呂泓霖 張 鳳 楊婧娟 馬雅鴿 陳朝銀 趙聲蘭*

（1.云南中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院， 云南 昆明650500； 2.昆明理工大學(xué)， 云南 昆明650500）

核桃又名胡桃、羌桃，系胡桃科的核桃屬、山核桃屬、緣核桃屬等果木兼用植物的果仁［1］。核桃仁含油脂58.8%、含蛋白質(zhì)14.9%，富含ω-6、ω-3 脂肪酸以及神經(jīng)酸、鱈油酸、角鯊烯、植物固醇、生育酚、褪黑素、黃酮等功能性成分［2］，有“健腦果” “美容果” “木本糧油之王” 等美稱，加之我國糧油安全戰(zhàn)略需求，近年我國核桃產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，種植面積和產(chǎn)量均居世界第一，云南又居全國之首，種植面積高達(dá)4 300 多萬畝［3］。

核桃仁是收載于《中國藥典》 的中藥，性溫、味甘，有補(bǔ)腎、溫肺、潤腸等功效，用于腎陽不足、腰膝酸軟、陽痿遺精、虛寒喘嗽、腸燥便秘［4］?！昂胰暑H類其狀”“下通二腎、上通心肺、貫屬于腦”［5］，是傳統(tǒng)健腦食物，具有改善學(xué)習(xí)記憶的功能［6］。

1 相關(guān)文獻(xiàn)

中文基于國內(nèi)目前內(nèi)容較為豐富的動態(tài)更新中文期刊全文數(shù)據(jù)庫CNKI 數(shù)據(jù)庫，以高級檢索模式，采用主題“核桃” 并含“記憶” 或含“健腦” 或含“老年癡呆” 或含“益智” 對中文文獻(xiàn)進(jìn)行檢索。英文基于最大的生物醫(yī)藥檢索平臺PubMed 數(shù)據(jù)庫，檢索“walnut memory” 和“Walnut Alzheimer’s disease” 和基于大型綜合性、多學(xué)科、核心期刊引文索引數(shù)據(jù)庫Web of Science 以高級檢索模式采用主題“walnut” and “memory” or “Alzheimer’s disease” 進(jìn)行檢索，對檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，CNKI 數(shù)據(jù)庫有65 篇，PubMed 數(shù)據(jù)庫有33 篇，Web of Science 數(shù)據(jù)庫有43 篇，剔除檢索重復(fù)的文獻(xiàn)，共獲得國內(nèi)外核桃健腦的文獻(xiàn)共116篇。在2009 年前國內(nèi)外核桃健腦的文獻(xiàn)量少且增長緩慢，近10 年增長較快，見圖1 左。國內(nèi)外文獻(xiàn)對于核桃改善記憶的研究目前多集中在核桃仁［7］、核桃油［8］、核桃蛋白［9］、核桃提取物［10］、核桃乳［11］、核桃內(nèi)種皮［12］上，見圖1 右。

圖1 近年核桃健腦研究及其主要有效部位文獻(xiàn)數(shù)

對檢索的核桃健腦文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，中國和美國核桃健腦的相關(guān)研究發(fā)文量居多，其中中國的發(fā)文量高達(dá)79篇，可能核桃在我國是傳統(tǒng)的益智佳品，對于核桃健腦的相關(guān)研究較多。國內(nèi)外研究核桃健腦的相關(guān)機(jī)構(gòu)很多，其中美國塔夫斯大學(xué)人類老齡營養(yǎng)研究中心發(fā)文6 篇居首，主要方向是核桃對老齡化引起記憶減退的研究。中國的武漢輕工大學(xué)發(fā)文量5 篇排名第二，主要是核桃提高大鼠空間記憶的機(jī)理研究，伊朗的克爾曼醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究中心發(fā)文量3 篇排名第四，其中我國對于核桃健腦的研究機(jī)構(gòu)較多，但發(fā)文量不太高，見圖2。目前國內(nèi)外對于核桃健腦研究的熱點(diǎn)主要是核桃改善老年癡呆和核桃改善記憶方面的研究。

圖2 國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)關(guān)于核桃健腦的發(fā)文量

基于國家知識產(chǎn)權(quán)-專利公布公告和中國知網(wǎng)專利查詢，2006 年到2019 年間，申請核桃健腦相關(guān)發(fā)明專利67件，其中授權(quán)12 件，主要集中在配方的權(quán)利要求，缺乏功能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表1。第一件關(guān)于核桃健腦功能方向的專利于2006 年申請，隨著核桃健腦作用被廣泛認(rèn)可，核桃改善記憶的產(chǎn)品開發(fā)成為近年的熱點(diǎn)，專利申請量呈上升趨勢，其中2016 年核桃健腦的專利申請量達(dá)最高12 件，見圖3。2014 年以前核桃健腦的專利申請主要集中在核桃飲料、核桃保健品領(lǐng)域，2014 年后健腦的專利申請主要集中在核桃制劑及組合物中，見圖4。

表1 改善記憶核桃產(chǎn)品的授權(quán)發(fā)明專利

2 成分研究

圖3 近年核桃健腦專利申請量與授權(quán)量

圖4 近年來核桃健腦專利主題的分布

2.1 核桃油 核桃仁中油脂含有量高達(dá)65%～70%［13］，含絕大多數(shù)核桃健腦的有效物質(zhì)。核桃油有改善腦缺血，促進(jìn)睡眠以及提高學(xué)習(xí)記憶能力的作用［14］。研究發(fā)現(xiàn)核桃油在延長小鼠跳臺潛伏期的同時也能縮短逃避潛伏期，同時核桃油可逆轉(zhuǎn)乙醇和NaNO2引起的小鼠記憶再現(xiàn)和記憶保持障礙［15］，表明核桃油能夠影響記憶過程的若干環(huán)節(jié)，具有多靶點(diǎn)的作用方式。

2.2 功能脂肪酸 核桃油中亞油酸和α-亞麻酸含有量分別達(dá)47.4%、15.8%［9］。α-亞麻酸是ω-3 脂肪酸，在體內(nèi)可合成人腦重要的組成成分二十二碳六烯酸（DHA）［16］，對神經(jīng)元腦部細(xì)胞的發(fā)育和突觸形成有著重要作用，能延長萎縮的大腦神經(jīng)，使被破壞的神經(jīng)再生，防止大腦功能的衰退和預(yù)防老年癡呆癥。DHA 能夠顯著降低促凋亡蛋白BAD 的表達(dá)和β 淀粉樣蛋白（Aβ） 的分泌，增強(qiáng)磷脂酰肌醇-3 激酶參與的神經(jīng)保護(hù)途徑，提高認(rèn)知能力，對老年癡呆有治療作用［17］。單獨(dú)補(bǔ)充α-亞麻酸、亞油酸、油酸等并不能明顯提高小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力，同時補(bǔ)充才有提高學(xué)習(xí)記憶能力的作用［18］。此外，ω-3 脂肪酸對神經(jīng)有很好的保護(hù)作用，主要作用方式是增強(qiáng)血清的總抗氧化能力，并對甲狀腺功能衰退引起的認(rèn)知障礙有明顯的緩解。

2.3 磷脂 核桃油中磷脂在0.2%～0.6%之間［11］。磷脂是神經(jīng)細(xì)胞新陳代謝的基本物質(zhì)，占大腦干重的30%，有“天然腦黃金” 之稱，有改善學(xué)習(xí)和記憶能力的作用。長期服用磷脂可提高血管性癡呆模型大鼠的水迷宮測試成績，增加海馬CA3 區(qū)腦源型神經(jīng)細(xì)胞生長因子（BDNF） 陽性細(xì)胞數(shù)目，從而改善大鼠腦缺血后所致的學(xué)習(xí)記憶損害［19］。同時磷脂還可以與核桃油脂肪酸中的DHA 結(jié)合起到健腦的作用。大鼠腹腔注射1-2-DHA-磷脂膽堿，可促進(jìn)海馬的長時程增強(qiáng)效應(yīng)，增強(qiáng)突觸息傳遞效能［20］。

2.4 褪黑素 核桃中褪黑素的含有量為2.5～3.5ng／g，食用核桃后血清中褪黑素含有量增加。褪黑素是由腦下松果體產(chǎn)生，能夠提高人體晝夜生理節(jié)律、促進(jìn)自然睡眠。褪黑素的分泌水平與神經(jīng)退行性的疾病有著密切關(guān)系，補(bǔ)充褪黑素可明顯緩解由Aβ1-42引起的大鼠神經(jīng)退行性疾病，減輕Aβ1-42對大腦海馬內(nèi)神經(jīng)元突觸可塑性及星形膠質(zhì)細(xì)胞的影響［21］。褪黑素還可以逆轉(zhuǎn)腦損傷模型導(dǎo)致的學(xué)習(xí)記憶能力下降。此外，褪黑素能有效增強(qiáng)D-半乳糖（D-gal）模型大鼠海馬區(qū)超氧化物歧化酶（SOD） 的活性和降低丙二醛（MDA） 的含有量［22］。

2.5 核桃內(nèi)種皮 核桃內(nèi)種皮為核桃仁外淡黃色或黃褐色的薄膜衣，核桃中具有生物活性的多酚主要集中在內(nèi)種皮，且部分酚類僅存在于核桃內(nèi)種皮?？酀暮颂覂?nèi)種皮中多酚含有量達(dá)57.58%［23］，核桃內(nèi)種皮可提高小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，可減緩D-gal 模型小鼠的大腦損傷，潛在的機(jī)制可能是通過減少氧化損傷和神經(jīng)炎癥反應(yīng)［12］。核桃內(nèi)種皮的提取物可增強(qiáng)小鼠興奮性，提高小鼠運(yùn)動能力和適應(yīng)能力，可在一定程度上抑制腦組織氧化損傷，起到延緩衰老的作用，其作用可能與清除體內(nèi)自由基和增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶活力有關(guān)［24］。

2.6 核桃粕 核桃仁制油后的粕或餅粕富含蛋白質(zhì)、多酚等成分［25］。核桃粕作為核桃仁制油的副產(chǎn)品，一直沒有得到充分利用，但其在健腦方面卻有較大的應(yīng)用前景。通過對核桃粕改善大鼠學(xué)習(xí)和記憶的研究，發(fā)現(xiàn)適量喂食核桃餅粕，大鼠的學(xué)習(xí)成績方面，反應(yīng)期明顯縮短；記憶成績方面，潛伏期有延長的趨勢。但隨著核桃餅粕劑量的提高，大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力反而有下降的趨勢［26］。

2.7 核桃氨基酸 核桃蛋白中富含多種氨基酸，其中含有量較高的是精氨酸和谷氨酸，100 g 核桃蛋白中約含13.36 mg精氨酸。精氨酸是人體必需氨基酸，對生長發(fā)育和智力發(fā)展具有重要作用。給予NO 前體精氨酸明顯縮短大鼠的尋臺潛伏期，促進(jìn)nNOS 和c-fos基因的表達(dá)，同時增加大腦皮質(zhì)和海馬CA1、CA3、DG 區(qū)的神經(jīng)元數(shù)目［27］。此外，核桃蛋白中的谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸在體內(nèi)可促進(jìn)γ-氨基丁酸的合成，從而降低血氨，促進(jìn)腦細(xì)胞呼吸，保持神經(jīng)正?；顒樱沙谀X和神經(jīng)的緊張狀態(tài)［28］。

2.8 核桃蛋白肽 核桃粕含蛋白質(zhì)30%～50%，人類攝取蛋白質(zhì)經(jīng)消化酶作用后，并非主要以氨基酸形式吸收，而主要是以肽的形式吸收，某些低肽不僅能提供人體生長、發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，同時具有防病治病、調(diào)節(jié)人體機(jī)能等多種生理功能，許多沒有生物活性的蛋白質(zhì)水解為多肽后會具有活性，成為生物活性肽［29］。其中核桃粕酶解的多肽具有減緩小鼠衰老，提高小鼠水迷宮學(xué)習(xí)記憶能力的作用［30］。核桃多肽主要通過增加乙酰膽堿受體（AchR） 含有量來改善東莨菪堿誘導(dǎo)小鼠的記憶損傷［31］。通過神經(jīng)系統(tǒng)體外模型PC12 細(xì)胞研究表明，核桃多肽可有效拮抗H2O2及Aβ25-35所致的PC12 細(xì)胞的氧化損傷，從而保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)［32］。核桃蛋白蘊(yùn)含豐富的生物活性肽序列，分析其氨基酸序列，制備具有健腦作用的活性多肽是未來研究的熱點(diǎn)。

2.9 核桃多酚 膳食多酚改善人和動物的學(xué)習(xí)和記憶是近年研究的熱點(diǎn)。核桃是多酚含有量較高的堅(jiān)果和油料，核桃多酚主要存在核桃種皮，在核桃油的加工中主要留在核桃粕中。核桃仁多酚有顯著改善記憶和認(rèn)知的作用，潛在的機(jī)制可能與抗氧化、促神經(jīng)元生長、改善腦血流等作用有關(guān)。核桃仁中的多酚等抗氧化物質(zhì)能對抗Aβ 引起的氧化應(yīng)激和細(xì)胞死亡［33］，抑制腦細(xì)胞中活性氧和NO 的產(chǎn)生，減緩紋狀體多巴胺及其代謝產(chǎn)物的衰竭［34］。核桃多酚還可與核桃中其它功能類物質(zhì)協(xié)同作用［15］，Willis 等［35］發(fā)現(xiàn)核桃仁中的多酚類物質(zhì)能與核桃仁中豐富的不飽和脂肪酸協(xié)同作用，有效改善老齡大鼠的認(rèn)知與運(yùn)動能力［36］。核桃內(nèi)種皮多酚可以顯著提高小鼠的記憶獲取能力和水迷宮實(shí)驗(yàn)成績。此外，核桃內(nèi)種皮多酚還可減緩高脂血癥小鼠的空間記憶障礙，縮短逃避潛伏期，提高腦組織SOD 活性，降低腦組織MDA 含有量［37］。

膳食多酚依其結(jié)構(gòu)可分為酚酸類、酚醇類、黃酮類、花青素類等。已知核桃中的多酚主要有鞣花酸、綠原酸、咖啡酸、沒食子酸、兒茶素等［23］。這些單體化合物［38］通過不同的機(jī)制來減輕認(rèn)知障礙，改善學(xué)習(xí)和記憶，詳見表2。

表2 核桃仁中的已知多酚及其健腦相關(guān)功能機(jī)制

3 討論與展望

學(xué)習(xí)和記憶是腦的重要機(jī)能之一，改善學(xué)習(xí)記憶和延緩學(xué)習(xí)記憶能力減退是人類追求強(qiáng)大和健康的方向之一。隨著老年人口的增加和老年化社會的發(fā)展，包括健忘癥、癡呆癥在內(nèi)的認(rèn)知功能障礙疾病已經(jīng)成為人類的主要健康問題之一。我國60 歲以上的人口中，有70%～80%伴有不同程度的健忘和老年癡呆，是導(dǎo)致老年患者死亡的“第四大殺手”。目前臨床上治療老年癡呆的一線藥物主要為乙酰膽堿酯酶抑制劑，但僅僅起到一定延緩病情的作用，且較長時間口服這類藥會對人體產(chǎn)生一定副作用，尋找安全可靠的預(yù)防及治療手段已成為我國老年化社會的迫切需求［39］。其中核桃膳食可通過抑制蛋白激酶mTOR 磷酸化、上調(diào)自噬基因ATG7 和Beclin 1 及微管相關(guān)蛋白MAP1BLC3的轉(zhuǎn)化，上調(diào)保護(hù)性自噬，顯著減少海馬和紋狀體中多聚泛素化蛋白聚集［40］。核桃的甲醇提取物中分子量小于10 kDa的既不是脂、也不是蛋白質(zhì)的有機(jī)化合物，不僅可抑制早老性癡呆動物大腦中Aβ 纖維化，還能脫纖維化，而氯仿提取物卻沒有此作用［41］，表明存在于核桃中的多酚化合物可能是其抗淀粉樣蛋白的活性成分。

核桃一直以來被歷代醫(yī)家認(rèn)為是健腦益智佳品，近代科學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)核桃具有明顯的健腦作用。其中核桃的化學(xué)成分復(fù)雜，通過多靶點(diǎn)協(xié)同產(chǎn)生健腦作用，但目前文獻(xiàn)是對核桃中的脂肪酸、磷脂、褪黑素、多酚以及精氨酸、蛋白肽等單一成分健腦的研究，核桃整體健腦的分子機(jī)制一直沒有深入研究。目前網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)展迅速，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法研究核桃健腦的機(jī)制，由尋找單一靶點(diǎn)轉(zhuǎn)向綜合網(wǎng)絡(luò)分析，找到核桃多組分相互作用的關(guān)系是未來核桃健腦研究的新方向。