《食品科學》：黃烷-3-醇類化合物在體內的吸收、代謝特徵與機制研究進展
黃烷-3-醇類化合物基本組成單位的分子骨架是C6—C3—C6，即兩個芳香環（A環、B環）之間以一個三碳鏈的吡喃環（C環）相連，形成最基本的黃烷-3-醇單體，其中以兒茶素、表兒茶素及其衍生物最爲常見，再以此聚合形成黃烷-3-醇聚合物（即原花青素），包括二聚體、三聚體和高聚體等。許多國內外研究都證明黃烷-3-醇類化合物在促進健康方面發揮着重要作用，如抗氧化，抗炎，預防心血管疾病、癌症以及衰老相關的代謝綜合徵。同時隨着消費者對於其相關功能性食品和產品的需求增加，以及植物性保健食品和膳食補充劑等商業產品開發的興起，黃烷-3-醇類化合物在體內的吸收和代謝也受到了關注。
華中農業大學食品科學與技術學院，環境食品學教育部重點實驗室的劉若男、楊 宏*、劉 睿*等人將重點探討黃烷-3-醇類化合物的吸收、代謝及其生物轉化的途徑，有助於揭示其在體內的生物學作用。
1、黃烷-3-醇類化合物在體內的吸收與分佈
黃烷-3-醇類化合物經口攝入後首先進入胃，但在胃部基本不被吸收。6 名健康受試者食用了富含黃烷-3-醇類化合物的可可飲料後，黃烷-3-醇類化合物在胃運輸持續約50～60 min，在此期間並未觀察到胃內容物中黃烷-3-醇類化合物含量的變化，這表明黃烷-3-醇類化合物在胃環境中穩定，大多數經口攝入的黃烷-3-醇類化合物可以完整地到達小腸，在小腸進行黃烷-3-醇類化合物（主要是單體和少量的低聚體等）的初次吸收，其餘大量的黃烷-3-醇類化合物將完好無損地到達大腸。
攝入黃烷-3-醇類化合物後，其代謝產物幾乎遍佈全身。大鼠攝入原花青素B2後，原花青素B2本身可在小鼠血漿、小腸、肝臟、心臟、腎臟等組織中被檢出；其代謝產物在血漿、肝臟、小腸、腎臟、肺、心臟、腦組織和脾臟中被檢出，原花青素B2的結合型代謝產物在肝組織中被檢出的種類最多，亦有少部分經過血液循環在被腎臟組織富集後排泄。肝臟被認爲可能是原花青素及其代謝產物積累的主要器官，而大腸（盲腸和結腸）被認爲是機體代謝原花青素非常活躍的器官。
機體攝入黃烷-3-醇類化合物的吸收分佈總結見圖1。
2、黃烷-3-醇類化合物在體內的代謝
01
代謝機制
黃烷-3-醇類化合物在小腸中的代謝：黃烷-3-醇類化合物在人體內經歷多種代謝歷程，最先發生代謝的場所是小腸。腸上皮細胞會對黃烷-3-醇類化合物進行結構修飾，通過磺基轉移酶、葡萄糖醛酸轉移酶和甲基轉移酶的作用發生磺酸化、葡萄糖醛酸化和甲基化等。這一過程相當迅速，在1 h內就可在血漿中檢測到這些衍生化的代謝產物，同時也表明黃烷-3-醇類化合物進入腸上皮細胞被代謝爲衍生物後，再次被排出。
黃烷-3-醇類化合物在大腸中的代謝：許多研究認爲腸道微生物參與並促進了黃烷-3-醇類化合物在體內的分解代謝，同時在提高其生物活性和改善生物利用度等方面具有積極效果；另一方面，黃烷-3-醇類化合物可以發揮出良好的腸道菌羣調節作用，促進腸道有益菌（主要是雙歧桿菌、乳酸菌、阿克曼菌）生長，並抑制腸道有害菌（主要爲沙門氏菌、假單胞菌、奇異變形桿菌、致病性大腸桿菌）的繁殖，這種相互作用也被認爲是黃烷-3-醇類化合物在生物體內代謝的重要機制之一。
02
代謝動力學
攝入富含黃烷-3-醇類化合物的膳食後，代謝產物主要有3 種類型：母體化合物及其II-相代謝產物、5-碳開環代謝產物（主要爲戊內酯類和戊酸類及其II-相代謝衍生物）、小分子的酚酸以及II-相代謝衍生物。後兩類代謝物在血漿或尿液中的含量佔主導。大鼠攝入紅酒的黃烷-3-醇類化合物提取物後，血漿中檢測到(-)-表兒茶素、原花青素B1和B2在1 h時濃度達峰值，分別爲27、127、101 nmol/L；血漿中黃烷-3-醇單體濃度低於其二聚體濃度，可能是因爲單體被II-相代謝酶迅速作用，產生了(表)兒茶素衍生物，如(表)兒茶素-5-葡萄糖醛酸、(表)兒茶素-7-葡萄糖醛酸、(表)兒茶素-3-甲氧基-5-葡萄糖醛酸、3’-甲氧基-(表)兒茶素-5-硫酸鹽、3’-甲氧基-(表)兒茶素-5-葡萄糖醛酸等，上述化合物在血漿中的濃度也在攝入1 h達到峰值。
03
代謝途徑
黃烷-3-醇單體在小腸中產生的代謝物主要是以(表)兒茶素-3’-O-葡萄糖醛酸、3’-O-甲基-(表)兒茶素-5-硫酸鹽和(表)兒茶素-3’-硫酸鹽的形式存在，部分母體化合物到達結腸後經歷了腸道微生物羣介導的生物轉化，產生了5-碳環裂變代謝產物，如5-(羥苯基)-γ-戊內酯和5-(羥苯基)-γ-羥基戊酸。
B型原花青素的代謝途徑中，首先最爲可能發生的是裂解分子結構單元間的黃烷鍵。原花青素B2與人類糞便菌羣混合孵育12 h後，在培養基中檢測到(+)-表兒茶素，證明了上述途徑。但是，該途徑似乎較慢且分解代謝的原花青素B2不到10%；更主要的途徑可能是原花青素在特定細菌的作用下，其上部結構單元發生A環裂解將直接形成小分子酚酸，其下部結構單元發生C環裂解或A環裂解以形成代謝物，轉化爲5-(3’,4’-二羥基苯基)-γ-戊內酯和/或4-羥基-5-(3’,4’-二羥基苯基)戊酸。
04
代謝特徵
大腸菌羣代謝黃烷-3-醇類化合物的能力隨着被代謝化合物分子質量的增大而降低。大鼠分別攝入黃烷-3-醇單體、二聚體、三聚體及多聚體後，對尿液中代謝產物進行分析發現，酚酸類代謝產物的產率依次降低，分別爲10%、7%、0.7%和0.5%。兩組志願者分別攝入等劑量的表兒茶素和原花青素低聚體，22%的表兒茶素轉化成苯基-γ-戊內酯通過尿液途徑排泄；而原花青素低聚體轉化爲苯基-γ-戊內酯的量非常有限，且前者（攝入兒茶素）苯基-γ-戊內酯通過尿液的排泄量是後者（攝入原花青素）的10 倍，由此可見黃烷-3-醇單體轉化爲苯基-γ-戊內酯的轉化率高於原花青素低聚體。
3、黃烷-3-醇類化合物及其代謝產物的排泄
黃烷-3-醇類化合物代謝產物可隨人體的糞便和尿液排出體外。尿液排泄前未被吸收的一部分黃烷-3-醇類化合物以及發生吸收和轉化的一些代謝產物（包括部分母體化合物、小腸部分吸收產生的代謝物以及大腸菌羣介導的代謝產物）均可通過門靜脈到達肝臟並被吸收，其中一部分可通過II-相代謝酶的作用產生結合衍生物，隨後隨尿液排出；此外，糞便中主要含有未吸收的高分子質量母體化合物、代謝產物及其衍生物。
結語
到目前爲止，關於黃烷-3-醇類化合物代謝產物的定性及部分定量工作已經取得很大的進展，同時在黃烷-3-醇類化合物的代謝機制與代謝途徑方面也得到了越來越深刻的認識，研究者們將黃烷-3-醇類化合物的代謝歸因於腸道菌羣的作用。最爲關鍵的是，黃烷-3-醇類化合物對於健康的益處可能更大程度上歸因於它們的腸道微生物代謝產物，這意味着黃烷-3-醇類化合物在人體內發揮作用時不再僅侷限於母體化合物，這些研究結果表明代謝產物可能會成爲改善健康且不具有排斥性和副作用的精準目標物質。但是這些代謝產物發揮生理活性時劑量的確定以及驗證這些代謝產物的活性仍有一定的困難，如獲得的代謝產物經口攝入時是否會再次發生改變；其在發揮生理功能時的機制仍需進一步的研究和確認；某些目標代謝物的大量獲得會面臨一些挑戰。
本文《黃烷-3-醇類化合物在體內的吸收、代謝特徵與機制研究進展》來源於《食品科學》2021年42卷21期213-222頁，作者：劉若男，陳婉冰，晏芳芳，劉敏，魯羣，楊宏，劉睿。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200605-069。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。
修改/編輯：袁藝；責任編輯：張睿梅
圖片來源於文章原文及攝圖網
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