Flavonoidok

A flavonoidok alapvető szerkezete, Flavan

A flavonoidok a természetes anyagok csoportja , amelyekhez a virágpigmentek nagy része tartozik. A flavonoidok a polifenolok csoportjába tartoznak . Formálisan a Flavan alaptestből (2-fenil- kroman) származnak : két aromás gyűrű, amelyeket tetrahidropirán gyűrű köt össze . A természetben körülbelül 8000 vegyület található, amelyek sokszínűségét az oxigéntartalmú gyűrű különböző oxidációs állapotai, az aromás gyűrűk különböző helyettesítései és a cukrok hozzáadása hozza létre ( glikozidképződés ). A bioszintézis a shikiminsav útján megy végbe .

A flavonoidok általánosan jelen vannak a növényekben másodlagos növényi anyagként, így az emberi táplálékban is. Állítólag különösen antioxidáns tulajdonságokkal rendelkeznek. Számos flavonoidokat tartalmazó növényt használnak gyógyászatilag.

A flavonoidokat az 1930-as években fedezte fel Albert von Szent-Györgyi Nagyrápolt Nobel-díjas, és eredetileg  P- vitaminként emlegették . A P -vitamin "P" jelentése " permeabilitási tényező ".

Vezetéknév

Dyer kanapéja ( Reseda luteola )

Néhány növényt, mint például a festő tölgy ( Quercus tinctoria ), a festőfű ( Reseda luteola ) vagy a festő eperfa ( Maclura tinctoria ), korábban sárgulásra használták. Összetevőik azonosítása után ezt a színezékcsoportot flavonoknak nevezték, a latin flavus sárga szóból . Amikor felismerték, hogy sok összetevő azonos felépítésű, de eltérő színű vagy színtelen, az anyagok csoportját flavonoidoknak nevezték.

Esemény

páfrány

A flavonoidok univerzálisak a növényvilágban, és magvakban , valamint mohákban és páfrányokban fordulnak elő . A flavonoidok képződését csak néhány mikroorganizmus ismeri, például az öntözőkanna az Aspergillus candidust penészezheti . Az állatok nem tudnak flavonoidokat előállítani. Egyes állatfajokban, például néhány pillangó szárnyában, előfordulása annak köszönhető, hogy a növényi flavonoidokat étellel együtt fogyasztják, és a szervezetben tárolják. Más források szerint a flavonoidok a növényekre korlátozódnak.

Szerkezet, sokféleség és alcsoportok

Flavan, mint alapszerkezet a gyűrűk azonosításával

A flavonoidok alapszerkezete két aromás gyűrűből áll, amelyeket egy C 3 híd köt össze. Az A gyűrű többnyire a floroglucinol szubsztitúciós mintázatát mutatja , ami jelzi származását a poliketid anyagcserében . A B gyűrű és a C 3 híd a shikiminsav útvonalból származik, a B gyűrű többnyire 4 '-nél, gyakran 3' vagy 3 'és 5' -nál is hidroxilezett. A flavonoidok túlnyomó többségében (a kalkonok kivételével ) a C 3 híd le van zárva , így O-heterociklusos gyűrűt (C gyűrűt) képez. A flavonoidok alapszerkezete tehát a flavan (2-fenil-kromán). A B gyűrűt ritkán tolják a 3. (izoflaván, izoflavonokból származó ) vagy a 4. (neoflavan) helyzetbe.

Összesen több mint 8000 különböző flavonoidot írtak le (2006 -ban). A kialakítás, különösen az oxidáció mértéke a C 3 hídon, a flavonoidok különböző alcsoportokra történő felosztását szolgálja.

Hat nagyobb alcsoportba megtalálhatók a legtöbb magasabb rendű növények: Chalcones , Flavonok , flavonolokkal , flavondiolok , anthocyanidins, és kondenzált tanninok . Az auronok nagyon gyakoriak, de nem mindenhol. Az izoflavonok (különösen a Fabaceae-ban ) és a 3-dezoxi-antocianidinek, amelyek például a Vitis vinifera , az Arachis hypogaea és a Pinus sylvestris által előállított phlobaphenes prekurzoraik , csak néhány csoportra korlátozódnak .

A flavonoidok szerkezeti sokfélesége az A és B gyűrűk nagyszámú helyettesítési mintázatának, valamint annak a ténynek köszönhető, hogy a flavonoidok általában nem szabadok, hanem inkább glikozidok . Több mint 80 különböző cukrot azonosítottak. 179 különböző glikozidok írtak le a kvercetin .

Alcsoport Alapszerkezet Példák
Flavanolok Flavonolok Katekin , gallokatechin ,
epikatechin , epigallokatechin -gallát
Flavanolok Flavanolok Taxifolin
Kalkónok Kalkónok Isoliquiritigenin ,
xanthohumol (R2 = OH)
Anthocyanidins
( antociánok )
( "Flavenols") 		Antocianidinek Cianidin , delphinidin , malvidin ,
pelargonidin , peonidin ,
petunidin (R3 = OH)
Flavonolok Flavonolok Morin , kvercetin (glikozid rutin
és metil-éter izorhamnetin ),
kaempferol , miricetin , fizetin
Aurone Aurone Aureusidin
Flavones Flavon num.svg Luteolin , apigenin
Flavanonok Flavanonok Hesperetin , naringenin , eriodictyol
Izoflavonok Izoflavonok Genistein , Daidzein , Licoricidin

bioszintézis

Flavonoid bioszintézis

A flavonoidok bioszintézisének kiindulópontja az aromás fenil -alanin aminosav , amely a shikiminsav útján képződik . Fenilalanin alakítjuk át transz - fahéjsav a fenil-alanin ammónia-liáz (PAL) . Ezt viszont fahéjsav -4 -hidroxiláz hidrolizálja p -kumársavvá . Ez az út minden fenilpropanoidra jellemző . A p -kumársav aktiválódik, és kumaril -koenzimet A képez.

A következő lépésben a második aromás gyűrű képződik: az enzim kalkon-szintetáz (CHS) van kialakítva a cinnamoil-CoA és három molekula malonil-koenzim-A , amely a zsírsav szintézis származnak a kalkon . A kalkon egyensúlyban van a flavanonnal a kalkon -izomeráz (CHI) hatásának köszönhetően . Ezzel zárul a harmadik gyűrű.

A három kulcsfontosságú enzim (PAL, CHS és CHI), valamint részben a további szintézislépések enzimjei enzimkomplexek formájában vannak jelen . A komplex valószínűleg az endoplazmatikus retikulum citoszolikus oldalán található .

A különböző utak a flavanonból a flavonokhoz, flavonolokhoz, izoflavonokhoz és antocianidinekhez vezetnek.

A flavonoidok bioszintézisét a fény indukálja, a tárolás főként a vakuolában történik .

A flavonoidok bioszintéziséhez szükséges enzimek többsége három enzimosztályból származik, amelyek minden szervezetben előfordulnak: oxoglutarát-függő dioxigenázok, NADPH-függő reduktázok és citokróm P450-hidroxilázok. A két kulcsfontosságú CHS és CHI enzim különböző családokba tartozik. Úgy gondolják, hogy a CHI egyedülálló a növényekre, mind a szekvencia, mind a háromdimenziós szerkezet szempontjából. A CHS pedig a növényi poliketid szintázok szupercsaládjába tartozik .

jelentése

A különböző flavonoidok számos funkciót látnak el a növényekben.

Az Ipomoea tricolor kék virágszíne az antocianidinek és a hidroxi-fahéjsavak kölcsönhatásán alapul , amelyek megvédik a kromofort a hidrolitikus lebomlástól. Mindkettő cukorcsoportokon keresztül kapcsolódik egymáshoz.

A flavonoidok a virágpigmentek közül a legfontosabb csoportot alkotják, és a beporzók vonzását szolgálják . Az antocianidinek sokféle színt biztosítanak, a narancstól a pirosatól a kékig. Valamennyi antocianidint tartalmazó virág flavonokat és / vagy flavonolokat is tartalmaz, amelyek az antocianidinek stabilizálását szolgálják, de magasabb koncentrációban a virág színe a kék területre is eltolódik. A sárga virág színét ritkábban a flavonoidok okozzák. A flavonolok, például a gossypetin és a quercetagetin felelősek a Gossypium hirsutum , a Primula vulgaris és néhány napraforgó növény, például a Chrysanthemum segetum virágának sárga színéért . A kalkonok és az auronok felelősek a sárga virág színéért néhány más százszorszép növényben, mint például a Coreopsis és a Dahlia, valamint kilenc másik növénycsaládban. A sárga flavonoidok gyakran megtalálhatók a százszorszép családban a sárga karotinoidokkal együtt . A fehér virág színének 95% -át a flavonoidok okozzák: flavonok, például a luteolin és az apigenin, valamint a flavonolok, például a kaempferol és a kvercetin , a flavonolok valamivel tovább szívják fel a hosszú hullám tartományban.

A sűrített tanninok kölcsönhatásba lépnek a növényevők nyálában található glikoproteinekkel , és összehúzó hatásuk van . Csökkentik a növények emészthetőségét, és így sok potenciális növényevőt elriasztanak.

Más flavonoidok védelmet nyújtanak a növényevők ( taszító szerek ) ellen . A speciális rovarok esetében az ilyen flavonoidok viszont táplálkozási stimulánsok. A flavon- és flavonol-glikozidok, például a rutin , a kvercitrin és az izokercitrin alapján , különösen mérgezőek a rovarokra, míg a magasabb rendű állatokra nem mérgezőek. A különböző hernyók növekedése drámaian csökken, például az étrendben található izokercitrin jelenlétében, a kontrollcsoportok 10% -ára. Ezek a flavonoidok főleg lágyszárú növényekben találhatók, és helyettesíteniük kell a fa növények sűrített tanninjait.

A flavonok és flavonolok különösen védelmet nyújtanak az UV-sugárzás és a rövidhullámú fény ellen. A növények szabad formájában rakódnak le szélsőséges helyeken, például száraz vagy alpesi területeken a levélfelületen, gyakran lisztszerű bevonatok formájában. Ily módon megakadályozza a membránok és a fotoszintetikus pigmentek foto-oxidatív pusztulását . Lévén, hogy lipofilitása , ők is csökkentik a kolonizáció a levél felületén a mikroorganizmusok . A flavonoidoknak közvetlen vírusellenes , antibakteriális és gombaellenes hatása is van.

Egyes növényi flavonoidok szerepet játszik a szabályozás a gén kifejeződése a góc baktérium Rhizobium .

Erősen metoxilezett flavonoidokat gyakran találnak a rügyekből és más lipofil váladékokból származó váladékokban. Gombaölő hatásúak , akárcsak a citrus levelekben található nobiletin .

A flavonoidok szerkezeti témaként működnek a szelektív GABA A receptor - ligandum kifejlesztésében .

Flavonoidok az élelmiszerekben és a gyógyászatban

Az almában található flavonoidok, mint sok más gyümölcsben, a bőrben koncentrálódnak.

étel

Flavonoidok használata az Európai Unióban.
Az EU -ban fogyasztott flavonoidok összetétele és forrásai.

Az emberek nagyobb mennyiségű flavonoidot fogyasztanak étellel. Az emberek által naponta fogyasztott, körülbelül egy grammos fenolos anyagok körülbelül kétharmada flavonoid. A fő csoport a flavanolok (különösen azokban az országokban, ahol teafogyasztás van). Régóta feltételezik, hogy a flavonoidok lehetséges hatása az antioxidáns hatásukon alapul, de ez egyre inkább kétséges, és más hatásmódok is valószínűbbek.

Epidemiológiai vizsgálatok kimutatták, hogy alacsonyabb a különböző betegségek kockázata magasabb flavonoidbevitellel, beleértve a szív- és érrendszeri betegségek okozta halálozást is . A flavonoidok hatnak az arachidonsav anyagcserére és ezáltal a véralvadásra. Különböző tanulmányok (2016 -tól) azt mutatják, hogy a flavonoidok közvetlenül is hatékonyak a rák vagy annak kialakulása ellen.

Bizonyos vegyületek mutagénnek vagy genotoxikusnak bizonyultak in vitro tesztek során . A zöld tea kivonatok gyaníthatóan károsítják a májat . A (+) - katechin alapú gyógyszer egyik mellékhatása, amelyet azóta kivontak a forgalomból, hemolitikus anaemia volt . Ezenkívül a gyanú szerint a flavonoidok a ductus arteriosus korai bezáródásához vezetnek.

Bizonyos flavonoidok a citokróm P450 -függő monooxigenázok (I. fázis enzimek) erős gátlásához vezetnek , mások viszont aktivációhoz vezetnek. Fázis II enzimek dózisfüggő aktiválása is előfordulhat. Mindez gyógyszerek kölcsönhatásához vezethet, például grapefruithoz .

Gyógyszerészeti jelentőség

A hajdina gyógynövényét a rutin technikai kivonására használják .

Terápiás célokra számos flavonoid-tartalmú gyógyszert használnak, valamint néhány tiszta anyagot. Érvédő , ödémavédő hatásuk miatt vénás szerekként, pozitív inotróp , vérnyomáscsökkentő hatásuk miatt kardiovaszkuláris szerekként , vízhajtóként , gyomor-bélrendszeri panaszok görcsoldóiként és májterápiaként használják. Hatását elsősorban antioxidáns tulajdonságainak és az enzimek gátlásának tulajdonítják .

Az epidemiológiai és a legtöbb in vivo vizsgálat azt mutatja, hogy a flavonoidok pozitív hatással vannak a különböző szív- és érrendszeri betegségekre . Hagyományosan ezeket a hatásokat csak antioxidáns hatásuknak tulajdonították. A reaktív oxigénfajok (ROS) közvetlen megkötése mellett azonban számos más hatás is van , amelyek gyógyászatilag elérhető koncentrációkban szintén pozitív hatással vannak a flavonoidok kardiovaszkuláris hatására. B. A taxifolin lehet a felelős. Ezek közé tartozik különösen a ROS-képző enzimek gátlása, a vérlemezkék működésének gátlása, a leukocita- aktiváció és az értágító tulajdonságok gátlása .

A flavonoidok in vitro és in vivo tesztekben kimutatott számos hatása közül a legfontosabbak a következők:

A flavonoidok számos hatásmechanizmuson keresztül működnek. A hangsúly a DNS-sel és az enzimekkel való kölcsönhatáson , a sejtek aktiválásán, azok radikális megkötő tulajdonságain és a különböző jelátviteli utak befolyásolásán van a sejtekben ( NF-κB , MAPK ). A flavonoidok több mint harminc enzimet gátolnak az emberi szervezetben. Sokféle sejttípust aktiválnak az immunrendszerben . Az utolsó két tulajdonság felelős a flavonoidok gyulladáscsökkentő hatásáért.

A következő flavonoidokat használják tiszta anyagként vénás szerekként:

A gyógyszeres gyógyszerek közül a flavonol -glikozidokat és glikozil -flavonokat tartalmazó gyógyszerek dominálnak. Fontos gyógyszerek, amelyek nagy mennyiségben tartalmaznak flavonoidokat:

irodalom

  • O. M. Andersen, KR Markham: Flavonoidok: kémia, biokémia és alkalmazások . CRC Press, Taylor és Francis, Boca Raton 2006, ISBN 978-0-8493-2021-7 .

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ St. Rusznyak, Szent-Györgyi Albert: P - vitamin: flavonolok, mint vitaminok. In: Természet. 138. kötet, 1936., 27. o.
  2. ↑ a b c d e f g h i j k Rudolf Hänsel , Otto Sticher (szerk.): Pharmakognosie. Phytopharmacy . 9. kiadás. Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-642-00962-4 , 1098-1152.
  3. ↑ a b c d e f Martin Luckner: Másodlagos metabolizmus mikroorganizmusokban, növényekben és állatokban . 3. kiadás, VEB Gustav Fischer Verlag, Jena 1990, ISBN 3-334-00322-1 , 406-415.
  4. ↑ a b c Brenda Winkel-Shirley: Flavonoid bioszintézis. Színes modell a genetika, biokémia, sejtbiológia és biotechnológia számára . In: Növényélettan. Kötet, 126. kötet, 2001, 485-493 , doi: 10.1104 / 126.2.485 .
  5. ↑ a b c d Bernhard Watzl, Gerhard Rechkemmer: Alapvető ismeretek frissítve: Flavonoide. In: Táplálkozási áttekintés. 48. kötet, 2001. 12. szám ( ernaehrungs-umschau.de ).
  6. ↑ a b c Hans-Walter Heldt : Növényi biokémia . Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996, ISBN 3-8274-0103-8 , 423-437.
  7. ↑ Dieter Schlee: Ökológiai biokémia . 2. kiadás. Gustav Fischer Verlag, Jena 1992, ISBN 3-334-60393-8 , 67. o.
  8. ↑ a b J. B. Harborne: Bevezetés az ökológiai biokémiába . Harmadik kiadás. Academic Press, London 1988, ISBN 0-12-324684-9 , 47-53.
  9. ^ JB Harborne: Bevezetés az ökológiai biokémiába . Harmadik kiadás. Academic Press, London 1988, ISBN 0-12-324684-9 , 95., 175 f.
  10. ↑ Joseph Naghski, Michael J. Copley, James F. Couch: A flavonolok antibakteriális hatása. In: Journal of Bacteriology. Vol. 54, 34 (1947).
  11. ↑ Dieter Schlee: Ökológiai biokémia . 2. kiadás. Gustav Fischer Verlag, Jena 1992, ISBN 3-334-60393-8 , 271. o.
  12. ↑ JR Hanrahan, M. Chebib, GA Johnston: A GABA (A) receptorok flavonoid modulációja . In: Br J Pharmacol . 163., 2011. 2. szám, 234–245. doi : 10.1111 / j.1476-5381.2011.01228.x . PMID 21244373 . PMC 3087128 (ingyenes teljes szöveg).
  13. ↑ a b c Anna Vogiatzoglou, Angela A. Mulligan, Marleen AH Lentjes, Robert N. Luben, Jeremy PE Spencer: Flavonoid Intake in European Adults (18-64 év) . In: PLOS ONE . szalag 10 , nem. 5. , 2015. május 26., p. e0128132 , doi : 10.1371 / journal.pone.0128132 ( plos.org [letöltve: 2017. augusztus 15.]).
  14. ↑ Robert J. Williams, Jeremy PE Spencer, Catherine Rice-Evans: Flavonoidok: antioxidánsok vagy jelzőmolekulák? In: Ingyenes radikális biológia és orvostudomány . szalag 36 , nem. 7 , p. 838–849 , doi : 10.1016 / j.freeradbiomed.2004.01.001 ( elsevier.com [letöltve: 2017. augusztus 15.]).
  15. ↑ Anja Klappan: A flavonoid kvercetin hatása a méhnyak- és emlőrák sejtek mTOR jelátviteli útjára . München 2014, DNB  1048361322 , urn : nbn: de: bvb: 19-165609 (értekezés, LMU München).
  16. ↑ Lásd még José Rueff és munkatársai: A flavonoidok genetikai toxikológiája: az anyagcsere -körülmények szerepe a reverz mutáció indukciójában, az SOS funkciók és a nővérkromatid cserék. In: Mutagenezis. 1. kötet, 3. szám, 1986., 179-183.
  17. ↑ Stephanie E. Martinez, Neal M. Davies, Jonathan K. Reynolds: A flavonoidok toxikológiája és biztonsága . In: FLAVONOID PHARMACOKINETICS . John Wiley & Sons, Inc., 2012, ISBN 978-1-118-46852-4 , pp. 249-280 , doi : 10.1002 / 9781118468524.ch6 .
  18. ↑ D. Shinkov, I. Urumov, N. Doĭchinova, V. Manolova, R. Ananieva: [Catergen okozta immunhemolitikus anaemia] . In: Vutreshni Bolesti . szalag 28 , nem. 5 , 1989, pp. 84-87 , PMID 2618015 .
  19. ↑ Paulo Zielinsky, Stefano Busato: A polifenolban gazdag ételek anyai fogyasztásának prenatális hatásai a terhesség végén a magzati ductus arteriosusra . In: Születési rendellenességek kutatása C rész: Embrió ma: Vélemények . szalag 99 , nem. 4. , 2013. december 1., p. 256-274 , doi : 10.1002 / bdrc.21051 .
  20. ↑ P. Mladenka, L. Zatloukalová, T. Filipský, R. Hrdina: A flavonoidok kardiovaszkuláris hatásait nemcsak a közvetlen antioxidáns aktivitás okozza . In: Free Radic Biol Med . 2010, 49, 963-975, PMID 20542108 .