大蒜活性成分和药学价值的科学研究历经数十年，而对硒的营养和药用价值的认识和研究历史很短。1957年人类首次证实硒是动物必需的微量营养元素；而硒作为人体必需微量营养元素的一个重要证据来自我国科学家20世纪70 年代的贡献---证实克山病只发生在低硒地区，补硒能够遏止缺硒人群中爆发的克山病。近10多年，硒防治多种疾病( 心血管疾病、癌症、微生物感染和变态反应性疾病等)的作用或潜能逐渐被挖掘出来。
大蒜的功效成分主要是其中的含硫化合物，由于硒和硫的化学生化性质和生理功能的相似性，抗氧化作用成为大蒜和硒共有的最重要的功能之一。
大蒜含硫化合物的抗氧化作用
大蒜及其制品发挥抗氧化作用最重要的含硫成分是蒜氨酸(alliin) 及其分解产物。蒜氨酸本身活性并不高，它是大蒜活性和气味含硫物质的前体化合物，它被蒜氨酸酶催化分解生成的小分子含硫化合物具有较高活性。蒜氨酸分解产物的种类和含量因分解条件(提取液、制备条件、提取和保存时间等)差别很大，主要种类包括大蒜辣素(all icin)、 dithiin类、ajoene类以及多种烷(烯)基硫化物。据报道，大蒜油主要含烷(烯)基二硫和三硫化物，水溶性提取物以dithiin和ajoene类为主，而经高温处理制备的蒜产品主要含蒜氨酸。这些含硫化合物都具有抗氧化作用。近年来，大蒜中的一类半胱氨酸衍生物及其二肽化合物的活性也备受关注，如：S-甲基半胱氨酸、S-乙基半胱氨酸、S-烯丙基半胱氨酸、S-烯丙基巯基半胱氨酸、γ-谷氨酸胺半胱氨酸，它们也被证明具有抗氧化功能。
人和动物体内DNA、蛋白质和脂类等生物物质经活性氧自由基氧化修饰或与其他形式的自由基结合或交联能导致衰老和多种疾病，如：心血管、神经变性、炎性疾病和癌症等。大蒜中的抗氧化成分可通过捕获自由基、提高组织细胞抗氧化酶活性和抗氧化剂水平等多种途径，防止生物物质氧化损伤。
大蒜中的硫化合物具有直接清除自由基的作用，如：二烯丙基硫化物、二烯丙基二硫物和烯丙基硫醇能够捕获三氯甲基、三氯甲基过氧化氢和乙酰氨基苯酚产生的自由基，防止CCl4和乙酰氨基苯酚等对实验动物肝和其他组织的损害。烯丙基甲基硫化物能直接破坏脂质过氧化中间产物4-羟基壬烯醛，抑制脂质过氧化作用。谷胱甘肽过氧化物酶( GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)是细胞中最重要的抗氧化酶，细胞内还存在一系列抗氧化物质，如：谷胱甘肽(GSH)、维生素A和维生素C等，大蒜提取物能提高和维持组织和细胞中这些酶活性和化合物水平，防止肌体过氧化损害。
2003年有研究报道蒜氨酸可抑制尼古丁诱导的大鼠过氧化损害作用。细胞色素P450是外源性化学物质体内生物转化最主要的代谢酶系统，它们通过对致癌物的环氧化、羟化、脱烷基化、氧化、还原、结合以及水解，从使致癌物活化或代谢成水解产物排出体外，因此该酶系统对化学致癌物的代谢具有双重性。一些xenbiotic药物、杀虫剂和间接致癌物经细胞色素P450酶氧化而活化，对机体产生毒副作用或诱发癌症发生，二烯丙基二硫化物等小分子硫化物能够调节肝微粒体中催化这些外源物质氧化的P450酶活性，切断这些外源性物质氧化活化途径，减低其毒副作用或抑制癌症发生。
1999年一项体外实验证实，大蒜水溶性提取物能抑制人体低密度脂蛋白氧化，而愈来愈多的实验结果支持低密度脂蛋白氧化是动脉粥样硬化发生发展的重要原因之一，由此推断大蒜水溶性提取物具有预防动脉粥样硬化潜力。
大蒜及其制品中各种含硫化合物活性不同，一般认为烯丙基类衍生物活性最高。1994年，通过3种体外实验对比分析了S-烯丙基半胱氨酸和S-烯丙基巯基半胱氨酸的抗氧化作用，结果证明前者的活性显著高于后者。烷(烯 )基硫化物中，也以烯丙基硫化物活性最高，典型代表是二烯丙基二硫化物和二烯丙三硫化物。
硒形态和抗氧化作用
目前认为生物体内发挥生理功能的硒形态主要是以硒半胱氨酸为活性中心的硒蛋白。已在人体内发现15种硒蛋白，其中4种谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和3种硫氧还蛋白酶均被证明主要执行抗氧化酶功能，而硒蛋白P 和W被推测具有防御氧化损伤作用。
研究表明动物体内硒的功能活性和作用机理与摄入硒的化学形态密切相关。人体主要从膳食中获取硒营养，以往认为膳食硒形态主要是硒蛋白、硒半胱氨酸和无机的亚硒酸盐和硒酸盐。这些膳食硒进入人体后，有两种代谢途径，或进入硒储备库(只有硒蛋白)或参入硒代谢库用于合成硒蛋白。
然而，近几年在可食生物材料中检测到多种其他形态的含硒化合物，如：Se-腺苷-硒半胱氨酸、Se-甲基-硒半胱氨酸、Se-胱硫醚、γ -谷氨酰胺-Se-甲基-硒半胱氨酸、植物硒蛋白、真菌硒多糖等。有些新发现的含硒化合物是某些可食生物材料的主要硒种类，它们在实验动物中利用率低，但富积它们的生物材料或它们本身已被证明具有较高的防抗病活性。
富硒大蒜的功能
大蒜具有富积硒的能力，研究者已经注意到普通大蒜及其制品中硒的潜在作用。1994年我国成功栽培获得富硒大蒜，并完成了富硒大蒜体外抑癌作用、体内预防N-甲基-N＇-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)诱发大鼠胃癌、防治裸小鼠和大鼠移植性胃癌、胃腺癌和高血脂症效果的调查研究，证明硒的掺入显著提高大蒜防抗病活性，富硒大蒜中硒的活性高于亚硒酸钠。之后，检测发现大蒜中主要含Se-甲基硒半胱氨酸和 γ-谷氨酰胺-Se-甲基硒半胱氨酸，不同于传统概念上的膳食硒形态。
国外学者比较富硒大蒜和硒酵母对7，12-二甲基苯蒽(DMBA)和甲基亚硝基脲(MNU)诱发的乳腺癌的抑制效果，硒酵母主要含硒蛋氨酸，结果证明富硒大蒜比硒酵母更能有效抑制乳腺癌的发生和发展。此外，检测还发现食用富硒大蒜大鼠的肝、肾、乳腺、肌肉和血浆中累积的硒含量显著低于食用硒酵母的，避免了因组织累积过量硒而导致硒中毒现象。
一项研究证实大鼠分别摄入以Se-甲基硒半胱氨酸和硒蛋氨酸为主的饲料，前者大鼠血清GSH-Px活性显著低于后者，但前者预防结肠癌活性则显著高于后者，提示Se-甲
基硒半胱氨酸抗氧化功能不及硒蛋氨酸，Se-甲基硒半胱氨酸至少部分地通过其他作用机理发挥较高防癌活性。
国外研究还证实，Se-甲基硒半胱氨酸具有调节大鼠乳腺癌癌前病变损伤细胞的生长和凋亡的作用，γ-谷氨酰胺-Se-甲基硒半胱氨酸和Se-甲基硒半胱氨酸具有极其相似的生物活性。通过比较6种合成的 Se-烷基硒代半胱氨酸及其衍生物对两种小鼠乳腺上皮细胞株生长、细胞凋亡和DNA损伤的影响，认为Se-甲基硒代半胱氨酸活性最高。
可见，富硒大蒜是高效硒和硫化合物的载体植物，其中的含硒化合物是目前在生物材料中发现并证实的活性最高的硒种类。大蒜中含硒化合物不仅具有抗氧化功能，还可通过其他作用机理发挥功能活性。
加强大蒜及其制品综合研究和人体实验
营养学家侧重于探讨膳食功能成分的营养价值，但科学研究还应了解其可能的毒副作用。如大蒜油含有预防慢性病的多种硫化物，一般认为它们的活性高于其他大蒜制品中的含硫化合物，但前者半致死剂量低，所以应慎重食用。S -烯丙基巯基半胱氨酸也被发现有一定的毒副作用。尽管目前的研究资料都支持大蒜含硒化合物具有低毒性，但如过量食用 也难以避免硒中毒现象。确切地讲，无论是含硫化合物、含硒化合物，还是以它们为主要功能成分的制剂，作为营养强化剂和药物使用时，都要强调用量适度。
随着对大蒜及其制品的防抗病高活性研究证据的积累，人们对大蒜及其制品的认可和接受程度不断提高。但迄今为止，以防病抗病为目的的大规模人群干预实验很少，对新发现的“高效态硒”的人体实验尚未开始。由于大蒜活性硫和硒成分的低或无毒性，使它们具备了优于许多目前用于预防和治疗多种疾病的药物的独特优势，应加强人体实验，提供直接的科学依据，公证评价其应用价值，实现合理利用。
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