周銘濤,馮莉萍,趙春梅,吳德松,郭琰
魔芋[1]是天南星科(A raceae)魔芋屬(Amor phophallus Blume)的總稱(chēng),藥用其球狀塊莖。早在《本草圖經(jīng)》、《本草綱目》等古書(shū)中就有記載,魔芋性寒、味平,入藥可消腫去毒,主治癰瘡、腫毒、瘰疬等癥。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)[2],魔芋具有減肥、降血壓、降血糖、排毒通便、防癌等功效。魔芋在我國(guó)西南地區(qū)廣泛分布,為更好的利用這一資源,我們對(duì)魔芋塊莖的醇提制劑的毒性、促消化作用、抗腫瘤活性進(jìn)行探索研究,為將來(lái)更好的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用魔芋提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。
1.1.1 樣品制備 魔芋醇提取物,棕黑色塊狀物,由云南省藥物研究所天然藥物化學(xué)研究室提供,取魔芋藥材,粉碎,加入80%乙醇回流提取二次,每次2 h,濾過(guò),濾液減壓濃縮,真空減壓干燥,即得。提取率為11.6%。藥效劑量設(shè)計(jì)以急性毒性試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)確定,使用時(shí)用純水配置成相應(yīng)的濃度。
1.1.2 陽(yáng)性對(duì)照品 硫酸阿托品,0.3 mg/片,江蘇方強(qiáng)制藥廠(chǎng)有限責(zé)任公司,批號(hào):20120130;注射用環(huán)磷酰胺,江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司,批號(hào):08080321。
1.1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)昆明種(KM種)小鼠,雌雄各半,體重18~22 g,由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。許可證號(hào):SCXK(粵)2008-0002。小鼠分性別飼養(yǎng)于動(dòng)物房,室溫為25±2℃,相對(duì)濕度60~70%。小鼠自由飲水和攝食。
1.2.1 小鼠急性毒性試驗(yàn)[3-5]根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,將70只KM種小鼠隨機(jī)分為7組,以魔芋醇提物37.82 g﹒kg-1作為起始劑量,以 0.85的組距向下增加5個(gè)劑量組,即32.02 、26.57、22.46、19.81、17.06 g﹒kg-1魔芋醇提物劑量組,另設(shè)空白對(duì)照組,每組10只,雌雄各半。各組小鼠按40 mL﹒kg-1的給藥容量灌胃給予供試品1次,空白對(duì)照組給予等量的純水。灌胃后連續(xù)觀察4 h,以后每天觀察1次,連續(xù)14天。觀察小鼠的急性毒性反應(yīng)和死亡情況,觀察結(jié)束后處死動(dòng)物,大體觀察各組小鼠臟器、器官的體積、顏色等有無(wú)明顯異常。
1.2.2 促消化作用研究[6-8]將40只KM種小鼠按體重隨機(jī)分為4組,分別為正常對(duì)照組、阿托品組、魔芋醇提取物低劑量(3 g﹒kg-1)組和魔芋醇提取物高劑量(6 g﹒kg-1)組,每組10只,雌雄各半,各組小鼠灌胃給藥3 d,給藥容積為20 mL﹒kg-1,末次給藥后30 min灌服印度墨水,0.2 mL/只,灌服墨水20 min后處死小鼠,打開(kāi)腹腔分離腸系膜,剪取幽門(mén)至回盲部的腸管,輕輕將小腸拉成直線(xiàn),測(cè)量腸管長(zhǎng)度作為“小腸總長(zhǎng)度”,從幽門(mén)至墨汁前沿的距離作為“墨汁在腸內(nèi)推進(jìn)距離”。計(jì)算墨汁推進(jìn)百分率,即墨汁推進(jìn)百分率=墨汁在腸內(nèi)推進(jìn)距離/小腸總長(zhǎng)度×100%。
1.2.3 抗腫瘤作用研究[9-12]選取S180小鼠肉瘤細(xì)胞株和H22小鼠肝癌細(xì)胞株,將細(xì)胞株進(jìn)行常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng),分別選取接種7 d后生長(zhǎng)良好的腫瘤細(xì)胞,用無(wú)菌生理鹽水調(diào)成1×107個(gè)細(xì)胞/mL濃度,接種于KM小鼠右側(cè)腋部皮下,0.2 mL/只,即2×106個(gè)細(xì)胞/只。小鼠接種24 h后隨機(jī)分為空白對(duì)照組、環(huán)磷酰胺組、魔芋醇提取物低劑量(3 g﹒kg-1)組和魔芋醇提取物高劑量(6 g﹒kg-1)組,每組12只,雌雄各半,各組小鼠灌胃給藥11 d,給藥容積為20 mL﹒kg-1,第12 d各組小鼠稱(chēng)重,并剖取各組動(dòng)物的腫瘤、稱(chēng)瘤重,按下列公式計(jì)算抑瘤率;剖取動(dòng)物胸腺和脾臟稱(chēng)重,按下列公式計(jì)算臟器指數(shù)。
2.1.1 毒性反應(yīng) 小鼠灌胃給予供試品魔芋醇提物后,在4 h內(nèi)出現(xiàn)毒性反應(yīng),主要表現(xiàn)為呼吸困難、驚厥、抽搐、尿失禁,部分動(dòng)物出現(xiàn)紫紺,至第2天恢復(fù)。各組小鼠的毒性反應(yīng)見(jiàn)表1。
表1 魔芋醇提物小鼠灌胃給藥急性毒性癥狀及動(dòng)物死亡情況
2.1.2 死亡情況 魔芋醇提取物37.82 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)日出現(xiàn)動(dòng)物死亡,給藥當(dāng)日死亡9只動(dòng)物,共死亡9只動(dòng)物;32.02 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)天死亡9只動(dòng)物,共死亡9只動(dòng)物;26.57 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)天死亡7只動(dòng)物,第二天死亡3只動(dòng)物,共死亡10只動(dòng)物;22.46 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)天死亡3只動(dòng)物,第二天死亡7只動(dòng)物,共死亡10只動(dòng)物;19.81 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)天死亡1只動(dòng)物,第二天死亡3只動(dòng)物,共死亡4只動(dòng)物;17.06 g﹒kg-1劑量組給藥當(dāng)天死亡2只動(dòng)物,共死亡2只動(dòng)物;動(dòng)物死亡時(shí)間及死亡數(shù)未顯示出隨劑量的降低而減慢和減少,未顯示出明顯的劑量-反應(yīng)關(guān)系。
2.1.3 體重 試驗(yàn)期間,于給藥后第3、7、14 d對(duì)各劑量組存活動(dòng)物稱(chēng)重,存活小鼠體重均持續(xù)增長(zhǎng)。結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 魔芋醇提取物小鼠急性毒性試驗(yàn)動(dòng)物體重(x±s)
2.1.4 解剖觀察 觀察14 d結(jié)束后脫頸椎處死存活小鼠進(jìn)行大體解剖觀察,肉眼觀察心、肝、脾、肺、腎、腎上腺、胸腺、卵巢、子宮、精囊、前列腺、睪丸、胃、腸及胸腔、腹腔,各組織和器官的體積、顏色、質(zhì)地等,魔芋醇提物各劑量組、溶媒對(duì)照組各小鼠器官均無(wú)肉眼所見(jiàn)異常。
2.1.5 毒性評(píng)價(jià) 在本實(shí)驗(yàn)條件下,魔芋醇提物24 h內(nèi)小鼠灌胃給藥LD50為19.18 g﹒kg-1(相當(dāng)于生藥165.34 g﹒kg-1),95%可信限為16.56~22.21 g﹒kg-1(相當(dāng)于生藥142.76~191.46 g﹒kg-1)。提示毒性作用可能涉及中樞神經(jīng)、自主神經(jīng)、神經(jīng)肌肉等。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表3所示:與空白對(duì)照組比較,魔芋醇提取物低劑量組和高劑量組小鼠小腸的墨汁推進(jìn)百分率均顯著升高(均P<0.01),提示魔芋醇提取物可以促進(jìn)小腸運(yùn)動(dòng),具有顯著的促消化作用。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表4和表5所示:與空白對(duì)照組比較,魔芋醇提取物低劑量組和高劑量組可以顯著降低小鼠瘤重(P<0.05或P<0.01),提示魔芋醇提取物可以抑制小鼠腫瘤的生長(zhǎng),具有顯著的抗腫瘤活性。
表4 魔芋醇提取物對(duì)S180小鼠肉瘤細(xì)胞的抑制作用研究(x±s,n=12)
表5 魔芋醇提取物對(duì)H22小鼠肉瘤細(xì)胞的抑制作用研究(x±s, n=12)
試驗(yàn)結(jié)果表6所示:與空白對(duì)照組比較,魔芋醇提取物6 g﹒kg-1組對(duì)H22移植瘤小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均顯著增加(P<0.05或P<0.01),但對(duì)S180移植瘤小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)無(wú)明顯影響(結(jié)果未列出)。
表6 魔芋醇提取物對(duì)H22移植瘤小鼠免疫器官指數(shù)的影響(x±s, n=12)
早在3000年前我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始栽培和利用魔芋,在我國(guó)南方各省丘陵地區(qū)、秦嶺大巴山地區(qū)、四川盆地、云貴高原、滇南[13]和臺(tái)灣等地有著豐富的魔芋資源。魔芋中的主要化學(xué)成分[14]包括糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)和少量的生物堿。魔芋中的多糖類(lèi)是其主要活性成分,含量約在44%~64%,目前研究最多的就是魔芋葡甘露聚糖[15]。魔芋中的毒性主要來(lái)源于其生物堿成分,但是目前尚未見(jiàn)有關(guān)魔芋毒性相關(guān)的報(bào)道。魔芋的主要活性成分葡甘露聚糖可以使人食用后不在胃中消化,能有效地吸附膽固醇和膽汁酸,并能抑制腸道對(duì)膽固醇和膽汁酸的吸收,具有降脂、降血壓、開(kāi)胃、通便和防癌等功效[16-19]。因此,魔芋作為一種低熱量、難消化的膳食纖維,是一種理想的減肥保健食品和抗癌食品。
在本研究中,我們采用低醇提取的方式,保留了魔芋中的多糖成分,對(duì)其醇提取物進(jìn)行藥效和毒性研究,希望能更好的開(kāi)發(fā)和利用魔芋資源。藥效試驗(yàn)結(jié)果表明,魔芋醇提取物可以促進(jìn)小腸運(yùn)動(dòng),具有明顯的促消化,潤(rùn)腸通便的功效,這與文獻(xiàn)報(bào)道[20]的魔芋食用后大量可溶性植物纖維促進(jìn)胃腸蠕動(dòng),減少有害物質(zhì)在胃腸的滯留一致。此外,我們的研究還發(fā)現(xiàn),魔芋醇提取物可以顯著抑制S180和H22腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),具有顯著地抗腫瘤活性。在H22移植瘤小鼠實(shí)驗(yàn)中魔芋醇提取物還可以提高小鼠的胸腺指數(shù)和脾指數(shù),提示我們魔芋在抗腫瘤的同時(shí)還可以起到免疫保護(hù)的作用,或者說(shuō)魔芋醇提取物的抗腫瘤作用就是與其免疫保護(hù)功能有關(guān),具體的作用機(jī)制還有待后續(xù)研究。急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明,魔芋醇提取物的24 h內(nèi)小鼠灌胃給藥LD50為19.18 g﹒kg-1(相當(dāng)于生藥165.34 g﹒kg-1),95%可信限為16.56~22.21 g﹒kg-1(相當(dāng)于生藥142.76~191.46 g﹒kg-1)??梢?jiàn),魔芋醇提取物還是具有一定的毒性,且其毒性主要與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān),如何降低魔芋的毒性也是我們后續(xù)研究的重點(diǎn)。綜上所述,本研究的結(jié)果為更好的開(kāi)發(fā)和利用魔芋資源提供了必要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。