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user: 3. 燕麦活性成分的生物学功能 3.1. 燕麦β-葡聚糖的功能 (1) 清肠减脂。β-葡聚糖是一种膳食纤维，具有热量低，饱腹感强的特点。研究发现在高脂饮食中添加5%燕麦β-葡聚糖，会使得肥胖小鼠的体重计血脂水平下降，每日食用相当于3 g β-葡聚糖的燕麦，45 d后血脂指标总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇明显降低；其潜在的作用机制可能是β-葡聚糖可以通过改善餐后血脂分布来降低肝脏脂质含量也有研究认为可溶性纤维消耗量增加与血清总胆固醇水平降低之间存在联系，可能是通过在小肠中形成粘性物质来降低总血清和低密度脂蛋白胆固醇，从而限制肠道对膳食胆固醇的吸收以及胆汁的再吸收 [ 18 ]。还有人认为燕麦β-葡聚糖通过影响肠道中的微生物种群，并对胆汁酸代谢，胆固醇逆向转运，短链脂肪酸产生，胆固醇的细菌代谢和微生物宿主产生潜在影响信号，从而降低人血清胆固醇 [ 19 ]，也有研究认为β-葡聚糖在生物体中由肠道厌氧微生物酶系统逐步分解为短链脂肪酸，从而起到维持肠道菌群生态平衡、改善机体代谢及调节免疫的作用 [ 20 ]。目前关于β-葡聚糖影响肠道菌群的报道还比较少，因此其影响的具体机制还不清楚，需要进一步的研究。 (2) 调节血糖。燕麦β-葡聚糖具有黏性、分子量较大，食用后不易被人体消化的特点。研究发现早餐中增加燕麦β-葡聚糖的粘度会减慢胃排空，并降低血糖和胰岛素反应，引发抑制食欲的胰腺多肽(Peptide Tyrosine Tyrosine， PYY)反应，在增强人的饱腹感的同时，减少人的食欲，并达到调节血糖水平的目的 [ 21 ]。其作用机制可能是燕麦β-葡聚糖可在胃肠道内形成高黏度环境，这就形成物理屏障阻碍食物的消化，从而达到降低血糖的目的；研究发现除此之外β-葡聚糖还可以抑制蔗糖酶和麦芽糖酶的活性，减缓糖类物质的吸收与消化；另有研究发现β-葡聚糖还可以通过调控胰岛细胞的凋亡，促进胰岛素的分泌等改善胰岛功能，从而保证机体血糖平衡。但关于其机制研究并无定论，还需进一步研究。 (3) 其它生物学活性。燕麦β-葡聚糖除了上述已知功能以外，还有提高免疫能力、减轻慢性肾脏疾病、抗肿瘤等的功能，这里不再赘述。 3.2. 燕麦蛋白质及多肽的功能 (1) 抗氧化作用。燕麦蛋白质氨基酸成分含量较高，具有自由基清除的特性。在正常生理状况下，机体产生自由基与清除自由基处于动态平衡中，但在环境等因素下，体内产生过多自由基，而这些自由基或者超氧阴离子自由基与很多人类常见的疾病相关，比如癌症、心脑血管疾病等。燕麦蛋白肽对1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2，2-Diphenyl-1-(2，4，6-trinitrophenyl)hydrazyl， DPPH)、超氧阴离子游离基等有较好的清除作用，常用作抗氧化剂。研究发现燕麦蛋白水解物完全防止了过氧自由基对细胞的损害，并且可将细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species， ROS)降低20%~40%，并且还增加了谷胱甘肽的细胞内浓度；所有水解产物均相对于对照细胞分别提高了抗氧化酶超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性至多2倍和3.4倍；实验还发现其水解产物能够降低促凋亡酶caspase-3的活性，从而防止了氧化应激诱导的细胞死亡 [ 22 ]，实验证明了燕麦蛋白肽具有较强的抗氧化能力。关于起作用机制，研究发现植物衍生的抗氧化剂肽能够减少ROS的产生并增强内源性酶和非酶抗氧化剂的防御能力。研究认为抗氧化肽的N端或C端存在酪氨酸残基，酪氨酸能够通过从其酚基上提供一个氢原子来清除自由基，以此来发挥抗氧化活性；另有研究表明缬氨酸和其他疏水残基的存在可通过帮助它们与膜脂质双层结合并随后进入细胞来促进肽的抗氧化活性，且疏水残基也可能促进抗氧化剂肽与脂溶性自由基的相互作用并减弱脂质过氧化作用；除此之外，细胞抗氧化能力可能与肽构象，特别是α-螺旋和无规卷曲含量之间存在反比关系 [ 23 ]。现关于燕麦蛋白肽抗氧化活性的实验较少，只有较少的实验做了燕麦抗氧化肽的证明，因此现需更多的燕麦蛋白的研究。 (2) 调节血糖。燕麦蛋白肽具有良好的α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase， AG)和二肽基肽酶IV (Dipeptidyl Peptidase IV， DPP-IV)的抑制活性。AG是碳水消化过程中的关键酶，DPP-Ⅳ是胰岛素分泌过程的关键酶。研究发现利用计算机分析燕麦蛋白水解物具有DPP-IV抑制活性，其抑制率3.7 ± 3.9% and 46.2 ± 28.8% [ 24 ]。关于其作用机制，研究发现分离得到的一燕麦蛋白肽可与DPP-Ⅳ的催化结构结合，改变DPP-Ⅳ酶的空间构象，从而抑制DPP-IV。还可通过与AG底物结合域结合，竞争性抑制底物与AG的结合，从而达到抑制AG的目的 [ 25 ]。除了DPP-IV抑制活性外，燕麦蛋白还可以刺激胰岛素的产生。可以因此需要更进一步实验，探索燕麦蛋白降血糖的作用机制。 (3) 降压与降脂作用。燕麦蛋白肽具有分子量小，易被吸收的特点。通过用燕麦多肽灌胃原发性高血压大鼠，发现燕麦多肽具有良好的降血压效果，研究发现燕麦蛋白分离物均能抑制血管紧张素转换酶(Angiotesion Converting Enzyme， ACE)，其抑制率为86.6% (±10.7%)至96.5% (±25.8%)，比评估从大麦中提取的粗蛋白提取物的类似研究要大得多 [ 24 ]。研究发现燕麦蛋白显着降低了血浆低密度脂蛋白胆固醇和肝脏总胆固醇的浓度，增加了肝胆固醇7α羟化酶的活性，并增加了粪便胆汁酸和TC的排泄 [ 26 ]。关于其作用机制可能是通过增加粪便总脂质，TC和胆汁酸的排泄并调节肝脏CYP7A1的活性来降低血浆LDL-C和肝脏TC的水平 [ 26 ]；除此之外，燕麦蛋白可以通过抑制ACE活性，来降低高血压。因此，燕麦蛋白可能通过多种途径起降脂作用，但其作用机制还需进一步验证。 (4) 抗疲劳。燕麦中必需氨基酸含量较高，且营养素丰富，有利于运动后恢复。一些新的研究调查发现燕麦蛋白还具有抗疲劳、保护人体运动后机能不受损害的作用。一项调查研究发现食用燕麦蛋白的受试者在下坡运动后可明显减轻离心运动引起的骨骼肌酸痛，可显著抑制破坏性运动后的肢体水肿，并降低血浆IL-6浓度和血清肌酸激酶，而肌红蛋白和C反应蛋白(C-reactive protein， CRP)含量的升高，可减轻对肌肉力量，膝关节活动范围和垂直跳跃性能的不利影响 [ 27 ]。但是这一研究并未排除其他燕麦营养素的影响，且这一功能机制尚未发现，需要进一步的研究。 3.3. 酚类化合物的功能 (1) 抗肿瘤作用。燕麦蒽酰胺是一种酚类生物碱，具有抗氧化、抗炎、抗增殖的特性。与正常细胞不同，肿瘤细胞会产生大量的ROS来维持其恶性表型。AVEs的抗氧化活性可减少由ROS诱导的细胞成分的氧化损伤，从而达到抗肿瘤的目的。研究表明燕麦AVEs在肝肿瘤细胞中可以显著降低细胞内的ROS水平，有显著的抗增殖作用。且燕麦AVEs在人皮肤成纤维细胞的外源性或内源性氧化损伤和控制细胞氧化状态方面起着关键作用 [ 28 ]。另有研究发现AVEs可与DEAD-box蛋白家族ATP依赖的RNA解旋酶3(DDX3)RNA解旋酶在Arg287和Arg294残基处结合，以抑制ATP水解活性和蛋白稳定性，从而导致大肠癌细胞线粒体生物能崩溃和ROS依赖性细胞凋亡，从而达到抗肿瘤的目的 [ 29 ]。研究发现其作用机制主要是上调细胞周期抑制剂蛋白(包括p53，p21和p27)抑制细胞周期进程，细胞衰老的诱导，上皮–间充质转化和转移的抑制及抗增殖作用和诱导凋亡等 [ 30 ]。 (2) 其它作用。燕麦酚类物质除了具有强大的抗氧化活性之外，还有抗炎、止痒、抗刺激、抗动脉粥样硬化和抗增殖活性等的功能，可预防或限制细胞的氧化功能障碍和氧化应激相关疾病(例如神经退行性疾病和心血管疾病)，并为皮肤刺激，衰老和癌症提供了有利的保护。 3.4. 燕麦脂质的功能 植物固醇具有肠道吸收率较低，与胆固醇运转方式相似的特点。因此，食物中的植物固醇，可以与胆固醇产生竞争作用，从而抑制人体对胆固醇的吸收，降低血液胆固醇水平。研究发现燕麦乙醇提取物可以减轻实验鼠脂质积累，下调与脂质代谢紊乱相关的物质，增加与脂质代谢相关指标呈正相关的物质，从而改善脂质代谢紊乱和高脂血症 [ 31 ]。关于作用机制，最新研究发现植物可以抑制肝脏中脂肪酸合成关键酶的表达。另外也可能是通过降低肠道内胆固醇胶束化形成，从而导致胆固醇吸收减少，排泄增多 [ 32 ]。但现在关于燕麦脂质的研究较少，急需更多实验来探索。 3.5. 燕麦维生素的功能 燕麦生育酚具有优良的抗氧化性。研究发现维生素E可以预防幼年甲状腺功能减退大鼠海马的长期增强损伤和神经元凋亡。各种临床和临床前研究表明，补充维生素E可能对心肌梗死提供心脏保护作用。而且维生素E还有利于冠心病的治疗与恢复。临床上维生素E还可通过减轻氧化应激反应，减缓软骨组织的破坏，还用来治疗骨关节炎。研究发现维生素E还可以改善与年龄相关的听力障碍问题。关于作用机制，研究发现维生素E通过将其苯并三氢吡喃环上的羟基上的氢原子提供给脂质过氧自由基而发挥直接的抗氧化作用。这导致形成相对稳定的生育酚基或生育三烯氧基基团以及非反应性脂质氢过氧化物，从而基本上终止了氧化链反应；维生素E还可以通过调节细胞途径来减少氧化应激反应 [ 33 ]；维生素可以通过调控免疫细胞的生长和分化，刺激一些细胞因子的表达以调控免疫应答。