花青素对神经退行性疾病保护作用的研究进展

老龄化趋势导致神经退行性疾病发病率逐年增加。2018年美国公布的阿尔茨海默症的患病人数为570万，预计随着老龄化趋势的增加，到2050年将达到1 380万[1]。在中国，一项根据人口老龄化趋势的模型研究则预测，到2050年中国的阿尔茨海默症的患病人数将增长到4 250万，远超美国[2]。神经退行性疾病除了严重影响患者的生活质量外，同时为社会带来了巨大的医护压力和经济负担。目前全世界每年用于治疗痴呆症的总成本超过1万亿美元，预计到2030年将达到2万亿美元[3]。尽管如此，到目前为止大多数的神经退行性疾病尚无十分有效的治疗方法，因此人们把目光投入到该类疾病的预防研究中。

花青素属于黄酮类化合物，广泛存在深色的果蔬和谷物中。花青素具有较强的抗氧化性，同时具有抗衰老、抗炎、抑菌、保护视力等多种生理功能，能降低机体内的氧化应激[4-5]和炎症[6]水平。花青素可以通过血脑屏障到达大脑组织，对神经具有保护作用[7-9]，因此越来越多的科学家对花青素在神经退行性疾病中潜在的预防作用研究产生了兴趣。本文对近年来花青素类化合物对神经退行性疾病相关的神经损伤的保护作用研究进行综述，旨在为深入研究花青素类化合物对神经退行性疾病的预防作用，为明确富含花青素的食物的健康促进作用提供基础。

1 花青素的结构及来源

花青素是一类广泛存在于植物中的天然色素。酸性条件下(pH<2.0)花青素主要以黄盐阳离子的结构稳定存在，随着pH增加会呈现出假碱、查尔酮、醌式等不同的结构的转变，颜色也会由红色转变成紫色、橙色、无色和蓝色等不同的颜色[10]。花青素骨架结构主要有矢车菊色素、天竺葵色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素、锦葵色素等六种[11]。自然界中花青素很少以游离态存在，通常是以结合单糖或低聚糖形成花色苷的结构存在[12-13]。在所有的花青素中，矢车菊色素的分布最广[14-16]，如黑米、黑豆、黑莓、紫包菜、桑葚中的花青素主要为矢车菊素类。天竺葵色素主要分布在草莓、树莓等浆果中，而蓝莓中则富含飞燕草色素、牵牛花色素和锦葵色素等多种花青素。由于花青素具有较强的抗氧化、抗衰老作用，因此，食用富含花青素的深色的果蔬和谷物常被认为对健康具有促进作用。

2 神经退行性疾病的发病机制

神经退行性疾病是与中枢神经系统紧密相关的疾病，以神经元发生退行性病变为基础，属于慢性且不可逆的神经系统疾病，该疾病的发病人群主要为中老年群体[17]。在多种神经退行性疾病中，以阿尔茨海默氏病(AD)和帕金森氏病(PD)为典型代表[18]。目前认为，神经退行性疾病的发病机制主要有四种：(1)神经系统内发生氧化应激反应导致神经细胞产生氧化损伤[19]；(2)神经兴奋性毒性引起神经元损伤[20]；(3)神经系统内炎症反应引起神经细胞状态异常[21]；(4)神经系统内蛋白质异常积累引起神经疾病的产生[22]。以上主要的四种发病机制相互作用，最终导致大脑和骨髓特定区域内神经元群体死亡，从而产生认知和运动障碍。

3 花青素对神经退行性疾病的保护作用

流行病学研究表明，长期摄入富含花青素等黄酮类化合物的食物能明显提高记忆能力，改善老年人的认知障碍，还能在一定程度上减缓神经疾病的产生[23-24]。此外还发现，花青素的高摄入量与PD的低发病率显著相关[25]，减缓与年龄有关的神经变性，抑制神经炎症，改善认知的作用[26-28]。一般认为，抑制氧化应激和缓解神经炎症是花青素发挥神经保护作用的两个关键机制。此外，花青素还可能通过缓解兴奋性毒性及抑制蛋白异常聚集发挥作用。

3.1 花青素通过抑制氧化应激发挥神经保护作用

氧化损伤是神经退行性疾病中最常见的特征之一，也是神经细胞死亡的主要因素。研究表明，花青素可直接清除细胞内的活性氧(ROS)[29]，抑制神经细胞产生氧化应激，同时可通过促进内源性抗氧化剂的产生降低细胞内ROS含量，发挥间接保护作用[30]。此外，花青素也可以通过抑制线粒体内Bax促凋亡蛋白的活化，调节线粒体膜电位等途径抑制细胞氧化损伤，最终达到减少神经细胞凋亡，在不同的神经退行性疾病中起到保护神经系统的作用[31-34]。AD属于发病率较高的神经退行性疾病，诱导其产生的原因有多种，其中最主要的是淀粉样β蛋白(Aβ)聚集假说。即Aβ肽聚集形成寡聚体和纤维后诱导神经元氧化损伤和影响神经元的生存能力，促进AD的发展[35]。研究表明，花青素作为能够通过血脑屏障的特殊抗氧化剂，可以进入神经细胞内清除ROS，并促进内源性非酶和酶抗氧化剂的产生，降低氧化应激水平，从而抑制Aβ诱导引起的神经细胞的氧化损伤，为神经元细胞提供有效保护[36-39]。PD是另一种常见的神经退行性疾病，导致该疾病产生的重要因素之一也是氧化损伤。Jian Chen等[40]研究表明，矢车菊色素能够通过抑制由1-甲基-4-苯基吡啶诱导的线粒体氧化应激发挥对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)的保护作用。Mehrdad Roghani等[41]发现，天竺葵色素可缓解6-羟基多巴胺(6-OHDA)诱导小鼠的神经毒性，减轻其氧化应激水平，对其神经元起到保护作用。

文章来源：《临床神经外科杂志》 网址: http://www.lcsjwkzzzz.cn/qikandaodu/2021/0629/642.html