槲皮素抗炎和增强免疫功效最新研究进展
槲皮素是一种从植物中提取的多元酚，有关它的体外实验和动物实验表明，该成分具有多种生物作用，包括抗癌、抗炎症和抗病毒作用，还有缓解脂质过氧化作用、减少血小板凝结、增加毛细血管的渗透率等。东北林业大学的研究者这次就槲皮素的物理化学性质、饮食价值、吸收率、生物利用度和在人体中的新城代谢情况进行了研究。
槲皮素是六种黄酮类化合物中的一种。它的名字由来已久，人们在年就开始使用这个名字，起初是指从栎树中提取的一种成分，是一种植物激素运输抑制剂。国际理论和应用化学联合会（IUPAC）将槲皮素命名为3，31，41，5，7-五羟基黄酮，这意味着槲皮素的第3，5，7，31和41位上都连着一个羟基。
下图为槲皮素、槲皮糖苷、槲皮素葡糖甘酸、槲皮素硫酸盐和甲基槲皮素等的化学结构。
槲皮素是一种明亮的柠檬黄针状晶体，不溶于冷水、难溶于热水，易溶于酒精和脂质。用一个糖基团替代槲皮素上的一个羟基，最后就会形成槲皮素糖苷。槲皮素上连接糖苷可以改变槲皮素的溶解度、吸收率和其在生物体内的效用。一般情况下，糖基团可以提升槲皮素的水溶度。饮食资源槲皮素槲皮素是黄烷醇分子含量最多的材料，很多食材中都含有这一成分，包括苹果、草莓、芸苔属蔬菜、酸豆、葡萄、洋葱、茶叶、番茄、坚果、花朵、树皮和树叶。草药中也含有丰富的槲皮素，如银杏、贯叶连翘和接骨木。在红皮洋葱中，槲皮素最集中的地方是最外面的一层和最接近根的部分。研究表明有机番茄中的槲皮素含量比普通水果中的含量高出79%。在所有的食材中，酸豆的槲皮素含量最高，每克中含有毫克槲皮素，最低的是红茶和绿茶，每克中含有2毫克。
不同国家所摄入的槲皮素总量各不相同。人们对黄酮类的摄入量在每天50到毫克之间，槲皮素占其中的较高。大多数槲皮素来源为水果、蔬菜和茶水。在我国的绥化地区，人们平均每天会摄入4.37毫克的槲皮素，因为绥化地区的苹果中富含黄烷醇（含量为7.4%），
然后是番茄（含量为3.9%）、生菜（含量为3.8%）、橙子（3.8%）、土豆（2.5%）、芹菜（2.2%）、茄子（2.2%）、猕猴桃（1.6%）。这些都是哈尔滨地区最常见的槲皮素资源。
最新的研究表明，每天摄入18毫克的槲皮素有益中国年轻男性的健康。在美国，成年男性的黄烷醇日推荐摄入量则为13毫克，其中槲皮素占了四分之三。美国人对槲皮素的日平均摄入量大约为14.90到16.39毫克。
洋葱、茶叶和苹果中都含有丰富的槲皮素。日本人对槲皮素的平均摄入量和中间量分别为每天16.2克和15.5克。和女性相比，日本男性对槲皮素的摄入量相对较低，研究显示人们对槲皮素的摄入量问题和土壤有机质相关。对于槲皮素摄入量的评估，夏季和冬季都一样。不管是夏天还是冬天，人们的槲皮素资源中都有洋葱和绿茶。芦笋、青椒、番茄和油麦菜是很好的槲皮素食材，适合在夏天吃。
在澳大利亚，红茶和绿茶是最主要的槲皮素资源，其它的还包括洋葱、西兰花、苹果、葡萄和豆类。分析数据显示，澳大利亚成年人平均一天摄入的黄酮类物质总量为毫克。16到18岁之间的人群最喜欢吃的槲皮素食材是苹果，洋葱紧随其后，而且其重要性正在增加。
在西班牙，人们平均每天的槲皮素摄入量为18.48毫克，远远高于美国的9.75毫克，因为西班牙喜欢喝茶、果汁、啤酒和葡萄酒，还喜欢吃柑橘类水果、香瓜、苹果、洋葱、草莓和香蕉。吸收率、生物利用度和新陈代谢有关槲皮素代谢的人体研究表明，口服槲皮素的生物利用度非常低。健康的成年人摄入毫克的槲皮素之后，吸收率仅为3%到17%。口服槲皮素的生物利用度如此之低，或许与其较低的吸收率以及代谢有关。吸收槲皮素糖苷的吸收率与依附在槲皮素上的糖的种类有关。研究数据显示，洋葱中发现的槲皮素糖苷比绿茶中的槲皮素糖苷吸收率更高。这种糖苷可以被小肠中的Beta-葡糖苷酶有效水解成苷元，然后被充分吸收。槲皮素葡萄糖醛酸和槲皮素硫酸盐比槲皮素更容易被人体吸收。
槲皮素及其派生物在胃酸中是稳定的，但是目前尚无报告证明其能否被胃吸收，研究显示其可以被小肠的上半段吸收。
在槲皮素的派生物中，共轭形式的槲皮素糖苷更容易被吸收。纯化槲皮素糖苷可以和粘膜上皮细胞葡萄糖接收器上的钠结合，从而易被小肠吸收。转化和运输被吸收之后，槲皮素开始在人体各个器官中进行代谢，这些器官包括小肠、结肠、肝脏和肾脏。然后槲皮素被肝脏和小肠中的生物代谢酶转化成代谢产物，包括甲基化、硫代和葡糖醛酸化的形式。
研究发现老鼠和猪摄入槲皮素之后，在其所有的组织中，老鼠的肺部和猪的肝脏以及肾脏中累计的槲皮素最多。
槲皮素被肠道细菌和肠道粘膜上皮细胞中的酶转化成各种代谢物（酚酸），之后，这些代谢物会被人体吸收、转化或者排出体外。小肠和结肠中都会发生细菌糖苷的环裂变，这会让槲皮素和后来更小的多酚类的结构彻底破坏。
研究者对血清和肝脏样本进行分析之后发现，血清中的槲皮素派生物浓度更高，而肝脏中存在的主要是甲基化产物（90%-95%）。有限的研究发现槲皮素在肝脏中被甲基化、硫代化和葡糖醛酸化了。
持续摄入含有槲皮素的食物会让槲皮素在血液中累积，血清中的槲皮素浓度也会发生极大的上升，而这与食物中槲皮素的含量有很大的关联。人体血液中存在的共轭形式的槲皮素主要是槲皮素糖苷。槲皮素的代谢产物中，鼠李素和硫酸葡萄糖苷占了91.5%，其它的代谢物还包括葡糖苷酸和甲基化产物。研究者还在槲皮素代谢物中发现了共轭血浆蛋白质（白蛋白占了99.4%），因此其在细胞中的生物利用度降低了。排泄只有很少的研究可以证明槲皮素及其代谢物和派生物会在人体器官中累积，而或许它们会聚集在细胞的线粒体中。肾脏是负责人体排泄的一个重要器官，人体摄入果汁以后，尿液中的槲皮素浓度会随着果汁浓度和时间的增加而增加，而苯甲酸也许就是槲皮素的代谢物之一。在一个槲皮素半衰期为11到28小时的研究中，研究者发现人体可以从食物或者补充剂中吸收大量的槲皮素，但是槲皮素的排泄却非常缓慢。槲皮素的平均终端半衰期为3.5小时。
从不同的人的尿液、排泄物和呼出的气体中回收到的C-槲皮素含量变化非常大，说明对槲皮素的排泄因人而异。人体吸收的槲皮素很大一部分最后被肺脏代谢和排出体外了。另有医学文献指出，糖苷形式的异槲皮素比槲皮素更容易被人体吸收，而将槲皮素和维生素C、叶酸和其它的黄酮类物质一起服用，可以增加槲皮素的生物利用度。
所有的研究都证明槲皮素糖苷首先是被小肠的上半部分吸收的，然后被小肠和肝脏中的生物酶进行甲基化、硫代化和葡糖羧酸化，最后被肾脏通过尿液排出体外。槲皮素对炎症和人体免疫功能的作用体内实验抗炎性和促进免疫健康有研究表明槲皮素具有持久的抗炎效果，而且其对不同类型的细胞都具有效果，包括人类细胞和动物细胞。槲皮素久负盛名的功效是维持肥大细胞的稳定性和肠道保护细胞的活性。此外，槲皮素对树突状细胞功能还具有免疫抑制作用。作用机理研究者通过几个不同的细胞系进行体内研究后发现，槲皮素可以抑制巨噬细胞营养盐中脂多糖（LPS）诱发肿瘤坏死因子TNFα的产生。更重要的是，在胶质细胞中，槲皮素可以抑制TNF-α脂多糖诱发的信使RNA的水平，这种作用可以通过刺激小神经胶质细胞的活性来减少神经细胞的凋亡。
此外，槲皮素还可以抑制促炎性细胞因子、类胰蛋白酶和用人类脐带血培养的肥大细胞（hCBMCs）中组胺的释放，这似乎和抑制钙和含磷蛋白激酶C（PKC）的流入有关。槲皮素的抗炎性研究则表明槲皮素可以抵制人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的发炎，这是下调血管细胞黏附分子和CD80表达的结果。
槲皮素还可以促进基因的表达，通过外围血液单核细胞（PBMC）增加干扰素IFN-γ的产量，同时降低白介素1L-4水平。槲皮素还可以抑制基质金属蛋白酶，后者通常是由人类皮肤成纤维细胞中的纤溶酶原激活物质抑制剂（PAL-1）来抑制的。
众所周知，槲皮素既可以维持肥大细胞的稳定性，又可以维持肠胃细胞的活性。研究证明槲皮素对免疫细胞具有直接的调控作用，可以调控人体促分裂原活化蛋白在有丝分裂中的路径，净化T淋巴细胞。
研究证明毫微摩尔浓度的槲皮素具有双向性行为，因此其可以抑制过敏性炎症。槲皮素主要通过白血球和和细胞内的激酶以及磷酸酶来改善人体的免疫和炎症，酶和膜蛋白对人体的细胞功能有着举足轻重的作用。但是，过多的靶细胞和天然化合物有时候会影响槲皮素的抗炎功效，因此尚需进一步的研究分析这些成分在动物细胞学中的作用。
下图即为槲皮素抵抗肿瘤坏死因子TNFα引起炎症的过程。槲皮素通过直接刺激细胞外信号调节激酶（ERK）、JNK和NFB来减少炎症，因为这些因素都对会潜在增加炎症基因的表达和蛋白促胰液素。此外，槲皮素还可以通过直接增加过氧化物酶体增殖物活化受体（PPARγ）的活性来抵抗炎症。上述所有这些因素加起来，就可以抑制TNFα的活性。
试管内动物模型此外，研究者发现槲皮素对患有自身免疫病的老鼠具有调节免疫和炎症的作用。含有槲皮素的角叉菜和高脂饮食可以改善老鼠的炎症反应。经受了严重的创伤性脊髓损伤的老鼠恢复之后，槲皮素可以明显改善其运动机能。腹膜内（IP）5到微摩尔/千克体重剂量的槲皮素可以让老鼠行走的距离增加一半甚至更多。
槲皮素恢复老鼠脊髓损伤的效果很大程度上依赖于使用的槲皮素剂量和次数。比如，在另外的一个试验中低剂量的IP槲皮素对老鼠的脊髓损伤就没有什么帮助。而在其它的试验中，每天腹膜内给药两次或者三次的槲皮素可以加快一半的老鼠身体机能的恢复速度。但是每天给老鼠注射三次槲皮素之后，老鼠的运动机能却并没有发生变化。
研究显示，槲皮素可以通过增加细胞因子的释放来抵抗炎症。此外，槲皮素开可以抑制丙异肾上腺素诱发的心肌衰弱氧化损伤和对免疫功能的损害。研究者认为槲皮素的抗炎效果或许和它的抗氧化性有关。槲皮素还可以通过减少白细胞的增加、降低趋化因子水平和减少脂质过氧化的产物丙二醛、以及增加抗炎生物酶的活性来缓解炎症。
槲皮素还可以通过抑制1L-12信号和Th-1的变异来改善自身免疫性脑脊髓炎（EAE），还可以通过减少炎症因子TNF-α和1L-17的分泌来缓解自身免疫性心肌炎（EAM）。槲皮素有可能会普遍抑制免疫细胞的积累和活性，包括抗炎细胞。西方饮食诱导的肥胖老鼠试验中，槲皮素及可以增加老鼠线粒体氧化磷酸化的基因表达。临床研究将槲皮素和白藜芦醇、紫檀芪、桑黄素、δ-生育三烯酚、核黄素和烟酸一起使用可以降低心血管疾病风险。因此该成分可以作为缓解高胆固醇血等疾病的补充剂。
在一个随机双盲安慰剂对照试验中，研究者将2名志愿者随机分成三组，一组每天摄入毫克的槲皮素，一组摄入0毫克，剩下的一组摄入安慰剂。研究者最后发现，和对照组相比，实验组志愿者的上呼吸道感染（URTI）比率并没有明显的不同。在另一个涉及40岁及以上的身体健康的志愿者试验中，每天0毫克的的槲皮素剂量明显减少了志愿者的感冒时间，并且缓解了URTI症状。
此外，每天毫克剂量的槲皮素不会影响进行剧烈运动三天后的运动员的免疫功能，但是可以改善其之后两个礼拜之内的上呼吸道感染症状。志愿者连续两周进行公里的西方国家耐力训练之后，每天0毫克的槲皮素也有类似的效果。但是，在这两个试验中，安慰剂组和实验组在赛后疾病率上并没有明显不同。
在一些人类的观察实验中，研究者也发现了槲皮素和其免疫调节作用之间的关联，槲皮素确实可以减少剧烈运动之后的疾病。此外，研究证明不管是在为期三天的自行车训练的三周之前、进行中还是两周之后摄入0毫克的槲皮素，都可以降低上呼吸道感染的发生率，但是其对运动引发的免疫紊乱、炎症和氧化压力没有效果。
相关医学文献也指出，槲皮素对引起上呼吸道感染的鼻病毒和其他的如腺病毒和冠状病毒都有抑制作用。如果同时服用两种或者更多的黄酮类成分，增强免疫效果更佳。尽管大部分体外研究证明槲皮素具有抗炎和增强免疫的作用，但是，一个随机双盲安慰剂对照试验却发现，每天毫克或者0毫克，为期12周的试验只是增加了成年女性志愿者血清中的槲皮素水平，却没有增强志愿者的先天免疫功能，对炎症也没有效果。
最后的结论就是虽然在试管内的人类细胞和动物上的研究证明槲皮素具有抗炎效果，但是人体研究尚不完全支持上述结果。因此，槲皮素对人体免疫系统的促进作用仍需进一步的研究。总结作为一种类黄酮成分，因为具有多种生物活性功能，槲皮素可作为安全的食品补充剂。但是，槲皮素的功效并不是一成不变的，而且关于它的研究结果尚需进一步的评估，它的效果与受体的种类以及受体的健康状况也有很大的关联。还有，槲皮素糖苷比槲皮素本身的效果要好。
将来槲皮素发展的主要挑战是对其最佳功能的研究，尤其是那些需要长期服用的槲皮素产品。比如，将槲皮素添加到碳水化合物饮料中的效果比单一的槲皮素要好。该领域的研究仍将决定终端产品的结果，给药方案和应用助剂也许会改善槲皮素的生物利用度。
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