プロポリスに含まれるフラボノイドの吸収･代謝

HoneybeeScience(2004)

プロポ リスに含まれるフラボノイ ドの吸収 ･代謝

熊滞 茂則,下位 香代子,中山 勉

近年,わが国をはじめとする先進国では,肥 満,高血圧,癌,動脈硬化,心疾患,糖尿病な どの生活習慣病の増加が重要な社会問題 となっ ている.生活習慣病は,日常の食生活に深 く関 連することから,食品の機能を利用 して疾病を 治そう,予防 しようという考え方が広まり

,

｢機 能性食品｣ という言葉も生まれた.また一方で は,健康ブームもあ り,食品中の機能性成分は 種々の加工食品や飲料に利用され,サプリメン トとしても汎用されるようになってきた.その ため,これらの食品中の機能性成分の生体内に おける効能や安全性を評価するためには,成分 の摂取量,消化管からの吸収,代謝,血中動態, 代謝物の到達 した臓器における生理活性を明ら かにすることが重要である. 本稿では,機能性成分として研究が進んでい る食品中のフラボノイ ド頬に関 して,吸収 ･代 謝についての最近の知見を紹介するとともに, プロポ リスに含まれるフラボノイ ドについて ち,私たちの行った実験結果から,その吸収 ･ 代謝機構を解説する.

フラボノイ ドの吸収と代謝

フラボノイ ドとは,ベンゼン環 2個 (A環 と B環 )を炭素元素 3個がつなぐ化学構造を有す るフェノール化合物の総称である.この基本 的な構造に加え,さらにC環の構造の違いや 水酸基の結合の有無な どで,フラパ ン,フラ バ ノン,フラボン,フラバ ノール,フラバ ノ ノール,フラボノールな どに分類す ることが できる (図 け フラボノイ ドは野菜,果物,穀 類,豆類,莱,コー ヒー,ココア,ワインなど に含まれ,主に配糖体として存在 している.そ れぞれの食品に含まれているフラボノイ ドの 種類は,食品の植物起源によ り異なる.例え ば,ケルセチ ン (quercetin)やケ ンフェロー フラバノール フラバノノール フラボノール (カテキン) 図 1各フラボノイドの基本骨格

ル (kaemprerol) な どの フラボノール類,ア ピゲニン (apigenin)やルテオ リン (luteolin) などのフラボン頬は野菜や果物に比較的よく分 布 してお り,ダイゼイン (daidzein)やゲニス テイン (genistein)などのイソフラボン類は豆 類に分布 している.ト)-エ ビガロカテキンガレ ー ト((-)-epigallocatechingallate･EGCg)など のフラバノール煩 (カテキン類)は茶に,ナリ ンゲニ ン (naringenin),エ リオデ ィクティオ ール (eriodictyol)などのフラバノン頬は柑橘 類に,シアニジン (cyanidin)などのアン トシ アニン頬はブ ドウやベ リー頬に含まれている. 各食品中に含まれるフラボノイ ドの種頬 と含量 は

,4

年前より行われた文部科学省の研究プロ ジェク ト ｢食品中の非栄養性機能物質の解析 と 体系化に関する研究｣によ り

,

｢機能性食品因 子データベース｣ としてもまとめられ,ホーム ペ ー ジ (http･//www.life-science.jp/FFF/index. ｣sp)に公開されている･ 人間を含む哨乳動物においては,摂取された 食品は胃で消化された後,腸管より成分が吸収 される.そ して,吸収された成分は酵素によっ てグルクロン酸や硫酸が結合 し,抱合休 となる. 以前は,フラボノイ ドはその多 くが配糖体であ るため,ほとんど体内に吸収されず,遊離型 (ア グリコン)のみが,わずかに腸管から吸収され ると考えられていた. しか し,最近の研究では, 配糖体も吸収されることがわか り,フラボノイ ドの分子量 (重合度),カテコール構造の有無, 結合 している糖の位置や種類など,化学構造や 溶解性など化学的性巽により吸収 ･代謝速度が 多様であることが明らかになっている. 例 えば,図2には,フラボノイ ドの一種で あるタマネギなどに多 く含まれるケルセチンお よびその配糖体 (ルチン)の吸収 ･代謝に関す る模式図を示 した.すなわち,胃で消化,分解 されたケルセチン (配糖体)は,腸管からその 成分が吸収されるが,その際,UDP一グル クロ ニル トランスフェラーゼによりグルクロン酸抱 合体 となる.さらに,体内に取 り込まれた成分 は,肝臓まで運ばれると,肝臓でメチル化など の抱合体 とな り,その後腎臓か ら代謝される. 実際に,ケルセチン配糖体に富む食事をすると, ヒ ト血多真申には抱合体 のみが検出されること (Manacheta1.,1998),ケルセチン-3-グルコ シ ド(quercetin-3-glucoside)やケルセチンー4′ 図2 ケルセチンおよびケルセチン配糖体の吸収 ･代謝

154 -グルコシ ド(quercetin-4′-glucoside)を摂取 すると,ヒト血姫中には配糖体やアグリコンは 存在せず抱合休が存在することが報告されてい i (Sesinketa1.,2001). その他,緑茶を摂取 した ヒ トの血清中に緑 茶 の主成分 であるECCgが遊雛型 で検出され (Unnoetal･,1996),EGCgは遊離型, グル ク ロン酸や硫酸の抱合体 として血中に存在 して いることもわかった (Leeeta1,,1995).また, ラッ トを用いた実験によりECCgは小腸などの 消化管粘膜をはじめ,肝臓,脳にも分布するこ とが明 らかにされた (宮滞 ら,2000).一方, アン トシアニン頬のシアニジン -3-グルコシ ド (cyanidin-3-glucoside)は配糖体であるが,血 中には配糖体のままで存在 し,アグリコンやそ の抱合体 としては存在 しないことも報告されて いる (Miyazawaetal.1999)･ これはアン ト シアニ ンが極性の高いイオ ン性分子であるた め,腸 内細菌の有す るβ-glucosidaseによる加 水分解を受けにくく,また,抱合化される必要 がないか らだと考えられる.シアニジン-3-グ ルコシ ドの代謝物 としては,肝,腎などの臓器 中にメチル化体が検出されてお り,血中にはシ アニジン骨格が環開裂 して生成 したプロ トカテ キュ酸も検出されている (Tsudaeta1..1999). このように,フラボノイ ドの腸管吸収は,その 化学構造の種類の多さゆえに非常で多様である が,次第に明 らかにな りつつある. プ ロポ リス に含 まれ る フラボノイ ド 現在,日本において健康食品の素材 として利 用されているプロポリスは,ミツバチが周辺の 植物の芽や浸出物を集めて作った樹脂状物質で ある.プロポ リスの主な成分は,樹脂,ろ う 質,花粉,その他 ミネラル類などであるが,莱 際の組成は原塊の採取地や蜂が利用する植物源 に左右される.プロポリスは,世界各地で民間 伝承薬 として利用されてお り,近年,抗菌作 用,抗ウイルス作用,抗炎症作用,抗腫癌作用 などの数多 くの薬理学的効果が報告されている (Burdock,1998). 近年,プロポリスの成分分析,および起源植 物に関する研究が進み,プロポリスにはポプラ を起源 とするものと,バッカ リス ･ドラクンク リフ オ リア (Bacchan'sdrlaCunCUll'Fon'a)とい う植物を起源 とす るものに,大 き く

2

種類あ ることがわかってきた (熊滞 ら,2004).ポプ ラを起源とするプロポリスは,ヨーロッパを中 心に古 くから利用されてきたタイプであり,フ ラボノイ ドを多 く含むことが特徴である.一方, バッカリス ･ドラクンクリフオリアを起源 とす るプロポ リスは,ミナス ･ジュライス州などの ブラジル南西部で採取され,フラボノイ ドより も桂皮酸誘導体やテルペノイ ドなどの成分を多 く含む.なお,バッカリス ･ドラクンクリフオ リアは,ブラジルではアレクリンとも呼ばれて いる. このように,プロポリスと言っても,ポプラ 系のものと,バッカリス系のものとは,含有成 分がまった く異なるので,注意が必要である. ポプラ起源のプロポ リスは,ヨーロッパで産出 されるものだけでなく,中国,オセアニア,南 米のウルグアイやアルゼンチンなどで産するプ ロポリスも,このタイプに属する.図3には, ポプラ系プロポリスに含まれる主な成分を示 し た.以前,日本においては ｢ケルセチンがプロ ポ リスに含 まれる代表的なフラボノイ ドであ る｣ との誤った情報が出回っていたが,実際に はクリシン (chrysin),ガランギン (galangin), ピノセンブリン (pinocembrin)などがポプラ 系プロポ リスの代表的なフラボノイ ドであ り, ピノバ ンクシン (pinobankSin)やその誘導体 も多 く含まれる (Kumazawaetal,2004a).

プロポ リスに含 まれ る成分 の体 内動態 前述 したように,近年,食品に含まれるフラ ボノイ ドの体内動態に関する研究は,広 く行わ れるようになってきた.ポプラ起源のプロポリ スもフラボノイ ドを多 く含む素材であるが,こ のようなプロポ リスに含まれるクリシンやガラ ンギンなどの特徴的なフラボノイ ドに関する体 内動態研究は,あまり行われていない.また, プロポリスを摂取 した場合,その中のどの成分 が吸収されるのか,そして どのように代謝され

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0 OH O ガランギン OH O

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OH H3CO OH O _OC H3 ケンフェロール 3-4-ジメトキシ杵皮酸 カフェ酸フェネチル 図3 ポプラ起源のプロポリスに含まれる主な成分 てい くのかは,ほとん どわかっていない. そ こで私 たちは,すでに詳細 な成分分析 を 実施 したウル グアイ産 のプロポ リスを用いて (Kumazawaeta1.,2002),このプロポ リス中の 成分の吸収 ･代謝を調べ ることにした.すなわ ち,ウルグアイ産プロポリスのエタノール抽出 物をラッ トに経口投与 し,一定時間後にラッ ト の血液 と24時間尿を回収 し,血中 と尿中に含 まれるプロポ リス成分を分析 した (Kumazawa e【a1.,2004b).ケルセチ ンな どのフラボノイ ドは,体内に取 り込まれると,硫酸抱合体やグ ルクロン酸抱合休 となるため,回収 したラッ ト の血液や尿 は

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グル クロニ ダーゼ /サル フ ァタ-ゼ

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β一glucuronidase/Sulfatase)で酵素 処理 し,遊離のフラボノイ ドに変えることで分 析を試みた.図4bは,ラッ トにプロポ リスを 投与 し, 1時間後 に採取 した血液をβ-グル ク ロニダーゼ /サルファタ-ゼで処理 した血歩箆の HPLCクロマ トグラムである.酵素処理前 (図 4a)では顕著 な ど- クは見 られなか ったが, 酵素処理を行 うことで,図4bで A,ち,Cとし (u r u o ∞ N ) 潮 票 ぎ (L u u O

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0 10 20 30 40 El別"(分)

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ルクロニダ｣ゼ/サルファタ-ゼ

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I BJC 0 ]0 20 30 40 時間 (分) 図4 ウルグアイ産プロポリスのエタノール抽出 物投与 1時間後のラット血栗の HPLCクロ マ トグラム (a)酵素未処理,(b)酵素処理

て示 した新たな ピー クの生成を確認 した. こ れ らのピークについては,多波長検出 (Phot o-diodearray:PDA)および質量分析 (MS)を備 えたHPLCにより,それぞれA･ピノバンクシ ン5-メチルエー テル (pinobanksin5-methyl eter)

,B

:ピノバンクシン,C:ケンフェロール であると同定できた. 図5は,プロポ リス投与後2時間後に採取 した血液をβ-グル クロニダーゼ /サルファタ -ゼで処理 した血草薙のHPLCクロマ トグラム であるが,A∼ Cのピーク以外にも,D∼ Fの ピー クの生成を確認 した. これ らの ピー クも 同様 に,HPLC-PDAおよびLC/MSによ り,D･ ク リシン,E:ピノセンブ リン,F.ガランギ ン (galangin)と同定 した･なお, これ らの ピー クは生成量が微量であったため,定量は困難 であったが,LC/MSでその存在を確認するこ (u Ju o

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30 40 (1.li問 (分) 図5ウルグアイ産プロポリスのエタノール抽出物 投与2時間後のラット血娘のHPLCクロマト グラム (1 ∈ ＼ S u ) 唱 禦 各 撃 T P 0 5 10 15 20 25 プロポリス経口投与後の時樹 (h) 図6 ウルグアイ産プロポリスのエタノール抽出物 投与後の血姫中の成分の経時的変化 とができた. 図6には,血華中におけるピー クA∼ Cの 経時的な定量結果を示 した.ピーク A (ピノバ ンクシン5-メチルエーテル) とピー クB(ど ノバンクシン)は投与後1時間後に,ピークC (ケ ンフェロール)は投与後2時間後に最も高 濃度で体内に存在 し,その後時間とともに減少 していくことが確認された. 24時間尿についても,同様にβ-グルクロニ ダーゼ /サルファタ-ゼで酵素処理 し ,HPLC-PDAおよびLC/MSにより分析を進めた.尿で は,酵素処理 していない試料でも,いくつかの フラボノイ ドの存在を検出することができた (図7a).このことは, これ らのフラボノイ ド が,尿に排推されるときには,アグリコンのま ま排推されていることを示 している .図7bに は.酵素処理を した血柴のHPLCクロマ トグラ ムを示 したが,新たにピー クC(ケンフェロー ル)の生成を確認することもできた. 表 1には,尿中に含まれていた ピー ク A∼ Eの各成分含量を示 した.元のプロポ リス中

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表 1 ウルグアイ産プロポリスのエタノール抽出物中,およびプロポリスを 投与したラットの24時間尿中に含まれるピークA∼ Fの各成分含量 ピーク 言誤 古志0%Li I,m憲 緋 還 御 4時間悪法未処理 Aピノバンクシン5メチルエーテル 2216 Bピノバンクシン Cケンフェロール Dクリシン Eピノセンブリン Fガランギン 994 341 5558 38.56 16.98 3.89±0.35 594±0.69 018±001 536±0.41 237±006 1.49±0.07 2.38±045 4.76±0.58 検出されず 472±0.44 2lZ±0.19 1.47±006 の どノバ ンクシン (ピー クB)の含量は9.94 g/mgであ り, ピノバ ンクシン5-メチルエー テルの含量2216g/mgよりも少ない･しか し, 今回の尿中への排出量を見ると,ピノバンクシ ンの方がピノバ ンクシン5-メチルエーテルよ りも多いことが観察された.私たちは以前に, ウルグアイ産プロポリスには,多 くのピノバン クシンの3位エステル誘導体が含 まれている ことを報告 した (Kumazawaeta1.,2002).そ のため,ピノバンクシンのエステル誘導体が体 内に取 り込まれたときにエステル結合が加水分 解されて,ピノバンクシンの骨格が残るために, ピノバンクシンの含量が増えたためと考えられ る.このことは,他のフラボノイ ドに関 して元 の含量 と尿への排他量を比較すると,尿への排 出量が元の含量の5- 10%であるのに対 し, ピノバンクシンだけが突出 して多いことからも 示唆される.

まとめ

今回,フラボノイ ドの吸収 ･代謝機構に関す る最近の研究を紹介 し,プロポリス中のフラボ ノイ ドについても私たちの研究例を解説 した. 現在,日本では,プロポ リスを原料 とした製品 は,チンヰ,頼粒,カプセルなどの健康食品だ けでな く,飴や ドリンクなどの食品へ添加 した ものも市場に出ている,このようにプロポリス は,日本においては薬 として扱われているわけ ではないが,プロポリス中の成分の吸収･代謝, 過剰摂取による生体への影響,他の食品成分や 生体内成分 との相互作用,摂取の推奨量の評価 などを検討することは,プロポリスを適切に使 用 してい くためには,必要な ことである.ま た,このことはプロポ リスの機能科学的な解明 にも,つながるものと思われる. 最近のプロポ リスの成分化学的な研究によ り,プロポ リスにはポプラを起源植物 とす る タイプ と,バ ッカ リス ･ドラクンクリフオリ アを起源植物 とす るタイプが存在することが 明 らか となっている.今 回,私 たちはポプラ 起源のプロポ リス としてウルグアイ産のプロ ポ リスを用い,成分の吸収 ･代謝を調べ,プ ロポ リス中のい くつかのフラボノイ ドが実際 に体 内に吸収されていることを初めて示す こ とができた. しか し, 日本ではバ ッカ リス ･ ドラクンクリフオリアを起源植物 とするブラ ジル産プロポ リスも多 く消費されている.バ ッカ リス系のプロポ リスには,ポプラ系プロ ポ リスには含 まれない桂皮酸誘導体をは じめ とす る成分 も多 く含 まれているため,今後バ ッカ リス系のプロポ リスについても成分の体 内動態研究を行 う必要がある. これからもプロポリスの研究が進み,新たな 生理活性も明 らかになってい くことが予想され る.また,プロポリスの種類もますます広がっ ていくことも考えられるが,それらを適切に使 用 し,健康被害を防 ぐためにも,プロポリス中 の成分の代謝動態をよく理解することは重要で あろう. 謝辞 本稿で紹介 した研究は,文部科学省の科学研 究費および日本プロポリス協議会の援助を受け ました.あわせてここに深謝 します.

(熊 滞,中山 〒 422-8526静 岡市谷 田52-1静 岡県 立大学食品栄養科学部,下位 同大学環境科学研究所)

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Propolisisaresinoussubstancecollectedby honeybeesfrom variousplantsources.ItlSexten

-sivelyusedinFoodandbeveragestoimprove healthandpreventdiseasessuchasheartdisease, diabetes,andcancerPropolisfrom Europeand Chlna(poplaトtyPePrOPOllS)containsmanyklnds ofnavonoidsAlthoughanabundanceofflavonoids inthedietiscorrelatedwithreducedheartdis -ease,thereareFew studiesontheabsorptionand metabolism ofnavonoldslnPrOPOlisToinvestigate theabsorptionandlTletabolism ofthecomponents lnPrOPOlis,weadministeredethanolextractsof Uruguayanpropolis(poplar-typepropolis)Orallyto ratsandanalyzedtheirplasmaandurlnebyHPLC withphoto-diodearray(PDA)andmassspectro

-metrlC(MS)detection.Afterdecor小 gationorthe componentsbyP-glucuronidase/sulfatasetreatment orthespecimen.severalFlavonoidsweredetected inplasmaofratsorallyadministeredpropolis.Fur -therthesecompoundsweredetectedalsoinurine. TheseresultssuggestthatFlavonoidslnPrOPOlis aremetabollZedandcirculateinthebodya一teroral administratlOnOrPrOPOlis