Fenilpropanoidok O A
C
B
A FLAVONOIDOK ELŐFORDULÁSA ÉS SZERKEZETE A növényi eredetű természetes anyagok egyik jelentős csoportját a flavonoidok képviselik. Korábban a flavonoid összefoglaló névvel csupán az 1,3-difenilpropán-vázú (C6–C3–C6) O-heterociklusos vegyületeket jelölték. Később tágabban értelmezve a flavonoid elnevezést, a gyűjtőnevet kiterjesztették két további, szerkezeti felépítésében rokon O-heterociklusos vegyületcsaládra, nevezetesen az 1,1-difenilpropán-vázú neoflavanoidokra és az 1,2-difenilpropán-vázú izoflavonoidokra. 1 2 3
O
2
2
O flavonoid váz
1
1
3
neoflavonoid váz
O
3
izoflavonoid váz
A szerves kémikusok a flavonoidok közé sorolják mindazokat a természetes anyagokat, amelyek a három ábrázolt vegyületcsalád jellegzetes O-heterociklusos szerkezeti részét tartalmazzák.
O
O
OH O flavonol
O flavon
O
O
O
O
izoflavon
OH
OH O flavanon
O flavanol
O
izoflavanon
O
kalkon
dihidrokalkon
O
O
O
O
O
O
OH
OH OH
katechin
antocianidin
leukoantocianidin
O auronok
4
Az alapvázak változatossága
5
A flavonoidok bioszintézise I. A flavonoidok bioszintézise a növényekben aminosavakból (fenilalanin, tirozin) történik. Ezek az aminosavak ammonialiáz enzim hatására a megfelelő fahéjsavvá alakulnak át, mely vegyületek aromás gyűrűje további enzimatikus lépésekben szubsztituálódik.
A flavonoidok bioszintézise II. A fahéjsav származékok további enzimatikus lépések során alakulnak át a flavanoid származékokká. Ezen lépések nagy része laboratóriumban is megvalósuítható. Ezen alapul a flavonoidok előállítása (biomimetiukus szintézis)
Az alapvázak szintézise I. Flavon származékok I.
8
Az alapvázak szintézise II. Flavon származékok II.
9
Az alapvázak szintézise III. Flavon származékok III.
10
Az alapvázak szintézise IV. A KUMARIN ÉS SZÁRMAZÉKAI A kumarin előállítása Perkin-féle szintézissel történhet, oly módon, hogy szalicilaldehidet vízmentes nátriumacetát jelenlétében ecetsavanhidriddel reagáltatják. Ilyenkor a (Z)-2-hidroxifahéjsav és az ecetsav vegyes anhidridje keletkezik, amely ecetsavvesztéssel ciklizál. CHO OH szalicilaldehid
Ac2O/NaOAc
-AcOH
COOAc OH
H2O
vegyes anhidrid
A kumarin és származékai főleg orchidea fajokban, pillangós és ernyős virágzatú növényekben fordulnak elő. Az alapvegyület kumarin szénaillatú, ezért az illatszer- és a dohányipar hasznosítja.
O kumarin
O
A flavonoidok hatása az élő szervezetben I. Szabályozza a hajszálerek áteresztőképességét és erősíti azok falát, csökkenti törékenységüket Segíti a sima izmok relaxációját – vérnyomáscsökkentő hatás
Segíti a normális vérkeringés fenntartását Csökkenti az LDL oxidációját –csökken az érszűkület kialakulásának veszélye Csökken a vérlemezkék összetapadásának veszélye – véralvadás mérséklő hatású Antioxidáns hatása révén gátolja a gyulladások kialakulásában felelős molekulák hatásának érvényesülését (hisztaminok, prosztaglandinok, leukotriének) Ösztrogén hatás Daganat növekedés gátló hatás A flavonoidoknak nincs ismert mellékhatása! A flavonoid hiány nem értelmezhető fogalom A flavonoidok nem vitaminok! Univerzálisnak tűnnek, azonban hatásuk nem elég drasztikus a már kialakult betegséges teljes visszafordításához. Szerepük inkább a megelőzésben és kiegészítő kezelésként van. 12
A flavonoidok hatása az élő szervezetben II. Betegség, állapot
Flavonoid, forrás
Érszűkület
Quercetin, áfonya
Horzsolások, zúzódások
Áfonya
Hajszálértörékenység
Quercetin, hesperidin, áfonya
Szürkehályog
Quercetin, áfonya
Cukorbetegség
Quercetin, áfonya
Vizesedés
Quercetin, áfonya
Zöldhályog
Rutin
Szénanátha
Quercetin, rutin, hesperidin
Klimax
Hesperidin
Éjszakai vakság
Áfonya
Gyomorfekély
Quercetin
Májgyulladás
Catechin, silybin
Magas koleszterinszint
Quercetin
13
A flavonoidok természetes forrásai
-Zöldtea -Szőlőmag -Fenyőkéreg
A szárított tealevél 30 m/m%-a különböző flavonoidok keveréke.
Flavonolok
Proantocianidinek (tanninok)
Alma Zöldtea Ginkgo levelek Szőlőhéj
Piros szőlőmag Fenyőkéreg Zöldtea Áfonya Körte Ginkgo biloba
páfrányfenyő
15
Flavonok, biflavonok Ginkgolevelek és citrusfélék héja
aglikon
16
Flavononolok
Flavanolignánok
Silybin
Fenyőkéreg
Mária tövis „Silybum Marianum”
17
A máriatövisből (Silybum marianum) izolált szilibin májvédő hatása mindenekelőtt a májsejtregeneráció elősegítését jelenti, ám ezen túl hatékony antioxidáns és szabadgyökfogó tulajdonsága is kedvező. Bioszintézise (+)-taxifolinból [(+)-2R,3R-dihidrokvercetin] és koniferil-alkoholból peroxidáz enzim katalizált reakcióban valósul meg, a szintén májvédő hatású regioizomerjének, az (+)-izoszilibinnek a keletkezése mellett. E vegyületek a Legalon® néven forgalomban lévő májvédőszer fő hatóanyagai. OH
O
OH OH
HO
O
OH
OMe
OH
OH
(+)-taxifolin
koniferil-alkohol peroxidáz enzim
OH OH
OH
O OH
HO
O
OH O
O
O (+)-szilibin
HO
H
O
OMe
O O
OH
H OH OMe H OH
H (+)-izoszilibin
A szilibin és izoszilibin típusú flavonoidokat flavanolignánoknak is nevezik, mivel hasonlóan a növények elfásodott szöveteit alkotó ligninhez (latinum lignum = fa) e vegyületek is koniferil-alkoholból keletkeznek.
Antocianinok Színüket a pH-tól függően változtatják, a pirostól kezdve a kékig. A növények nagy részében ezek a vegyületek elsősorban a levelekben, a gyökerekben, a virágokban és a gyümölcsökben fordulnak elő.
19
Antocianinok
20
OH
OH OH
A növények, virágok és gyümölcsök színéért elsősorban az antocianinok és glikozidjaik a felelősek, növényvilág színváltozásait az antocianidinek pH-függő reverzibilis szerkezetváltozása okozza. A szerkezet, illetve kötésrendszer megváltozásával összefüggő színváltozást a vörös rózsából (Rosa gallica), kék búzavirágból (Centaurea cyanus) vagy a pipacsból (Papaver rhoeas) izolálható cianidin-klorid példája szemlélteti.
HO
OH
O Cl
OH
NaOAc ( HCl) HCl
HO
OH
O
OH
O
cianidin-klorid piros (pH = 3) H2O HCl OH
OH OH OH
HO
OH H2O
OH
O
HO
OH
O
OH
O
pszeudobázis színtelen (pH = 8)
anhidrobázis ibolya (pH = 8) OH OH
HO
O fenolát kék (pH = 11)
O O
Na
HCl NaCl
NaOH H2O
Izoflavonok
szójabab
A természetes eredetű izoflavonok ösztrogén hatása a sztereoid ösztrogén hormonokhoz viszonyítva igen gyenge, mégis a tapasztalatok szerint, a szójatartalmú élelmiszerek rendszeres fogyasztása enyhíti a klimateriális panaszokat (pl. hőhullám). Emellett e vegyületek kedvezően befolyásolják a lipidháztartást is, ami az összkoleszterin és LDL-koleszterin, illetve a triglicerid szintek csökkenését, valamint a HDL-koleszterinszint emelkedését jelenti. 22
Izoflavonok Tudományos vizsgálatok szerint az ösztrogénaktivitás erősen szubsztituens függő, a 7hidroxiizoflavon-származékok már nem mutatnak ilyen hatást, ugyanakkor kedvezően befolyásolják a csontszövet kálcium tartalmának időbeni változását. Ez a felismerés az alapja a magyar-japán együttműködés keretében kifejlesztett első orális csontritkulás (oszteoporózis) elleni szernek (OsteochinR), melynek hatóanyaga a 7-izopropiloxiizoflavon.
O
CH3 CHO
O
CH3 7-izopropiloxiizoflavon
A francia paradoxon Szív és érrendszeri megbetegedésben elhunytak száma – (100 000 főre viszonyítva) – 2002 USA : 350
Stressz, mozgás szegényéletmód, zsíros (koleszterin dús) ételek!
480 389
852
• Eltérés: fejlett vörösbor fogyasztói szokások! 724 495 404 942 481 560
534
458 275
668 601 359
•Hasonló az eredmény a szintén vörösbor fogyasztó Spanyolországgal!
768
410 470 309 Az epidemológiai vizsgálatok egyértelműen kimutatták, hogy ez a jelenség a rendszeres vörösbor és saláta fogyasztásnak köszönhető. Ily módon ugyanis nap mint nap jelentős mennyiségű C-vitamin és flavonoid jut a SÖR: prenilezett flavonoidok – rák ellenes hatás szervezetbe, melyek szabadgyökfogó antioxidáns hatásuk révén megakadályozzák a reaktív oxigén-intermedierek 24 sejtmembránkárosító hatását.
