植物在大自然界中扮演主要的角色,因其富含多种生物活性物质而备受关注。这些活性物质按照化学结构和功能特性可分为多个主要类别,每种类别都具有独特的生理活性和健康功效。
1.酚酸类是一类含有酚羟基和羧基的有机化合物,是植物中广泛存在的一类重要活性成分。它们属于水溶性成分,具有酚羟基和羧基的双重结构特征,如咖啡酸、绿原酸和阿魏酸等,在植物中含量丰富,具有显著的抗氧化活性。2025年7月17日,哈尔滨工业大学卢卫红教授和曹亚英副教授及其团队在《Trends in Food Science & Technology》期刊上发表了题为《Dual roles of tannins as polyphenols and metal complexing agents in the prevention and treatment of Alzheimer’s disease: Exploring the potential of dietary interventions》的综述论文(一区,IF:15.4)。该研究围绕单宁作为多酚和金属络合剂的双重角色,探讨了其在阿尔茨海默病(AD)预防和治疗中的作用,分析了AD的主要病因及金属离子的神经毒性,系统阐述了单宁如何通过抑制Aβ和P-tau聚集、络合金属离子以降低毒性、缓解氧化应激和神经炎症、调节脑内酶活性及相关通路等方式消除AD致病因素,揭示了单宁凭借上述双重作用所具备的显著抗AD潜力。
2.黄酮类化合物是一类重要的植物多酚类次级代谢产物,具有C6-C3-C6的基本碳架结构。它们广泛分布于植物的根、茎、叶、花和果实中,是植物中广泛存在的一类生物活性成分,如槲皮素、山奈酚和杨梅素等,能够清除自由基,抑制氧化应激反应,对预防心血管疾病、癌症和抗衰老具有积极作用。2024年12月19日,Advanced Science在线刊表了题为“Ginkgetin Alleviates Inflammation and Senescence by Targeting STING”的研究论文。银杏叶提取物中的双黄酮类化合物银杏双黄酮鉴定为新型抗衰老剂,银杏双黄酮能显著改善衰老表型并抑制异常激活的STING信号通路。花青素是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物,在植物生长发育和人类营养保健方面具有重要价值。花青素作为一种天然食用色素,不仅资源丰富、安全无毒,而且具有较高的营养价值和药理作用。花青素是赋予浆果鲜艳颜色的主要色素,不仅具有强大的抗氧化能力,还能通过调节炎症因子表达发挥抗炎作用。
3.生物碱是一类在自然界中广泛存在的重要次级代谢产物,它们是由氨基酸或转氨基作用衍生而来的复杂化合物。生物碱通常含有氮原子,具有显著的生理活性,是中草药成分中极为重要的一类,具有相当强烈的药理效应。生物碱常集中在植物的不同部位,例如黄柏的生物碱集中在树皮,石蒜的生物碱集中在鳞茎,百部的生物碱集中在根部。植物的不同生长阶段或不同的部位所含生物碱的种类和含量可能有差别。生物碱类化合物如咖啡碱、可可碱等,这些化学成分参与预防和治疗许多疾病,如心血管疾病、恶性肿瘤、消化功能障碍和肥胖、糖尿病等代谢紊乱。茶碱(theophylline),是茶叶当中提取出来的一种甲基黄嘌呤类生物碱,分子式C7H8N4O2,具有缓解平滑肌痉挛、增加心肌收缩力等作用。之前研究发现,茶碱的KMUP-1治疗可抑制脂质堆积,降低肝脏TG水平,以及降低血清AST、ALT和血糖水平。辣椒碱(CAP)是辣椒果实中的活性成分,属有机胺类生物碱,分子式C18H27NO3,具有消炎、止痛的作用,并能抑制多种肿瘤细胞的生长。研究表明,CAP通过调节B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)通路促进肿瘤细胞的凋亡。
4.萜类是一类广泛存在于自然界中的化学成分,主要来源于植物、真菌、昆虫、海洋生物、植物病原体、动物和内生菌等。这些化合物具有从简单到复杂的结构,主要来源于异戊二烯二磷酸(IPP)、二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)、甲羟戊酸和脱氧木酮糖生物合成途径,如茯苓酸、皂皮酸和山楂酸等,有研究表明,牡荆素、异荭草素、熊果酸、山楂酸等成分以及山楂提取物可以有效调节癌症相关的信号通路,通过多种机制发挥抗癌作用。2025年1月31日,Nature Aging在线刊表了题为“Ginkgolide B increases healthspan and lifespan of female mice”的研究论文。研究探讨了从银杏叶中提取的化合物银杏内酯B(Ginkgolide B,GB)对衰老的影响,特别是对于延长寿命和健康寿命的潜力。
此外,蔬菜、水果中还含有丰富的矿物质元素如钾、镁、钙、锌等,这些矿物质参与多种生理过程,对维持人体电解质平衡和酶活性具有重要作用。