合型的铁蛋白中的三价铁还原为游离型的二价铁,因此其活性降低,将影响肠粘膜中铁蛋白铁的动员,如果这一作用机制的解释能进一步得到证实,则核黄素缺乏在实际上并不影响铁的吸收,而是影响其吸收后粘膜贮存的水平,使暂时贮存于铁蛋白中的铁难以动员入血而随肠粘膜上皮脱落重新排出,从而使进入血循环的铁减少,造成一定程度的“空吸收”[10]。
在核黄素与铁同时缺乏的研究中,动物实验表明,核黄素缺乏对缺铁大鼠的铁状况不但不进一步协同加速恶化,相反起一定程度的缓解作用[8]。其原因可能是核黄素与铁同时缺乏时,核黄素缺乏因明显地抑制了大鼠的生长,使体重增长缓慢、血容量扩充不明显,使机体对铁的需求相对降低,即核黄素缺乏对铁状况有“节约效应’(sparing effect)。而单纯缺铁时,体重增长抑制远不如核黄素和铁同时缺乏时明显,血容量仍大量扩充,机体对铁的需求大,饲料又缺铁,就易出现铁营养状况的恶化。因此,二者同时缺乏时,核黄素缺乏通过其对生长的抑制作用而掩盖铁状况的恶化。
对铁、核黄素均缺乏的大鼠进行干预试验提示:单纯补充核黄索,造成血液学指标及储铁的进一步恶化[8]。但补铁与补铁+核黄素对血液学指标均有改善作用,且效果相似,对肝中贮铁的恢复则以补铁+核黄素为优[8]。小规模的人群干预试验也提示同样结论:核黄素+FeSO4对贫血患者的治疗效果优于单用FeSO4,尤其对重度贫血患者效果更为明显[11]。说明核黄素对贫血的预后有利,有辅助铁剂的治疗作用。
4核黄素与癌
恶性肿瘤是严重危害人类生命和健康的常见病,我国是世界人口大国和癌症高发区,由于治疗只能降低死亡率,预防才能降低发病率,因此,控制和消除癌症的根本途径是预防。
大量的流行病学和动物实验资料表明,核黄素等微量营养素具有防癌和抗癌作用。据调查发现:伊朗、中国等地居民因核黄素缺乏或严重摄入不足导致慢性食道炎普遍存在或食管癌区域高发[12]。林英等[13]研究也证实:补充核黄素组的食管癌前病人的食管上皮细胞增生转换的好转率和稳定率明显高于安慰剂组。可见核黄素可抑制食管上皮增生或促进其向正常转化。除影响上皮组织完整性外,核黄素还有抗突变作用,经Ames试验检测,核黄素是黄曲霉毒素B1突变剂的很有效的拮抗物[14];周纯先[15]指出:小鼠腹腔注射核黄素1.0 mg/kg以上及饮水含核黄素10 mg/L时,可显著降低 HgCl2致小鼠微核作用;随后李建端等[16]以大鼠作实验时发现,在RPMI1640培养基中添加核黄素(26~130 μmol/L)可显著抑制甲基苄基亚硝胺(MBNA)的致细胞突变作用。
亚硝胺及其前体是人类食管癌和胃癌的主要致癌危险因素,对其致癌途径的研究中显示: DNA甲基化不是唯一途径,亚硝胺还能诱导自由基的产生,攻击机体不饱和脂肪酸,使过氧化脂质产生增多,引起各种碱基损伤,DNA链断裂和各种荧光产物的生成而致癌;且GSH-Px和SOD的活性可衡量体内抗氧化酶系统防御自由基损伤的能力。王身笏等[17]观察给予二甲基亚硝胺(NDMN)后,添加核黄素组与NDMN组相比,GSH-Px和肝匀浆SOD活性显著提高(P<0.05),提示:核黄素能提高抗氧化酶活性。因此,核黄素影响癌变过程本质可能是:核黄素依赖的谷胱甘肽还原酶对还原型谷胱甘肽(GSH)的再生重要作用,而GSH作为还原剂有利于GSH-Px清除过氧化物[18]及作为亲核试剂与细胞色素P450代谢活化的亲电子性终致癌物结合排出体外,避免终致癌物与DNA结合发生甲基化,从而保护细胞内大分子免受损伤;同时核黄素作为各种黄素酶辅基的构成组分参与某些致癌物的代谢,核黄素缺乏可影响间接致癌物的体内解毒。
5核黄素与心血管疾病
随着人们生活水平的提高,心血管疾病的患病率已升到第一位或第二位,严重威胁人类的健康。
高血压为常见的心血管疾病,也是脑血管病变及心肌梗塞的重要致病因子,防治高血压是防治心血管疾病的关键。1995年首届世界高血压控制大会指出:降压治疗可降低血压但不能消除与血压有关的心血管疾病的危险;当血压被控制后,这些危险因素依然存在,因此降压治疗只有和这些危险因素的消除相结合,才能取得较好的效果。
高血压患者因长期血流动力学改变,血小板聚集性显著增强,形成微血栓;造成组织细胞缺血、缺氧和炎性细胞的激活和粘附,产生过量自由基;促进LDL-C氧化并浸润血管壁被吞噬细胞吞噬转化为泡沫细胞,形成动脉粥样硬化斑,导致血管炎症与增生性病变。
近年来,核黄素在心血管疾病防治中的作用已日益引起人们的关注。有研究显示[19~21],核黄素有降血脂、抗血小板聚集、抑制脂质过氧化等作用,这些都是高血压并发症相关的危险因素。据左保华等[22]报道:高血压患者口服核黄素(75 mg/d)后,与用药前比能显著抑制血小板聚集性、降低血清丙二醛含量和甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇含量,增强超氧化物歧化酶活性。
在核黄素对冠心病患者心功能影响的研究中,左保华等[23]也发现:冠心病患者连续服用核黄素(75 mg/d)30 d后,能显著改善心脏收缩和舒张功能,每搏输出量明显增加。核黄素改善心功能可能是由于:①核黄素是呼吸链电子传递过程中重要辅酶-黄素酶类的辅基,该酶系参与糖的有氧代谢,促进丙酮酸转化为乙酰辅酶A,改善心肌能量供应,促使缺血性心肌细胞恢复;②核黄素有抗血小板聚集作用,阻断因果循环,因血小板聚集增加,加重血管内皮损伤及心肌缺血,血管内皮损伤又促进血小板聚集;③核黄素可能通过提高超氧化物歧化酶活性和还原至谷胱甘肽再生发挥抗脂质过氧化作用。④核黄素能减慢和稳定心率[24]、降低心率失常、有助于抗氧反常损伤。
小结:综上所述,核黄素是机体必需微量营养素之一,具有广泛的生理功能,世界卫生组织(WHO)将其列为评价人体生长发育和营养状况的六大指标之一。但据1992年营养调查结果[25]:我国人均每日摄入核黄素(VB2)不足0.8 mg,仅占RDA的58.4%,尤见于儿童、青少年、孕妇。因此,及时对居民核黄素营养水平
