槲皮素 （多羟基黄酮类化合物）

发现和命名

槲皮素是一种多酚黄酮化合物，可在水果、茶和其他食用植物中找到。1936年，匈牙利生理学家阿尔伯特·森特·哲尔吉（Albert Szent Gyorgi）首次分离出槲皮素。

槲皮素英文为quercetin，其源于quercetum，以Quercus，即栎树命名，自1857年起一直被沿用至今。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将其命名为3，3′，4′，5，7-五羟基黄酮，此外，也可被命名为3，3′，4′，5，7-五羟基-2-苯基铬烯-4-酮。

分布来源

槲皮素广泛存在于许多植物的茎皮、花、叶、芽、种子、果实中，多以苷的形式存在，如芦丁、槲皮苷、金丝桃苷等，经酸水解可得到槲皮素。其中，在荞麦的杆和叶、沙棘、山楂、洋葱中含量较高。槲皮素在许多食物中也均有发现，如洋葱、细葱、芦笋、卷心菜、芥菜、青椒、菊苣、葡药柚、莴苣、山楂、苹果、芒果、李子、萝卜、黑加仑、马铃薯和菠菜等。此外很多药用植物(如槐米、侧柏叶、高良姜、款冬花、桑寄生、三七、银杏、接骨木等)中均含有槲皮素，其中在槐花米中含量高达 4 %左右。

物质结构

槲皮素的基本母核是苯基苯甲酰酮，由2个苯环（A和B）组成，并由一个含氧的芘环（C环）相连，共有5个羟基。基本骨架为C6-C3-C6结构，三个环呈平面状，分子相对极化。槲皮素本身是一种苷元，其结构中不含碳水化合物部分。在槲皮素分子中，B 环存在邻二酚结构，A 环有间二酚结构，C 环有 一个烯醇式，羟基酮结构。槲皮素的独特结构与A环中的3-OH和5-OH基团、B环上的儿茶酚部分以及C环中的羰基上的具有氧化功能的2-3-双键相关，槲皮素分子的3、4和7位置上的羟基与苯并吡喃和邻苯二酚环共面，这使得它们可以形成各种氢键。在大多数天然来源中，槲皮素中的羟基使得槲皮素可以与各种官能团结合，包括聚糖、磷酸盐、聚乙烯等。同时，槲皮素的许多生物学性质还与3-和5-羟基的取代有关，而这些取代主要分布在与糖苷（葡萄糖、半乳糖）和二糖（芦丁）形成键的过程中。此外，由于槲皮素C-3上的羟基可以作为电子接受的高度潜在位点，从而导致氧自由基清除、甲基化、硫酸化和磷酸化。据报道，槲皮素的其他结构特征，如邻苯二酚环2C和3C用于将电子从C环转移到B环，3C、5C和7C处的OH基团在槲皮素的抗氧化活性方面具有非常重要的作用。

槲皮素主要以下几种形式存在于植物中：

物化性质

槲皮素，异名栎精、化学名3，3′，4′，5，7-五羟基黄酮，分子式C₁₅H₁₀O₇，相对分子质量302.24。为黄色粉末(甲醇)，其二水合物为黄色针状结晶。在95～97 ℃成为无水物，熔点313~314℃。溶于热乙醇、冷乙醇，可溶于甲醇、醋酸乙酯、冰醋酸、比啶等，不溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿中，几乎不溶于水。其碱水溶液呈黄色，乙醇溶液味很苦。其具有多种反应：在紫外灯下显蓝色荧光，当加入AICl₃时，乙醇溶液荧光则变为黄绿色，盐酸－镁粉反应显红色，α-萘酚－浓硫酸反应不显紫色，锆－枸橼酸反应：当加2 %氯化锆甲醇液时显黄色，再加2 %枸橼酸甲醇液用水稀释，黄色不退。槲皮素属黄酮醇类化合物。黄酮类化合物多以苷类形式存在，由于所连接的糖的类型和位置不同，可形成多种黄酮苷。

生理作用

• 抗氧化、清除自由基

  槲皮素是自然界中最强的抗氧化剂之一，其抗氧化能力是维生素E的50倍、维生素C的20 倍。槲皮素中有3，7-羟基结构，可能对超氧阴离子、羟自由基和单线态氧均有良好的清除作用，且量效关系明显。槲皮素抗氧化及清除自由基的作用机理可能是槲皮素与超氧阴离子络合而减少氧自由基的产生；与铁离子络合而阻止羟自由基的形成；与脂质过氧化基反应抑制脂质过氧化过程；抑制醛糖还原酶，减少 NADPH 消耗，从而提高机体抗氧化能力。

• 降血脂：槲皮素能够抑制胆固醇酯分解为游离的胆固醇，并且能够降低胆固醇在胶束溶液中的溶解度，抑制小肠对胆固醇的吸收，起到降脂的目的。

• 降血糖：槲皮素可以抑制葡萄糖转运蛋白对葡萄糖的转运，以及抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性来阻碍葡萄糖的消化和吸收。

• 减少尿酸的形成：槲皮素通过氢键结合到XO（黄素蛋白酶）活性中心的钼原子周围，阻碍了底物黄嘌呤进入XO活性中心，从而抑制了XO对黄嘌呤的催化活性，减少了尿酸的生成。

• 与其他酶系统的相互作用：槲皮素能够减少各种组织中肥大细胞以及嗜碱性粒细胞的组胺分泌，通过影响其他钙调素依赖性酶，来发挥主要的作用。

• 抗癌作用：槲皮素对癌细胞具有细胞毒性，但不损害健康细胞，可作为多种癌症的化学预防与治疗剂，由于亲脂性，槲皮素可以轻松地穿过细胞膜并发挥作用，可通过调节抑制癌基因表达、阻断细胞周期、诱导细胞凋亡、阻滞侵袭及转移等多种途径发挥抗肿瘤作用。

• 抗神经保护作用：槲皮素可以通过直接清除ROS，β淀粉样蛋白(Aβ)沉积抑制，tau蛋白过度磷酸化抑制，神经细胞内神经原纤维缠结(NFTs)抑制，淀粉样前体蛋白(APP)抑制，以及裂解酶(BACE1)抑制等的多种作用机制来发挥抗神经保护的作用。

• 抗血栓：槲皮素能明显抑制血小板聚集，选择性地与血管壁上的血栓结合通过抑制血小板脂肪氧合酶和环氧合酶使血管内膜释放血栓溶解素和血管膜保护介质，起到抗血栓作用。

• 抗病毒：槲皮素对很多病毒如I型单纯疤疹病毒、呼吸道合胞病毒、狂犬病毒、III型副流感病毒和新必斯病毒等都有抗病毒活性，其抗病毒的机理可能是它能与病毒蛋白结合并干扰病毒核酸的合成。

药代动力学

在自然界中，槲皮素主要以葡糖苷的形式存在，而槲皮素糖苷的吸收可能因所附糖的类型而异 ，槲皮素糖苷（如主要存在于洋葱或小葱肉中的那些）比其芸香糖苷（茶中的主要槲皮素糖苷）更容易被吸收。糖苷在小肠中被 β-葡萄糖苷酶有效水解为糖苷配基形式，其中大部分随后被吸收。槲皮素葡萄糖醛酸及其硫酸衍生物比槲皮素更容易被人体吸收 。在槲皮素的衍生物中，其糖苷的共轭形式比槲皮素更容易被吸收。纯化的槲皮素糖苷能够与粘膜上皮细胞中的钠依赖性葡萄糖转运受体相互作用，因此，可能在体内被小肠吸收。吸收后，槲皮素在小肠、结肠、肝脏和肾脏在内的各种器官中代谢，其代谢产物分布于全身的各个组织。槲皮素可被人肠内细菌转化为3，4—二羟基苯乙酸、对羟基苯乙酸、3，4—二羟基苯丙酸和对羟基苯丙酸，但转化率较低，口服给药大约只有20 ％被消化道吸收，30 ％被转化、30 ％以原形药物形式经粪便排出体外，吸收的槲皮素在48小时内以葡萄糖醛酸酯和硫酸酯形式迅速进入胆汁和尿液而被排泄。

提取方法

提取分离法

由于槲皮素在植物中含量只有万分之几到下分之几，且提取分离较难、成本高，因此直接从植物中提取槲皮素在生产上实用性不大。但在分析、鉴定黄酮类化合物或制备分析纯样品时，要用到槲皮素提取分离技术。

酸水解法

槲皮素的芸香苷（芦丁）在自然界分布广泛，含量高，如槐米中含量高达20%。从槐米中先提取芦丁，再经酸水解后生成槲皮素。

酶法转化

采用酶法转化来水解芦丁大量制备植物中含量较少的槲皮素单体，操作简单安全，整个过程经济实用、产量大，适合工业化生产，并且产物纯度大于90 %，可以满足食品和临床应用需要。因此酶法转化无疑是一种极具前景的制备方法。

生物合成

槲皮素的生物合成主要是通过苯丙素代谢途径产生。该反应由关键的苯丙氨酸解氨酶（PAL）催化，形成肉桂酸，肉桂酸经过主要酶肉桂酸4-羟化酶（C4H）的作用产生具有羧基的对香豆酸，对香豆酸在辅酶A连接酶（4-CL）催化的作用下产生4-香豆素基辅酶A。4-香豆素基辅酶A和三个丙二酰CoA分子在查尔酮合酶（CHS）的作用下产生柚皮素查尔酮，形成类黄酮的骨架A环和B环（即C6–C3–C6）。杂环C环的构建是油皮素查尔酮在查尔酮异构酶（CHI）的作用下产生柚皮素（一种黄烷酮），同时，柚皮素在黄烷酮3β-羟化酶（F3H）的催化作用下进行羟基化形成二氢山奈酚。同样，黄酮醇3′-羟化酶（F3′H)在二氢山奈酚上进行羟基化反应，形成二氢槲皮素，二氢槲皮素在黄酮醇合酶的作用下形成槲皮素。

理化鉴定

薄层鉴定

采用聚酰胺薄层法以甲醇和水作为展开溶剂对槲皮素进行鉴定，然后通过三氯化铁显色，根据显色颜色的不同来鉴定槲皮素。

红外光谱分析鉴定

将槲皮素纯品与KBr经60 ℃干燥后，按比例混匀研磨，在液压机上压片制得样品片，把制好的样品片置于傅里叶变换红外光谱仪上扫描，得到相关的红外光谱图。

含量测定

液相色谱法

通过制备槲皮素标准品溶液，线性关系考，精密度、重复性方法学原理进行含量测定。

HPLC法

将制备的槐米总黄酮进行溶解和过滤，根据色谱条件来鉴定总黄酮中槲皮素的含量。

应用领域

槲皮素在多种恶性肿瘤如宫颈癌、胃癌、乳腺癌、肝癌等中有显著的抗癌功效。此外，槲皮素还可有效治疗糖尿病，神经系统疾病和肥胖症。

安全事宜

GHS危险说明

H301 (64.75%)：吞咽会中毒

H302 (35.25%)：吞咽有害

食用剂量

平均每天可以从水果和蔬菜中摄入15至40 mg槲皮素。从健康方面考虑，人们可以通过多吃蔬菜和水果来增加槲皮素的摄入量。然而，由于大多数人面临无法从食物中保持摄入足够的生物类黄酮，因此可以从膳食补充剂中获得额外的槲皮素。一般槲皮素以胶囊和片剂的形式提供，可以根据不同的健康状态给予不同的剂量。

不良药物反应

口服槲皮素的不良反应包括胃肠道反应，如恶心，罕见的头痛和四肢轻微刺痛。口服槲皮素通常耐受性良好。静脉注射槲皮素与恶心、呕吐、发汗、潮红和呼吸困难有关。此外，槲皮素被证明会导致某些细菌的染色体突变，因此，孕妇和哺乳期母亲应避免摄入槲皮素。

药物相互作用

• 环孢霉素：与不服用槲皮素相比，补充槲皮素和环孢菌素可显著提高环孢菌的血药浓度。

• 顺铂：由于在正常组织中存在遗传毒性的理论风险，在使用顺铂和槲皮素的患者中，顺铂使用者应避免补充槲皮素。

• 多柔比星：试管和动物研究表明槲皮素可能增强多柔比的作用。

• 地高辛：使用地高辛和槲皮素治疗可能会导致血液中大量地高辛，这可能会导致地高辛比平时更多的副作用。

含槲皮素的中药配伍禁忌

含槲皮素的中药有柴胡、桑叶、槐角、旋覆花、山楂等，中成药有柴胡口服液、柴胡舒肝丸、逍遥丸、补中益气丸、桑菊感冒片、地榆槐花丸、红管药片、银柴冲剂、利胆片、龙胆泻肝丸、山楂丸、首乌片等。槲皮素为五轻基黄酮类，分子结构中有多个酚基和5-0H、4-酮基结构，能与含金属的西药如鼠李秘镁片、复方氢氧化铝、氢氧化铝凝胶、硫糖铝、碱式碳酸秘、三硅酸镁、硫酸亚铁、葡萄糖酸钙、乳酸钙、碳酸钙片等药物中的铝、钙、镁和铁等金属离子络合成相应的络合物，这种含金属的络合物几乎不被肠道吸收，故可降低药物的疗效。所以，上述中药不宜和含金属离子的西药同时使用。如果必须要联用时，最好将上述中药与西药间隔2小时以上，以避免药物间的相互作用。

急救措施

针对不同的情况采取不同的措施

• 眼睛：当槲皮素接触眼睛时，当有隐形眼镜时，取下隐形眼镜，用水或生理盐水冲洗受害者的眼睛20 至 30 分钟，同时呼叫医院或毒物控制中心。在没有得到医生的指导情况下，不能将任何药膏或药物放在受害者的眼睛里。当眼睛出现发红或刺激时，应立即送到医院就医。

• 皮肤：皮肤接触时，立即用水冲洗被接触的皮肤，同时脱下并隔离所有受污染的衣服。用肥皂和水彻底清洗所有接触的皮肤区域，当出现发红或刺激等症状，应立即前往医院就医。

• 吸入：立即离开污染区域；深呼吸新鲜空气。即使没有出现任何症状（如喘息、咳嗽、呼吸急促或口腔、喉咙或胸部灼痛），也应立即应立即前往医院就医。当救援人员不知道环境的情况下，要为救援人员提供适当的呼吸保护，尽可能使用自给式呼吸器 (SCBA)；如果不可用，则使用大于或等于防护服建议的防护等级。

• 摄入：如果受害者有意识并且没有抽搐，给 1 或 2杯水稀释化学品并立即致电医院或毒物控制中心。当受害者出现抽搐或失去知觉，禁止从嘴里给任何东西，确保受害者的呼吸道畅通，让受害者侧卧，头部低于身体。不要催吐。立即将受害者送往医院就医。

• 其他：槲皮素是一种已知或疑似致癌物，尽可能在医生的监测和建议下进行配合，并且医生会根据特定的化学、物理和毒性特性、接触水平、接触时间长短和接触途径等给予合理的建议。

泄露和溢出处理

当发生泄露和溢出时，首先移除所有火源，然后用 60-70% 的乙醇将溢出材料弄湿并将弄湿的材料转移到合适的容器中。将吸水纸和任何可能被污染的衣服密封在防潮塑料袋中，利于后续处理。隔离所有方向的溢出或泄漏区域至少50 米的液体和至少25米固体，必要时，在下风方向增加即时预防措施的距离。

消防

当发生火灾的时候可以用干粉、二氧化碳灭火器进行灭火。如果油罐车、轨道车或油罐车发生火灾，在所有方向隔离 800 米。此外，还应考虑向各个方向进行 800 米的初始疏散。

环境影响

槲皮素是一种广泛分布于植物中的类黄酮。如果释放到空气中，在 25 °C 下估计的蒸气压为 2.8X10 mm Hg，表明槲皮素将仅以颗粒相存在于大气中。微粒相槲皮素可通过湿沉降或干沉降从大气中去除。槲皮素中含有吸收波长 >290 nm的发色团，因此可能容易被阳光直接光解，此外槲皮素释放到土壤中不会从潮湿的土壤中挥发。

储存

槲皮素片剂和胶囊应在室温下储存，远离热源、湿气和直射光。