呂佳樺， 朱 嬋， 唐宗湘

(南京中醫(yī)藥大學 醫(yī)學院·整合醫(yī)學學院， 江蘇 南京 210023)

中醫(yī)“五味”的藥性理論將中藥分為“辛、甘、酸、苦、咸”五味，其中苦味是中藥藥性的主要特性之一，也是廣泛存在于大部分中藥中的一種屬性。傳統(tǒng)中醫(yī)認為苦味藥中苦味物質即為藥效物質[1]，但苦味藥物的藥理作用與特點的系統(tǒng)研究目前較少，且苦味藥物的生理作用機制很多也不清楚。本文將苦味中藥的類型和物質成分、苦味產(chǎn)生的生物學基礎、苦味藥物的臨床應用及苦味存在的生物學意義等進行探討，期望能對中藥藥性研究和臨床應用提供參考。

1 傳統(tǒng)中藥中的苦味藥

1.1 苦味中藥的種類

病先于藥，在先民尋找藥物治病的過程中，經(jīng)歷過漫長的探索，神農嘗百草反映了早期尋藥的故事?？辔蹲鳛橹兴幈旧淼囊环N特質和容易被鑒定的特點，在中醫(yī)藥長期發(fā)展和傳承過程中被保留了下來，通過中國歷代藥物學家的總結歸納提出了“四氣五味”理論，并成為中醫(yī)治病過程中需要遵循的原則之一，構成了中醫(yī)學的重要內容。在傳統(tǒng)藥物識別方式中，舌嘗感受是界定藥性的最重要方式，但隨著藥物種類的增加，研究方法和思路的多樣化，藥性確定的途徑產(chǎn)生了一些變化。目前研究者通過對五味理論溯源發(fā)現(xiàn)，中藥五味的標定有真實味道和理論藥味兩大類依據(jù)。第一類是以舌嘗法對藥材的味道為苦味標準，而第二類是通過理論藥味進行反推得到的苦味藥[2]。以《中華人民共和國藥典》(2020版)收錄的中藥為依據(jù)，在藥典收載的2 711種中藥中，苦味藥有1 015種，占總數(shù)的37.44%。除了通過品嘗區(qū)分苦味藥物外，現(xiàn)在研發(fā)的電子舌也可以區(qū)分不同苦味的藥物類型，且根據(jù)反應的強度區(qū)分苦味程度。

1.2 苦味物質的類型

苦味物質大致可以分為三大類：生物堿、苷類和苦味質[3]；其中，生物堿成分占比最多，占苦味藥的40.5%，其次為揮發(fā)油、黃酮類和糖類。在藥效方面，一般認為苦能瀉、能降、能燥、能堅, 具有瀉下、瀉火、降氣、堅陰、燥濕等作用[4]。

1.3 苦味的分級

苦味的分級常用苦度來衡量。苦度(intensity of bitterness)是用于藥物苦味評價的等級指標。不同的苦度是不同的苦味分子與受體的親和力不同導致的?？喽葴y量的基本方法是舌嘗法，即傳統(tǒng)人群口感評價法，該方法存在較大的主觀性與變異性?，F(xiàn)階段電子舌技術可以通過傳感器實現(xiàn)對藥物溶液各種化學信息的收集，再基于已知信息進行統(tǒng)計學分析也可以得到藥物的苦度，實現(xiàn)了定量化與穩(wěn)定性。按照電子舌檢測標準可以將藥物的苦度分為1—5共5個等級，分別為不苦、微苦、苦、很苦、極苦[2]。例如：極苦藥中的黃連和苦參，前者主要活性成分為生物堿，其中的黃連素具有抗炎、降血糖、調血脂和保護心血管的作用[5]；后者主要成分為生物堿和黃酮類，具有抗癌、止癢等作用[6]。中等苦味藥中的梔子(環(huán)烯醚萜類、有機酸類以及梔子黃色素等)和黃芩(黃酮類、苯丙素類、甾醇類以及揮發(fā)油等)在抗炎、解熱、鎮(zhèn)痛、保肝、降血脂、抗血栓、神經(jīng)保護、鎮(zhèn)靜催眠、抗微生物、清除自由基、抗氧化等方面起作用[7-8]。微苦中的決明子(蒽醌)和青蒿(倍半萜)在降壓、截瘧等具有明顯效果[9]。

依照上述分級類型，何飛武等[3]對《藥典》中苦味藥的分類進行研究，對“苦”藥重新做分類，并認為口嘗苦性味也“苦”、口嘗苦但性味不“苦”和口嘗不苦但性味“苦”均列為“苦”藥，但我們最初對“苦”藥的認識還是基于口嘗；因此，基于口嘗和性味均“苦”的標準例舉了不同苦味分級下部分“苦”藥的藥用部位、活性成分和含量等相關信息(表1)。

表1 苦味分級下的幾種苦味藥主要成分

2 苦味產(chǎn)生的機制

2.1 苦味受體的分子類型

在酸、甜、苦、辣、咸的味感覺中，酸、辣和咸的感覺通過激活細胞膜上的膜通道來調節(jié)[16]，而甜味和苦味則主要通過兩類不同G蛋白耦聯(lián)受體家族(T1Rs和T2Rs)完成。表達在味蕾Ⅱ型細胞上的T2Rs受體是感受苦味的功能性受體;同一種苦味受體能被多種苦味物質激活[17]，一種苦味物質也可以激活不同的苦味受體[18]?？辔稄V泛存在于不同的物種中，脊椎動物中的硬骨魚類已發(fā)現(xiàn)有3～6種苦味受體(斑馬魚4種，河豚6種)，人和哺乳動物中苦味受體數(shù)目變化較大，人類、獼猴、小鼠、大鼠分別為24、26、33、36種；目前在脊椎動物中發(fā)現(xiàn)編碼苦味受體基因最多的物種是兩棲類的青蛙，已發(fā)現(xiàn)有49種苦味受體分子[19]。比較這些物種中味覺受體的多少，似乎與物種進化的高低關系不大，但與生活環(huán)境的復雜程度有關。能夠在陸地和水中生活的兩棲類，由于環(huán)境變化差異較大，其感受苦味的分子也比較多，因此認為苦味也是物種進化過程中為適應生存環(huán)境而保留下來的一種重要分子。感受苦味的分子類型在不同物質中存在差異的特點可能也反映出這些物種對不同物質選擇和適應環(huán)境的一種策略。

2.2 苦味受體在不同組織中均表達

在組織表達與分布上，傳統(tǒng)觀點認為T2Rs廣泛表達在十二指腸以上消化系統(tǒng)，除舌外，在胃竇、胃底等部位也檢測到T2Rs的表達[20]。但最近的研究表明，心肌細胞、腦細胞、呼吸道、生殖系統(tǒng)中也有T2Rs表達，且表達于這些部位的苦味受體均具有特殊的功能[21]。

苦味受體在不同類型細胞中表達，但苦味受體細胞興奮后均需要將信息傳給神經(jīng)系統(tǒng)才能產(chǎn)生包括苦感在內的感覺。在哺乳動物中，味蕾上的味覺感受細胞呈梭型，其基底端連接味神經(jīng)，游離端延伸至舌表面形成味覺小孔。數(shù)十個至數(shù)百個味覺感受細胞聚集形成味蕾，多個味蕾聚集在一起形成乳突，分布在舌的不同側[22]。味蕾細胞有4種，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型，其中感受苦味的感受器屬Ⅱ型[23]?？辔妒荏w不僅只表達在味蕾，而且也表達在腸胃組織、呼吸道和腦組織等[24]。最近的研究表明：表達在腸道簇細胞的苦味受體(Tas2rs)被激活后，可以通過下游的信號通路促使IL-25以囊泡的形式從簇細胞中釋放出來，觸發(fā)Ⅱ型免疫反應，因此，吃苦味食品可以刺激簇細胞提高警惕，增加免疫能力[25]；胃內不同區(qū)域也存在苦味受體(T2R10)，這種受體的配體具有一共同特征——苯環(huán)結構，例如：熊果苷(arbutin)和水楊酸(salicin)，前者有抗菌作用，而后者有抗感染作用[26]；T2R9(苦味受體中的一種)通過胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)的調節(jié)影響腸道中葡萄糖和胰島素的穩(wěn)定[27]；消化道上存在的這種化學感受器(苦味受體)作為感知所吸收物質的化學成分(包括藥物和毒素)具有重要的意義。

呼吸道上表達的苦味受體參與了呼吸道氣流的控制和呼吸道的防御反應：苦味劑激活表達于氣道平滑肌上的苦味受體后，引起氣道平滑肌舒張和支氣管擴張，其作用強度是β-腎上腺素受體激動劑的3倍[28]；苦味劑還可以加快氣道上皮細胞運動纖毛的擺動頻率，促進打噴嚏和調節(jié)呼吸速率[28]?？辔妒荏w在神經(jīng)系統(tǒng)中也有表達，Singh等[29]通過逆轉錄酶RT-PCR分析顯示大鼠大腦不同區(qū)域存在與T2R4、T2R107和T2R38相對應的轉錄物,但大腦中表達苦味受體的生理意義仍然不清楚。另外，T2R5苦味受體在睪丸中也表達，T2R5基因敲除后會導致睪丸體積和質量減少，精細管外徑減小，精子數(shù)量降低，從而影響生殖功能[30]；心肌細胞上表達的T2Rs可能與心肌細胞發(fā)育的營養(yǎng)功能有關[31]；肥大細胞上表達的T2R與抑制肥大細胞活化有關[32]?？辔妒荏w的廣泛分布表明苦味受體可能參與各種生理功能，也暗示苦味中藥在消化系統(tǒng)和非消化系統(tǒng)中具有不同的作用。

最近研究表明：機體內的苦味物質(例如：膽汁酸)能夠激活機體內新發(fā)現(xiàn)的一種受體——MrgprA1，這類受體是一種G蛋白耦聯(lián)受體，主要表達在外周背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元上，當激活該受體后引起小鼠的瘙癢反應[33]，雖然，目前知道MrgprA1參與了機體癢覺的產(chǎn)生，但推測該受體應該還有其他生理功能。這一發(fā)現(xiàn)可以拓寬我們對苦味受體的認識，即機體中可能存在多種類型的苦味受體(除T2Rs外)，這些受體在機體內扮演多種生理功能。

2.3 苦味感覺傳遞的信號通路

苦味物質種類較多，傳導苦味的信號途徑也有不同的形式，苦味物質可以通過3種途徑引起Ⅱ型TRCs興奮(圖1)：①T2R/TRB-αgust-PDE-cAMP-PKA途徑。該途徑苦味配體與T2R結合使偶聯(lián)的G蛋白三聚體解離，α亞基通過磷酸二酯酶(PDE)降低cAMP水平，導致cAMP所抑制的陽離子通道抑制作用解除，使細胞外鈣離子內流。②T2R/TRB-β3/γ13-PLCβ2-IP3/DAG 途徑。該途徑與上面途徑的差異是在G蛋白三聚體解離后，β3/γ13二聚體激活磷脂酶Cβ2(PLCβ2)合成IP3使內質網(wǎng)IP3門控的Ca2+外流，導致胞內鈣離子濃度的增加。③不依賴 GPCR/G 蛋白機制的途徑。喹啉與部分二價鹽可以通過激活細胞膜上的鉀離子通道使鉀離子內流。在第一和第二途徑中，苦味物質作用于苦味受體后導致胞體內Ca2+濃度增加，胞內增加的鈣離子作用于TrpM5通道使Na+內流并使ATP通過CALHM1/3釋放至胞外，從而使神經(jīng)纖維的嘌呤受體P2X2/3激活。

味覺感受細胞(TRCs)的基底側釋放神經(jīng)遞質激活深入味蕾的味神經(jīng)。苦味受體作為檢測苦味物質的結構，具有同樣的分布特點，當苦味物質激活Ⅱ型TRCs細胞膜去極化后，會引起神經(jīng)細胞突觸后興奮，興奮性信號沿面神經(jīng)、迷走神經(jīng)、三叉神經(jīng)進入腦干中的孤束核經(jīng)丘腦最后到達島葉皮質中味覺感受區(qū)進行編碼[34]。孤束核作為味覺在大腦中的第一個中轉站，已發(fā)現(xiàn)分別對苦味和甜味刺激有特異性反應的兩群神經(jīng)元，它們分別是表達Sst的神經(jīng)元和表達Calb2的神經(jīng)元，這兩群神經(jīng)元互不重疊，可見甜味和苦味的神經(jīng)信號編碼是通過各自信號傳導通路完成的[35]。當味覺信號傳遞至島葉皮質后，島葉皮質作為味覺初級中樞會對下游所傳遞的信號進行整合，區(qū)分出不同的味覺信號(Chen等[34]通過活體雙光子顯微技術證明了皮層對味覺刺激反應的特異性，即不同的味覺信號在皮質中興奮不同的區(qū)域)。整合后的味覺信號由味覺初級中樞投射到杏仁核與眼眶皮層，形成愉悅與厭惡的情緒。

圖1 苦味信號在TRCs細胞中的傳導通路Fig.1 Bitterness signal transduction pathway in TRCs cells

3 苦味與疾病之間的關系

苦味與多種疾病有關，一方面，不同疾病或疾病的嚴重程度會改變苦味感覺的敏感性，而另一方面，苦味受體(T2R)可以參與多種機體調控與疾病治療。

3.1 糖尿病引起味覺功能改變

糖尿病病人的味覺功能普遍發(fā)生改變，對糖(sugar)和苦味化合物——苯硫脲(Phenylthiocarbamide，PTC)的辨識能力明顯降低，導致病人飲食結構發(fā)生改變[36]。有研究表明，在二型糖尿病癥狀緩解后，病人對糖的辨識能力恢復[37]。

3.2 新冠引起味覺功能改變

自新型冠狀病毒(COVID-19)爆發(fā)以來，大量病例表明新冠的感染會導致機體味覺功能喪失，對甜味與苦味的感知下降，有文獻報道新冠病毒所引起的味覺喪失可能與神經(jīng)系統(tǒng)的感染與神經(jīng)免疫應答相關[38]。

3.3 苦味與肥胖

肥胖也與苦味受體存在著一定關系。6-丙基硫氧嘧啶(6-propylthiouracil，PROP)是另一種苦味化合物，對該化合物敏感的年輕人相較于不敏感的年輕人，更頻繁地食用甜食，而對肉類的攝入量則少很多，對PTC、PROP敏感者在體型上偏胖，而不敏感者則在體型上偏瘦，可能感受苦味的受體分子與肥胖存在某種程度的關系[39]。苦味受體(T2R)通過參與化學感受和胃腸功能調節(jié)，改變對食物和飲食渴望的行為，影響體質量調節(jié)和肥胖[40]。

3.4 苦味與呼吸系統(tǒng)

實驗表明，苦味受體T2R38可以廣泛分布在人與小鼠呼吸系統(tǒng)的氣道平滑肌中，對T2R38的激活可以起到松弛支氣管的作用，這表明部分苦味藥有作為支氣管松弛劑的潛力[41]。另外，在上呼吸道固有防御反應中，苦味受體T2R38最近被證實可調節(jié)鼻息肉患者對治療的反應[42]。

3.5 苦味藥與癌癥治療

4 苦味感覺存在的生物學意義

味覺是哺乳動物重要的生理感覺之一，苦味作為味覺中的一類，在攝食行為過程中對食物選擇和維持個體生存具有重要意義?？辔陡惺茏鳛橐环N防御性機制，用來防止攝入食物中各種結構不同的苦味物質。對含有苦味物質的生物個體本身來說是長期進化出來的一種保護機制：首先，通過苦味給其他物種一種警示，避免其他物種對自己的傷害；其次，苦味對物種本身并非代表有毒有害的物質，很可能是對其有益成分的一種“掩飾”；最后，苦味感覺的存在可能是物種之間信息相互交流的重要方式?，F(xiàn)實生活中絕大多數(shù)口服藥物都有不同程度的苦味感受，一直以來也有“良藥苦口”的主觀認知，究竟是苦味成分在發(fā)揮著藥效作用，還是苦味成分與藥效成分存在一種潛在的相關性？苦味與藥效在成分上的相關性值得深思。

在中藥藥性特征中，苦味作為5種中藥藥性特征之一，它不僅是藥物真實的味道，而且是一種功能的體現(xiàn)。在苦味藥與苦味受體的相關影響方面，存在著一個化合物可激活多個受體和一個受體能被多種化合物激活的現(xiàn)象。大量事實已經(jīng)表明，一種苦味物質可以激活除苦味受體外的其他多種受體發(fā)揮其藥效作用，例如黃連素不僅可以激活苦味受體產(chǎn)生苦味，同時還可以興奮M受體進而降低血壓。這表明苦味藥不僅可以作用于T2Rs，也可產(chǎn)生其他效用。另外，苦味受體與甜味受體T1Rs等存在拮抗作用。

在苦味藥的藥效成分與苦味成分的關系方面，一直存在不同的觀點。中醫(yī)認為藥物中的苦味成分即為藥效成分，但化學分析發(fā)現(xiàn)苦味的主要來源為生物堿、苷類與苦味質。通過對不同苦味分級下選取的典型藥物進行比較，發(fā)現(xiàn)這些苦味藥物的活性成分多為生物堿與生物苷類，這就暗示生物堿和苷類可能就是誘導苦味的主要物質。在藥理作用上，苦味藥多存在抗炎作用，部分藥物(例如小檗堿等)對細胞周期的調節(jié)也有一定作用，但對于苦味成分與藥效成分的相關性有待進一步研究與分析。在目前的研究背景下大多苦味藥物的苦度難以進行量化研究，進而難以通過實驗闡明苦味與藥效的相關性。