摘要 生育三烯酚（Tocotrienols）是棕櫚油和米糠油中存在的一種功能性成分，其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于生育酚。近年來，研究表明其具有比生育酚更優(yōu)越的生理功能。本文主要介紹了它的化學(xué)結(jié)構(gòu)特性、生理功能和作用機理，以及其在臨床上的治療效果。
關(guān)鍵詞 生育三烯酚 生理功能 結(jié)構(gòu)特性 作用機理
維生素E對各種動物在不同生長階段都是很重要的，其中對生殖、肌肉、神經(jīng)及免疫等系統(tǒng)的最佳功能的發(fā)揮是必不可少的。通常所說的維生素即α－生育酚，其活性最高、分布最廣、最具代表性，所以一直被作為維生素的重點研究對象。然而，最近研究發(fā)現(xiàn)，生育三烯酚在某些情況下具有比α－生育酚更優(yōu)良的功能，如抗氧化、抗癌和降低膽固醇等特性[1，2]。生育三烯酚的這些特殊功能與其本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，由于生育三烯酚含有不飽和側(cè)鏈，所以就能更有效地滲透于含有飽和脂肪酸層的組織中，如大腦和肝臟，同時也可較容易地分布在細(xì)胞膜脂質(zhì)層內(nèi)，從而起到了很好的抗氧化和清除自由基效能[3]。目前，國外對其研究的比較深入，而我國則相對較少。
1 維生素E的特性
1.1 特性
維生素E又稱生育酚（Tocopherol），是一類具有生物活性的、化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的酚類化合物的總稱。維生素E在化學(xué)結(jié)構(gòu)上均為苯并一氫吡喃的衍生物，包括生育酚和生育三烯酚兩類，是一類脂溶性維生素。生育酚和生育三烯酚的主要結(jié)構(gòu)都為一個氫醌基團加上一條類異戊二烯側(cè)鏈，兩者的主要區(qū)別表現(xiàn)在生育酚的側(cè)鏈為飽和脂肪酸，而后者側(cè)鏈?zhǔn)呛齻€雙鍵的不飽和脂肪酸，分別位于3’，7’，11’位置(Figure 1)[4,5]。生育酚主要存在于玉米油、豆油和橄欖油中，而生育三烯酚則富含于棕櫚油、米糠油和大麥油內(nèi)。自然界中已知的維生素有8種，分別為兩類維生素的四種即α、β、γ、δ同分異構(gòu)體，主要是根據(jù)苯并一氫吡喃上甲基取代物所在的位置和數(shù)量來劃分的（Figure 1）[4]。
其中，α－生育酚的活性最高，分布最廣，且最具代表性，尤其是D－α－生育酚具有最高生物活性，通常被作為另外7種類型維生素的生物效價比較的標(biāo)準(zhǔn)[6]，而生育三烯酚則研究的比較少。
1.2 兩類維生素特性的比較
Yasukazu等（2003）[5]就兩種類型的維生素分別與自由基和金屬離子等反應(yīng)的差異作了實驗，結(jié)果表明：第一，二者都可與自由基反應(yīng)和具有抗脂質(zhì)過氧化特性；第二，生育酚較生育三烯酚有顯著增強膜內(nèi)硬度的特性；第三，在膜內(nèi)，二者具有相似的遷移率，但生育三烯酚可以更容易地在細(xì)胞膜間轉(zhuǎn)運和被細(xì)胞膜吸收；此外，只有α－生育酚和α－生育三烯酚可以將Cu2+被還原為Cu1+，在甲基亞油酸酯的氧化反應(yīng)中被作為一種氧化強化劑。
2 生育三烯酚的生理功能
盡管生育酚和生育三烯酚在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性，但是在某些生物學(xué)功能上卻有著顯著的差異。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)在許多反應(yīng)體系中生育三烯酚較生育酚有更優(yōu)越的生理功能[7,8]。
2.1 生物體內(nèi)抗氧化作用
作為脂溶性的抗氧化劑，生育酚主要存在于細(xì)胞膜內(nèi)，捕捉由脂質(zhì)氧化發(fā)生的自由基，起到一定的抗氧化作用[9]。Mohd等（2003）[10]體外實驗表明，相對于α－生育酚而言，TRF（是從棕櫚油中提取的富含α－生育三烯酚的一種混合組分）是一種更好的抗氧化劑，可以有效抑制LDL氧化和內(nèi)皮細(xì)胞脂質(zhì)過氧化。Serbinova等（1991）[11]的研究顯示，在大鼠肝臟微粒體脂質(zhì)過氧化過程中，α－生育三烯酚的抗氧化活性比α－生育酚強的多，保護細(xì)胞色素P450的能力也比α－生育酚強；生育三烯酚還可以保護大鼠心臟免受氧化損傷[12]。大鼠實驗報道，在肝臟微粒體中，由鐵離子/抗壞血酸鹽和鐵離子/NADPH誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)中，α－生育三烯酚的抗氧化活性是α－生育酚的40～60倍[13]。α－生育三烯酚可以更有效地清除脂質(zhì)細(xì)胞膜上的自由基[14]。
Kamat等（1995）[15]采用自由基發(fā)生劑（AAPH+）、抗壞血酸－Fe、美藍(lán)等體系分別氧化鼠腦細(xì)胞線粒體中的脂類和蛋白質(zhì)，檢驗了TRF、а一生育酚的抗氧化性，結(jié)果表明前者的抗氧化性與濃度和時間依存，而且比后者具有更優(yōu)越的抗氧化性。因此，TRF可以作為一種天然的抗氧化劑，防止大腦組織被氧化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，相對于α－生育三烯酚，γ－生育三烯酚的抗氧化性能可能更好，但目前對其確切機制還不太清楚。
2.2 降低膽固醇的合成
大量流行病學(xué)資料曾提示生育三烯酚有減少心血管病之效，目前一些臨床試驗也支持此認(rèn)識。Asaf等（2002）[16]給90個高膽固醇人補充不同梯度的TRF25，分別為25、50、100、200mg/d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)補充100mg/d的TRF25效果最好，可以使總的膽固醇、LDL－膽固醇、載脂蛋白B(apoB)和甘油三酸酯分別降低20％、25％、14％（P<0.05）和12％，而HDL－膽固醇和脂蛋白A1水平分別增加了19％和14％（p<0.05）,有效地控制了這些高膽固醇人冠心病的發(fā)生。研究表明，生育三烯酚通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機制抑制肝臟中催化膽固醇生物合成
的HMG-CoA還原酶（羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶）活性，從而有效地降低血清中LDL－膽固醇和總的膽固醇含量（圖2）[4]；而а－生育酚則具有相反的效應(yīng)，它可誘導(dǎo)此酶的活化。然而，在體內(nèi)，生育三烯酚可以轉(zhuǎn)化為生育酚，因此應(yīng)嚴(yán)格控制劑量，否則就會出現(xiàn)反作用。
最近也有較多的研究報道，生育三烯酚具有較明顯的降低血清膽固醇作用。有一報導(dǎo)稱，8周內(nèi)的AHA限制食后的4周間投與γ－生育三烯酚后，總膽固醇降低13％[17]。
2.3誘導(dǎo)基因表達
生育三烯酚增強IKBKAP基因的表達可能是治療家族性自主神經(jīng)異常（FD）的一個有效途徑。FD是一種神經(jīng)變性遺傳性疾病，主要是由于IKBKAP基因突變造成的，此基因編碼IKAP（IКB kinase complex-associated protein）的表達。IKBKAP基因突變導(dǎo)致IKAP異常剪接，這樣組織中就存在IKAP突變體。Sylvia等（2003）[18]研究發(fā)現(xiàn)，生育三烯酚可以通過轉(zhuǎn)錄前調(diào)控來增強FD細(xì)胞中IKBKAP基因的正確表達，從而促進IKAP的正確剪接和形成正常的IKAP，而生育酚則無此功能。
2.4 神經(jīng)保護功能
以前研究普遍認(rèn)為α－生育三烯酚不可以到達大腦[19]。但最近研究表明，相對于α－生育酚來說，α－生育三烯酚可以更有效地通過胎盤屏障，且α－生育三烯酚可以到達大腦。Sashwati Roy等（2002）[6]采用基因芯片技術(shù)研究了維生素E對大鼠胎兒腦發(fā)育的影響。實驗結(jié)果表明，胎兒腦中α－生育酚的水平大約是其母親的1/2；而添加生育三烯酚組中，胎兒腦中的α－生育三烯酚水平明顯高于其母親（Figure 3）。且采用基因芯片技術(shù)分析得出：相對于懷孕大鼠腦的發(fā)育，α－生育三烯酚主要是對胎兒腦的發(fā)育進行調(diào)控，從而保證了大腦神經(jīng)組織的正常結(jié)構(gòu)和功能。
此外，α－生育三烯酚可以抑制谷氨酸鹽誘導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)，此反應(yīng)途徑可最終導(dǎo)致機體神經(jīng)變性，而生育酚不具有此功能[20]。
2.5 抗癌和抗腫瘤特性
大量研究表明，生育三烯酚可以抑制人、老鼠和大鼠腫瘤細(xì)胞的生長[21]。它可以抑制由激素調(diào)節(jié)的癌細(xì)胞生長，如可通過抑制雌激素分泌而抑制人乳腺癌細(xì)胞的增殖，而生育酚在這方面的效果卻不太明顯[22,23,24]。生育三烯酚在細(xì)胞增殖中的作用表明它在癌癥的預(yù)防和治療中具有重要的現(xiàn)實意義。然而，生育三烯酚抗細(xì)胞增殖的確切作用機理還不太清楚，目前普遍認(rèn)為可能與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。在甲羥戊酸生物合成途徑中，生育三烯酚的異物二烯側(cè)鏈參與類異戊二烯中間體的形成。這些中間體參與一些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)如Ras蛋白的異戊二烯化，而Ras蛋白是正常細(xì)胞生長所必需的，這樣生育三烯酚就可競爭性地抑制甲羥戊酸的生物合成，從而可起到預(yù)防或治療癌癥的效果[25]。但是，目前有關(guān)生育三烯酚預(yù)防或治療人類腫瘤的形成還處于爭議之中，未見具體的臨床報道。
3 生育三烯酚的作用機理
3.1 抗氧化特性
維生素E是一種重要的抗氧化劑，此特性主要與苯并一氫吡喃環(huán)上的酚基團有直接關(guān)系。生育三烯酚可清除自由基，且可在脂質(zhì)過氧化中抑制過氧化氫和烷氧基的產(chǎn)生。進一步研究得出，α－生育三烯酚有更優(yōu)越的抗氧化功能可能與其結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。首先，在還原劑的作用下，α－生育三烯酚分子可以有效被還原；其次，α－生育三烯酚可以均一地分布于細(xì)胞膜脂質(zhì)層中；再次，由于α－生育三烯酚可以較好地溶于膜脂質(zhì)中，使細(xì)胞膜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)變的雜亂無序，這樣就更有利于α－生育三烯酚與脂質(zhì)中的自由基相互作用[10]。
總之，體外試驗均證明了生育三烯酚優(yōu)良的抗氧化特性，在體內(nèi)可以有效抑制LDL的氧化，這在臨床上具有重要意義。Serbinova等[12]證明生育三烯酚可以保護由于缺血而造成小鼠心臟的氧化損傷。
3.2 降低膽固醇
生育三烯酚降低膽固醇的分子機制與其獨特的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)。生育三烯酚的側(cè)鏈可以增加代謝中間產(chǎn)物farnesol的含量，此中間產(chǎn)物可促進HMGR（HMG-COA還原酶）被蛋白酶降解（Figure 2）。體外試驗表明，生育三烯酚抑制HMGR活性不僅與其側(cè)鏈結(jié)構(gòu)直接相關(guān),而且與環(huán)上的基團也有關(guān)。γ－生育三烯酚和δ－生育三烯酚缺少5’－甲基，但也可抑制HMGR的活性，且效果優(yōu)于α－生育三烯酚。
3.3 減少載脂蛋白B
載脂蛋白B(apoB)是LDL的組成成分，血漿中若其濃度過高，會導(dǎo)致冠心病的發(fā)生和動脈粥樣硬化。流行病學(xué)研究表明，生育三烯酚可使血漿中apoB水平顯著降低10～15％。生育三烯酚可能通過轉(zhuǎn)錄前調(diào)控肝臟中LDL受體的表達，使LDL更易于apoB結(jié)合，同時它也具有加快清除血液中LDL－apoB結(jié)合體的作用，最終使血漿中apoB的水平降低[26]。此外，有研究報道，生育三烯酚可以促進細(xì)胞內(nèi)蛋白酶降解apoB和改變VLDL的裝配[27,28]。總之，生育三烯酚降低apoB的能力主要取決于LDL清除速度和VLDL生成速度。
3.4 減少脂蛋白（a）－Lp(a)
Lp(a)含量的多少與心血管疾病直接相關(guān)，是存在于血漿中的一種脂蛋白，由apoB和apo(a)以二硫鍵結(jié)合形成，其結(jié)構(gòu)類似于LDL。血漿中Lp(a)的增多同樣可以導(dǎo)致動脈粥樣硬化。Lp(a)可以抑制血漿酶原的激活，導(dǎo)致血栓形成。而通過常規(guī)藥物或調(diào)節(jié)飲食等方法很難減少血漿中Lp(a)的含量，因為Lp(a)的表達主要受基因型控制。然而，生育三烯酚卻在此方面具有獨特的作用，可使Lp(a)的水平降低17％，但其詳細(xì)作用機理卻不太清楚。
3.5 抗纖維性斑塊的形成
生育三烯酚可以降低花生酸類物質(zhì)如血栓素B2的合成，其作用機制類似于生育酚。磷脂酶A2可以促進花生酸類物質(zhì)的釋放，花生酸類物質(zhì)可使血小板粘附與聚集，而生育三烯酚可抑制磷脂酶A2的活性，抑制血管堵塞，從而可預(yù)防動脈粥樣硬化等疾病，但其確切機制目前還沒有定論。
3.6 抑制單核細(xì)胞粘附
單核細(xì)胞與血管內(nèi)皮粘附可導(dǎo)致動脈粥樣硬化。最近研究表明，α－生育三烯酚可抑制粘附分子的表達，且其抑制單核細(xì)胞粘附的特性要優(yōu)于生育酚[4]。因此，生育三烯酚可以用來預(yù)防或治療動脈粥樣硬化形成。威斯康星州大學(xué)（美國）在人體上研究了生育三烯酚和心血管疾病（CVD）之間的關(guān)系。試驗顯示，補充生育三烯酚可以降低膽固醇、LDL－膽固醇、載脂蛋白B和脂蛋白（a）。同時，血漿中血栓素B2和血小板因子4的含量也下降，這表明生育三烯酚具有抗血栓形成和減少血小板聚集的作用[29,30]。
4 小結(jié)
近年來，生育三烯酚已經(jīng)成為國外研究的熱點之一，越來越多的研究表明生育三烯酚在抗氧化性能、降低膽固醇、抑制癌癥等方面具有獨特的生理功能，并且在某些方面具有比生育酚更優(yōu)越的生理功能，表明生育三烯酚在預(yù)防和治療心血管疾病及預(yù)防癌癥等醫(yī)學(xué)和保健食品應(yīng)用方面具有重要的價值，但是也同樣存在著分歧。由于維生素E與硒、維生素C有協(xié)同效應(yīng)，因此研究不同類型的維生素E在抑制膽固醇合成和細(xì)胞增殖等中的作用機制和生理效應(yīng)時，應(yīng)結(jié)合考慮其它一些相關(guān)因素的協(xié)同作用（如硒和維生素C等）。此外，研究發(fā)現(xiàn)，生育三烯酚所具有的這些特性僅僅限于某些特定組織中，但目前對其相關(guān)的確切作用機制知之甚少，需做進一步的研究。
我國是農(nóng)業(yè)大國，谷物及油脂資源非常豐富，這些谷物加工的下腳料中含有比較豐富的生育三烯酚，而長期以來這些下腳料并沒有得到充分的開發(fā)和利用，造成嚴(yán)重的資源浪費。如果能充分利用這些特殊功能產(chǎn)品，是一條比較好的綜合利用及增殖途徑。在今后的研究中，可望能在深入探討研究生育三烯酚的作用機制的基礎(chǔ)上，得出能發(fā)揮其理想效能的最適劑量和最適添加形式，最終達到生育三烯酚在人類和動物臨床中能夠有效利用的目的。
Tocotrienols:a Potent and Natural Antioxidants
Jing Mingyan Sun Jianyi
(Zhe Jiang University,The Key Laboratory of Molecular Animal Nutrition,Ministry of Education,China,Zhejianghangzhou 310029)
Abstract:Tocotrienols are particularly rich in palm and bran oils,which are chemically similar to tocopherols in structure.Recently,it has reported that the physiological functions of tocotrienols are much more potent than that of the widely studied tocopherols.In this article,the chemical structure,physiological function , action of mechanism and therapeutic potential of tocotrienols are reviewed.
Key words:Tocotrienol,physiological function,structural propertities,action of mechanism
參考文獻：
[1]Serbinova E,Kagan V,Han D,et al.(1991)Free Radic.Biol.Med.10,263-275
[2]Serbinova E A,Packer L.(1994)Methods Enzymol.234,354-366
[3]Suzuki Y L,Tsuchiya M,Wassall S R,et al.(1993)Biochemistry 32,10692-10699
[4]ANDRE THERIAULT,JUN-TZU CHAO,QI WANG,et al,1999.Tocotrienol:A review of its therapeutic potential.Clinical Biochemistry,32(5):309-319
[5]Yasukazu Yoshidaa,Eetsuo Nikia,Noriko Noguchib(2003).Comparative study on the action of tocopherols and tocotrienols as antioxidant:chemical and physical effects.Chemistry and Physics of Lipids ,123:63-75
[6]Sashwati Roy,Beatrice H.Lado,Savita Khanna,Chandan K.Sen.(2002)Vitamin E sensitive genes in the developing rat fetal brain:a high-density oligonucleotide microarray analysis.FEBS Letters 530(2002)17-23
[7]Packer L,Weber S U,2001.Molecular aspects of alpha-tocotrienol antioxidant action and cell signaling.J.Nutr.131,369S-373S
[8]Qureshi A A,Salser W A,Parmar R,et al,2001.Novel tocotrienols of rice brain inhibit atherosclerotic lesions in C578L/6 apoE-deficient mice.J.Nutr.131,2606-2618
[9]Kamal-Eldin A,Appelqvist L A.The chemistry and antioxidant properties of tocophenols and tocotrienols.Lipids 1996,31:671-701
[10]Mohd Sokhini Abdul Mutalib,Huzwah Khaza’ai,Klaus W J.Wahle,2003.Palm-tocotrienol rich fraction(TRF)is a more effective inhibitor of LDL oxidation and endothelial cell lipid peroxidation than α-tocopherol in vitro.36:405-413
[11]Serbinova E,Kagan V,Han D,et al,1991.Free radical recycling and intramembrane mobility in the antioxidant properties of α-tocopherol and α-tocotrienol.Free Radic Biol Med.10:263-275
[12]Serbinova E,Khwaja S,Catudioc J,et al.Palm oil vitamin E protects against ischemia/reperfusion injury in the isolated perfused Langendorff heart.Nutr Res 1992,12:S203-215
[13]Servinova E,Kagan V,Han D,et al,1991.Free radical recycling and intramembrane mobility in the antioxidant properties of α-tocopherol and α-tocotrienol.Free Rad.Biol.Med.10,263-275
[14]Suzuki Y J,Tsuchiya M,Wassall S R,et al,1993.Structural and dynamic membrane properties of α-tocopherol and α-tocotrienol:implication to the molecular mechanism of their antioxidant potency.Bichemistry 32,10692-10699
[15]J.P.Kamat,T.P.A.Devasagayam,1995.Tocotrirnols from palm oil as potent inhibitors of lipid peroxidation and protein oxidation in rat brain mitochondria.Neuroscience Letters.195:179-182
[16]Asaf A.Qureshi,Saeed A.Sami,Winston A.Salser,et al,2002.Dose-dependent suppression of serum cholesterol by tocotrienol-rich fraction(TRF25)of rice bran in hypercholesterolemic humans.Atheroselerosis.161:199-207
[17]唐傳核.米糠油來源生育三烯酚生理作用[J].糧食與油脂.2000，2：35－36
[18]Sylvia L,Anderson,Jinsong Qiu,and Berish Y,Rubin,2003.Tocotrienols induce IKBKAP expression:a possible therapy for familial dysautonomia.Biochemical and Biophysical Research Communications.306:303-309
[19]Podda M,Weber C,Traber M G,et al.(1996).J.Lipid Res.37,893-901
[20]C K.Sen,S Khanna,S Roy,et al,2000.Tocotrienol potently inhibits glutamate-induced pp60(c-Src)kinase activation and death of HT4 neuronal cells.J.Biol.Chem.275:13049-13055
[21] Nesaretnam K,Guthrie N,Chambers AF,et al.Effect of tocotrienols on the growth of a human breast cancer cell line in culture.Lipids 1995.30:1139-1143
[22] Guthrie N,Gapor A,Chambers AF,et al.Inhibition of proliferation of estrogen receptor-negative MDA-MB-435 and –positive MCF-7 human breast cancer cells by palm oil tocotrienols and tamoxifen,alone and in combination.J Nutr 1997.127:544S-548S
[23] Nesaretnam K,Stephen R,Dils R,et al.Tocotrienols inhibit the growth of human breast cancer cells irrespectively of estrogen receptor status.Lipids.1998.33:461-469
[24]N Landes,P Pfluger,D Kluth,et al,2003.Vitamin E activates gene expression via the pregnane X receptor.Biochem.Pharmacol.65:269-273
[25] Larner J,Jane J,Laws E,et al.A phase Ⅰ-Ⅱ trial of lovastatin for anaplastic astrocytoma and glioblastoma multiforme.Am J Clin Oncol 1998.21:579-583
[26] Parker RA,Pearce BC,Clark RW,et al.Tocotrienols regulate cholesterol production in mammalian cells by post-transcriptional suppression of 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase.J Biol Chem 1993,268:11230-11238
[27]36 Wang Q,Theriault A,Gapor A,et al.Effects of tocotrienol on the intracellular ranslocation and degration of apolipoprotein B:possible involvement of a proteasome independent pathway.Biochem Biophys Res Commun 1998,246:640-643
[28] Theriault A,Wang Q,Gapor A,et al.Effects of γ-tocotrienol on apolipoprotein B synthesis,degradation,and secretion in HepG2 cells.Arterioseler Thromb Vasc Biol 1999,19:704-712
[29] Qureshi AA,Bradlow BA,Brace L,et al.Response of hypercholesterolemic subjects to administration of tocotrienols.Lipids 1995,30:1171-1175
[30] Qureshi AA,Bradlow BA,Salser WA,et al.Novel tocotrienols of rice bran modulate cardiovaschlar disease risk parameters of hypercholesterolemic humans.Nutr Biochem 1997,8:290-298
