森林挥发物保健功能研究进展
森林挥发物是指植物通过体内次生代谢途径合成一些相对分子质量在100 ~ 200左右的挥发性有机物(BVOCs)。植物每年可向大气排放BVOCs约1035TgC,占全球挥发性有机物(VOCs) 排放量的90%以上。在小尺度上,BVOCs作为植物间信息传递的重要“工具”,其具有抵御环境胁迫,影响种子萌发及植物生长,通过直接或间接作用诱导防御昆虫侵害,抑制微生物生长等作用; 在大尺度上,其经过一系列氧化还原反应改变对流层的化学成分,对全球气候变化、陆地生态系统碳循环、光化学烟雾的形成等均有一定的影响,BVOCs在生物科学、环境科学、保健科学以及化学生态学等领域均为当前的研究热点。
森林环境对人体的保健功能是多种环境因子(如温度、湿度、空气、光照、声音等) 之间的协同作用,其主要通过人的五感(视觉、嗅觉、听觉、触觉以及味觉) 对人体产生影响。其中,森林挥发物中一些对人体有益的有机化合物成分又被称之为芬多精( 植物杀菌素) 或植物精气,它是森林疗养研究的核心要素之一。
李卿认为,芬多精主要是通过嗅觉处理途径影响人体生理。其影响人体的机制尚没有确切定论,但主流观点认为,芬多精一方面通过鼻通道中的毛细血管进入上体血液循环传入大脑,刺激中枢神经系统的下丘脑调节腺体分泌; 另一方面通过刺激丘脑,以脑电活动传导方式接近控制人体情绪的大脑边缘系统。目前,关于芬多精的人体保健功能研究主要集中在抗癌、调节血压、缓解精神障碍等方面,在降低血糖、缓解疼痛、抗痉挛方面也有一定研究。[1]
关于芬多精的抗癌机制研究主要分为如何预防癌症以及治疗癌症2个方面。Li等统计了日本全部县区的森林覆盖率数据,以及各县区的肺癌、胃癌、肾癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癌和子宫癌患者的标准死亡率(SMR) 数据,发现居住在低森林覆盖率地区癌症患者的SMR比居住在高森林覆盖率地区患者要高,森林覆盖率与癌症患者SMR呈显著负相关。这一发现指出了高森林覆盖率可能对降低癌症死亡率具有一定的贡献。目前,已有一些研究证明从天然产物中分离出的精油具有增强免疫功能、抗氧化、抗增殖以及抗突变的作用,其参与癌症治疗机制主要有诱发癌细胞凋亡、阻滞癌症细胞周期、抗转移和抗血管生成、激活解毒酶、修复DNA及信号等。Li等通过多年研究发现,森林环境中的芬多精能显著提高人体免疫功能,增强自然杀伤细胞(NK细胞)活性,增加细胞数、穿孔数、细胞内颗粒溶数和颗粒酶A / B表达细胞数,并降低肾上腺素(E) 和去甲肾上腺素(NE) 的浓度。NK细胞释放的抗癌蛋白能有效杀死肿瘤细胞,吸入芬多精能有效预防以及与常规治疗方法( 化学疗法、放射疗法等) 一起联合治疗癌症。
研究表明,氧化应激不仅能引起人体消化系统、心血管系统、神经系统、免疫系统、皮肤等疾病的发生,而且能损伤DNA,活化原癌基因,造成细胞内多种信号分子异常,导致细胞癌变。植物中的萜类化合物能消除DPPH自由基,在预防DNA氧化损伤及细胞内脂方面具有较强抗氧化作用。植物芬多精对癌细胞增殖具有一定的抑制作用,并能诱发癌细胞凋亡。薰衣草精油挥发性成分(主要成分有芳樟醇、乙酸芳樟酯等) 具有抑制HepG2细胞增殖的作用,并能诱导细胞凋亡; 姜黄素及其衍生物以及小球藻精油挥发性成分( 主要成分为十六烷、乙酸、乙酸乙酯、甲苯等) 不仅能抑制结肠癌细胞的增殖,而且能阻滞癌细胞周期,诱导细胞凋亡; 人参皂苷Rg3对肝癌细胞QGY和HepG2有抗增殖的作用,并能诱导细胞凋亡; 更有学者证明含硫化合物( 如大蒜素) 及三萜类化合物不仅能抗癌细胞增殖,还能抑制端粒酶活性,使癌细胞在有限次的分裂之后停止复制。