Flavonoïde
Flavonoïden zijn een uitgebreide groep stikstofvrije organische verbindingen, die wijdverbreid zijn in het plantenrijk. De meeste hebben een typisch basisskelet van vijftien koolstofatomen. Ze komen ofwel vrij voor, ofwel gebonden aan suikers (= als glycoside). Flavonoïden spelen een belangrijke rol in de plantenstofwisseling. Veel flavonoïden zijn gekleurd. Ze zorgen voor de rode en blauwe kleur van veel bloemen, en de gele herfstkleuren van bladeren. Rutine en hesperidine zijn de meest onderzochte flavonoïden.
Etymologie
bewerkenDe naam flavonoïde komt van het Latijnse "flavus" (geel), en verwijst naar het gebruik van plantaardige kleurstoffen voor het geel verven van wol, zijde.
Functie
bewerkenFlavonoïden spelen een belangrijke rol in de plantenstofwisseling, voornamelijk als groeiregulatoren, en bij de bescherming tegen ultraviolet licht, oxidatie en hitte. Door hun meestal bittere smaak helpen ze plantenetende insecten af te schrikken, maar omgekeerd helpen ze ook bij de bestuiving, door via de felle kleuren juist bepaalde insecten aan te trekken. Flavonoïden worden tot de secundaire plantenstoffen gerekend.
Flavonoïden zijn biologische pigmenten (kleurstoffen) en zorgen voor de felle kleuren van veel fruit, groenten en bloemen, maar ook voor de herfstkleuren van bladeren.
Bronnen
bewerkenFlavonoïden komen vooral voor in kruiden, fruit, groenten, zaden, noten en op planten gebaseerde dranken zoals thee en wijn.[1] Zo komen ze voor in bosbessen, in bloemen, vruchten, bessen, cacao en groenten. Druiven bevatten 100 tot 135 milligram flavonoïden per 100 gram fruit. Flavonoïden dragen ook bij aan de smaak van voedingsmiddelen.[2] Zo hebben ze bijvoorbeeld een grote invloed op de kleur en het aroma van rode wijn.
Bijna alle fruitsoorten, groenten, kruiden en noten (o.a. die van de Japanse notenboom (Ginkgo)) en specerijen bevatten flavonoïden. Ze zijn ook verantwoordelijk voor de kleur van gedroogde rode en zwarte bonen en voor de gele kleur van de meeste graansoorten.
De kleurrijkste componenten van voedsel, zoals de schil van fruit, bevatten doorgaans de hoogste concentraties flavonoïden. Een uitzondering is de witte pulpachtige massa tussen vrucht en schil bij citrusvruchten, die zeer rijk is aan flavonoïden, terwijl de schil en het citrusfruit zelf veel lagere concentraties bevatten.
Het Amerikaanse ministerie van Landbouw (USDA) geeft tabellen uit met de gehaltes van flavonoïden[3] en proanthocyanidines[3] in diverse voedingsmiddelen.
Ook een product als wijn, dat van druiven afkomstig is, bevat een grote variëteit aan flavonoïden.
Onder de fruitsoorten zijn bessen belangrijke leveranciers van anthocyaninen.
Binnen de subgroep flavonolen en flavonen, is quercetine de meest voorkomende flavonoïde in voedsel. Kaempferol, myricetine, en de flavonen apigenine en luteoline, komen ook veel voor. Uien en thee (met name groene en witte thee) zijn de belangrijkste bronnen van glavonolen en flavonen. Quercetine is de belangrijkste flavonol in uien, terwijl (groene en witte) thee grote hoeveelheden van zowel quercetine en kaempferol bevat.
Rol in het menselijk lichaam
bewerkenIn het menselijk lichaam zijn ze essentieel voor de stofwisseling van vitamine C, en voor het handhaven van de integriteit van de wanden van de haarvaten. Flavonoïden zijn krachtige antioxidanten.
Kankerremmende werking
bewerkenUit in vitro-onderzoek blijkt dat flavonoïden een kanker-remmende werking hebben. In vivo hebben deze stoffen echter minder effect, omdat ze na inname via voedsel, tijdens de spijsvertering in de darmen, en stofwisseling in de lever, deels worden afgebroken en dus de bloedbaan niet massaal bereiken. Daarom wordt gewerkt aan chemisch enigszins gemodificeerde flavonoïden, die deze barrières na voedselinname weten te omzeilen. Deze polymethoxyflavonen, zoals tangeretine en nobiletine, bezitten kankerremmende eigenschappen.[4]
Geschiedenis
bewerkenFlavonoïden zijn ontdekt door de Hongaar Albert Szent-Györgyi (1893-1986), een van de belangrijkste chemici uit het begin van de twintigste eeuw. In 1937 kreeg hij de Nobelprijs voor de Geneeskunde voor zijn ontdekking en beschrijving van vitamine C. Het was tijdens het proces van isoleren van vitamine C dat Szent-Györgyi de flavonoïden ontdekte. Hij had een patiënt met bloedend tandvlees een vitamine C bereiding uit citroen gegeven en had daarmee het bloeden tot staan gebracht. Toen het probleem zich opnieuw voordeed gaf Szent-Györgyi zijn patiënt zuivere vitamine C, in de veronderstelling dat dat het resultaat zou verbeteren, maar het bleek lang niet zo effectief.
In 1936 isoleerden Szent-Györgyi en collega's een fractie uit de citroenschil die ze citrine noemden. Citrine bleek een complex te zijn van vitamine C met andere, nog ongeïdentificeerde stoffen. Toen uit experimenten bleek dat citrine in veel sterkere mate dan vitamine C het vermogen bezit om de vasculaire permeabiliteit te beïnvloeden noemde Szent-Györgyi dit complex vitamine P,[5] waarbij P staat voor de permeabiliteitsfactor. Het kapotgaan van vaatwandstructuren, waardoor ze zeer doorlaatbaar (permeabel) worden is een van de belangrijkste kenmerken van scheurbuik. Szent-Györgyi was ervan overtuigd een nieuw vitamine ontdekt te hebben.
Szent-Györgyi veronderstelde dat "vitamine P" cofactoren bevatte die het effect van vitamine C op de capillaire permeabiliteit versterkten. Vitamine P werd uiteindelijk door de wetenschappelijke gemeenschap niet als vitamine geaccepteerd, aangezien het collega-wetenschappers niet lukte om een toestand van "citrine (vitamine P) avitaminose" op te wekken.[6] Twintig jaar later verklaarde de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) dat citrine (en citrus bioflavonoïden in zijn algemeenheid) geen vitamine was.
Szent-Györgyi bleef gedurende de rest van zijn leven ervan overtuigd dat de klinische symptomen van scheurbuik niet een gevolg zijn van een tekort aan uitsluitend vitamine C, maar van een gecombineerde deficiëntie van vitamine C en flavonoïden.[7] De huidige wetenschappelijk kennis bevestigt de synergistische relatie tussen vitamine C en flavonoïden. Bij de wat betere vitamine C-preperaten, zoals tabletten, zijn er naast ascorbinezuur ook vaak bioflavonoïden toegevoegd, om de opname van vitamine C te verbeteren, zoals rutine en hesperidine.
De benaming "bioflavonoïden" of "flavonoïden" is voor het eerst gebruikt in 1952 door de Duitse onderzoekers Geissmann en Hinreiner.[8] Zij staan ook aan de basis van het classificatiesysteem op basis van de structuur van de "kern" van de flavonoïden-basisstructuur: de zuurstofhoudende pyraanring.
Indeling
bewerkenMeer dan 5000 natuurlijk voorkomende flavonoïden zijn geïsoleerd uit verschillende planten.[2] Ze worden geclassificeerd op basis van hun chemische structuur (oxidatietoestand en aantal hydroxylgroepen) en worden volgens de IUPAC vaak ingedeeld in drie subgroepen.[9][10]
1. Flavonen
bewerken
Flavonen worden verder in vier groepen onderverdeeld:[11]
| Groep | Skeleton | Voorbeelden | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Beschrijving | Functionele groepen | Structuurformule | |||
| 3-hydroxyl | 2,3-dihydro | ||||
| Flavonen | 2-fenylchromen-4-on |  |
|
|
Luteoline, Apigenine, Tangeritine |
| Flavonol of 3-hydroxyflavonen |
3-hydroxy-2-fenylchromen-4-on |  |
|
|
Quercetine, Kaempferol, Myricetine, Fisetine, Isorhamnetine, Pachypodol, Rhamnazine |
| Flavanonen | 2,3-dihydro-2-fenylchromen-4-on | |
|
|
Hesperidine, Naringenine, Eriodictyol, Homoeriodictyol |
| Flavanonol of 3-Hydroxyflavanonen or 2,3-dihydroflavonol |
3-hydroxy-2,3-dihydro-2-fenylchromen-4-on | |
|
|
Taxifoline (of Dihydroquercetine), Dihydrokaempferol |
2. Isoflavonen
bewerken
- Isoflavonen
- Isoflavonen maken gebruik van het 3-fenylchromen-4-on skelet (met geen hydroxylgroep-substitutie op het koolstofatoom op positie 2).
- Voorbeelden: Genisteïne, Daïdzeïne, Glyciteïne
3. Flavan-3-ols (catechines), Proanthocyanadines, en Anthocyanidines
bewerken
- Flavan-3-olen (ook bekend als flavanolen) en proanthocyanidines
- Flavan-3-olen maken gebruik van het 2-fenyl-3,4-dihydro-2H-chromen-3-ol skelet.
- Catechines (Catechine (C), Gallocatechine (GC), Catechine 3-gallaat (Cg), Gallocatechine 3-gallaat (GCg)), Epicatechine (Epicatechine (EC), Epigallocatechine (EGC), Epicatechine 3-gallaat (ECg), Epigallocatechine 3-gallaat (EGCg))
- Proanthocyanidines zijn dimeren, trimeren, oligomeren of polymeren van de flavanolen.
- Flavan-3-olen maken gebruik van het 2-fenyl-3,4-dihydro-2H-chromen-3-ol skelet.
- Anthocyanidines
- Anthocyanidines zijn de aglyconen van anthocyanines. Anthocyanidines maken gebruik van het flavylium (2-fenylchromenylium) ion skelet
- Voorbeelden: Cyanidine, Delphinidine, Malvidine, Pelargonidine, Peonidine, Petunidine
- ↑ (en) Pietta PG. Flavonoids as antioxidants. (2000) J Nat Prod 63:1035-1042. PMID 10924197.
- ↑ a b (en) Ross JA, Kasum CM. Dietary flavonoids: bioavailability, metabolic effects, and safety. (2002) Annu Rev Nutr 22:19-34. PMID 12055336.
- ↑ a b (en) USDA Database for the Proanthocyanidin Content of Selected Foods – 2004
- ↑ Walle T. Methoxylated flavones, a superior cancer chemopreventive flavonoid subclass? Semin Cancer Biol. 2007 Oct;17(5):354-62.
- ↑ (en) Rusznyak SP, Szent-Gyorgyi A. Vitamin P: flavonols as vitamins. (1936) Nature 138:27.
- ↑ Terugkijkend is het niet zo vreemd dat niet lukte, aangezien er in die tijd zeer weinig bekend was over (citrus)bioflavonoïden, een zeer complexe groep verbindingen. Het is zeer waarschijnlijk dat in het voedsel van de proefdieren nog flavonoïden aanwezig zijn geweest.
- ↑ (en) In het boek "OPC in practice" zegt prof. Jack Masquelier dat voor Szent-Györgyi vitamine C geen vitamine was, maar een "nutritional element" omdat de dagelijkse behoefte volgens hem nogal hoog is voor een vitamine (waar je per definitie milligrammen van nodig hebt), terwijl hij zich miskend voelde omdat de wetenschappelijke gemeenschap "zijn" vitamine P niet erkende. Volgens Masquelier zou Szent-Györgyi bij verschillende gelegenheden hebben gezegd: "It's unbelievable. They have made me father of vitamin C, while I wasn't, and they have refused to make me the father of vitamin P, which I was". Bron: Bert Schwitters - "OPC in practice" (1993).
- ↑ (en) Bert Schwitters - "OPC in practice" (1993).
- ↑ (en) Ververidis F, Trantas E, Douglas C, et al. Biotechnology of flavonoids and other phenylpropanoid-derived natural products. Part I: Chemical diversity, impacts on plant biology and human health. (2007) Biotechnol J 2:1214-1234. PMID 17935117.
- ↑ http://www.iupac.org/goldbook/F02424.pdf
- ↑ Phenolics