劉曉龍，李春燕，2，肖 先，薛金濤

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453002;2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院生物與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心,河南 新鄉(xiāng) 453003)

黃連是毛茛科多年生草本植物,《本草綱目》中記載:“其根連珠而色黃,故名”,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,被列為上品,分為味連、雅連、云連3個主要品種[1]。黃連主產(chǎn)于四川、重慶、湖北、云南等地。唐代的《新修本草》載:“蜀道者粗大節(jié)平,味極苦,療渴為最,江東者節(jié)如連珠,療痢大善”[2]。在中醫(yī)中,黃連具有清熱燥濕、瀉火解毒、殺蟲止吐等作用,在高熱、口瘡、燒傷等濕熱、寒熱等病的治療中,也常用到黃連[3]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,黃連具有抗心律失常、降血糖、抗炎、抗腫瘤、抗菌、神經(jīng)保護和抗纖維化等多種藥理作用。本文就黃連的主要活性成分和藥理作用進行綜述,旨在為黃連的進一步研究開發(fā)和臨床利用提供參考依據(jù)。

1 黃連的主要活性成分

黃連中的化學(xué)成分眾多,目前已經(jīng)從黃連中分離出生物堿類、木脂素類、黃酮類、酸性成分和揮發(fā)油類等成分。

1.1 生物堿類

生物堿類化合物是黃連中含量最多的成分,黃連中所發(fā)現(xiàn)的生物堿幾乎都屬異喹啉類生物堿,它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)母核基本相同,僅母核上取代基不同,結(jié)構(gòu)差異極小,理化性質(zhì)也極其相似[4]。黃連堿是黃連中特征性成分,小檗堿是黃連中含量最高的成分,可達到5%～8%[1]。2014年WANG等[5]從黃連中分離得到生物堿:5-hydroxyl-8-oxyberberine、6-([1,3]dioxolo[4,5-g]isoquinoline-5-carbonyl)-2,3-dimethoxy-benzoic acid methyl ester。YANG等[6]從黃連根乙醇提取物中分離并鑒定出2個新的生物堿8,13-dioxocoptisine hydroxide 和coptisonine。黃連生物堿提取工藝復(fù)雜,影響因素眾多,李杰等[7]確定了黃連中生物堿最優(yōu)的提取工藝參數(shù)為:乙醇體積分數(shù)66%,提取溫度81 ℃,料液比1:23(g:mL),提取時間120 min。在此條件下,黃連中生物堿獲得率可達0.642 4 mg·g-1。黃連因味苦、性寒的特點,臨床上常用其炮制品,炮制工藝會影響其所含生物堿的含量變化[8]。有研究發(fā)現(xiàn),黃連經(jīng)吳茱萸炮制后,生物堿等苦寒之性的物質(zhì)含量降低,而用黃酒、醋及膽汁炮制后,炮制品的生物堿含量較黃連生品高[9-10]。

1.2 黃酮類

黃酮是多種中藥和天然藥物的活性成分之一,具有多種藥理活性[11]。黃連中的黃酮類化合物主要有鼠李素、漢黃芩素、黃連皂苷Ⅰ、黃連皂苷Ⅱ等。陳亮等[12]通過多種色譜方法對黃連的成分進行分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定,從黃連中首次分離出了鼠李素(rhamnetin)和漢黃芩素(wogonin)。FUJIWARA等[9]從黃連中分離出了黃連皂苷Ⅰ和黃連皂苷Ⅱ。古麗娜爾·夏依馬爾旦[10]通過正交試驗得出了乙醇浸提法提取黃連中黃酮類化合物的最佳條件為50 ℃下在體積分數(shù)75%乙醇浸提3 h,總黃酮提取率約為 5.69%。

1.3 木脂素類

木脂素類化合物是黃連的重要成分。現(xiàn)已從黃連中分離出的木脂素有(±)-5′-甲氧基松脂素、(+) -5′-甲氧基苯酚和(±)-5′-甲氧基落葉松樹脂醇等[1]。陳國超等[13]利用高效液相色譜及凝膠柱色譜等技術(shù)對黃連體積分數(shù)95%乙醇提取物的乙酸乙酯部位進行分離,通過鑒定和與文獻比較,最終從黃連中分離出了5個木脂素類化合物,分別為:9-acetyl lanicepside B、Lanicepside A、Woorenogenin、(+)-isolariciresinol 和(+)-lariciresinol gluciside。

1.4 酸性成分

酸性成分是一種小分子化合物,其結(jié)構(gòu)中包含了羥基酸性基團以及羧基酸性基團,同時其還能夠與葡萄糖作用合成糖苷,黃連中含有的酸性成分包括乳酸、香草酸、龍膽酸、原兒茶酸以及丹參酸甲酯等[14]。

1.5 揮發(fā)油類

揮發(fā)油又稱精油,是一類具有揮發(fā)性,可隨水蒸氣蒸餾出來的油狀液滴,大部分具有香氣。黃連姜炙后,揮發(fā)油的含量發(fā)生了明顯的變化,且揮發(fā)油的主要成分也由脂肪酸類轉(zhuǎn)變?yōu)榱甩?姜黃烯 (4.27%)、姜烯 (15.73%)、α-金合歡烯 (4.03%)、β-沒藥烯 (4.95%)、β-倍半水芹烯 (9.28%)、β-桉葉醇 (4.93%)、棕櫚酸 (19.54%) 和十八碳二烯酸 (11.70%)[15]。

2 黃連的藥理作用

現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,黃連具有抗心律失常、降血糖、抗炎、抗腫瘤、抗菌、神經(jīng)保護和抗纖維化等藥理作用[16]。

2.1 抗心律失常作用

近年來,黃連被作為抗心律失常藥物廣泛應(yīng)用于臨床,且不良反應(yīng)少[17]。有研究表明,鉀、鈉、鈣等離子通道間的平衡失調(diào)和心肌電信號傳導(dǎo)的紊亂是誘發(fā)心律失常的關(guān)鍵因素,其中鉀離子通道與心律失常關(guān)系最為密切[18-19]。黃連中的黃連素能顯著抑制激活的鉀離子流,從而使心肌細胞的動作電位時間和有效不應(yīng)期延長,而延長心肌動作電位時間及有效不應(yīng)期,增加有效不應(yīng)期/動作電位時間比值,有利于打斷折返環(huán)和使折返環(huán)不易形成,這可能是黃連素抗心律失常的主要機制[20]。在細胞膜水平上黃連素類似于鈣通道阻滯劑,可抑制心肌細胞外鈣離子內(nèi)流,延長平臺期,抑制鉀離子外流,使得慢反應(yīng)細胞自動除極速率減慢,并能增加乙酰膽堿作用和抗腎上腺素作用[20]。蔡蕓等[21]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),黃連可能通過調(diào)節(jié)基因表達、蛋白代謝和巨核細胞分化等生物過程及磷脂酰肌醇-3激酶/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(serine/threonine-protein kinase,Akt)途徑、絲裂原活化蛋白激酶、低氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)和Notch等信號通路來發(fā)揮治療心房顫動的作用。曹新福等[22]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),黃連通過作用于內(nèi)皮型一氧化氮合酶、鉀電壓閥門通道亞家族H 成員2、心臟鈉通道基因、腎上腺素能受體β2和白細胞介素 (interleukin,IL)-6等靶點,影響多種離子通道活性和心肌細胞膜的去極、復(fù)極以及環(huán)磷酸鳥苷-蛋白激酶G信號通路、心肌細胞腎上腺素能信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和鈣信號通路,從而發(fā)揮抗心律失常作用。有研究發(fā)現(xiàn),黃連阿膠湯能降低交感神經(jīng)活性,調(diào)節(jié)去甲腎上腺素、腎上腺素和多巴胺的分泌以治療心血管系統(tǒng)疾病[23]。張衛(wèi)娜[24]研究發(fā)現(xiàn),對于痰火擾心證快速型心律失?；颊?給予黃連溫膽湯治療可改善患者心律失常癥狀,改善臨床癥狀,提高臨床療效。胡茜等[25]研究發(fā)現(xiàn),小檗堿可通過延長室性期前收縮出現(xiàn)時間,縮短室性心動過速持續(xù)時間和心律失常,持續(xù)時間,減輕心肌缺血性室性心律失常,以治療腎上腺素所致的家兔心律失常。

2.2 降血糖作用

研究發(fā)現(xiàn),黃連中的小檗堿可通過增加胰島素受體表達來降低血糖;還可以通過改善胰島素抵抗,抑制蔗糖酶、麥芽糖酶等二糖酶以及α-糖苷酶的活性等多種途徑發(fā)揮降糖作用[26]。陳志雄等[27]研究發(fā)現(xiàn),黃連中的黃連素能夠改善2型糖尿病早期患者胃腸道激素中Ghrelin與胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)水平,提升胃腸道激素的作用,從而參與調(diào)節(jié)糖脂代謝。SUN等[28]研究發(fā)現(xiàn),黃連素可以調(diào)節(jié)腸-腦軸,提高GLP-1水平,上調(diào)GLP-1受體mRNA的表達,從而改善糖代謝。劉瑾等[29]研究指出,適量的黃連素可以作用于脂質(zhì)分解相關(guān)基因和脂質(zhì)合成相關(guān)基因的表達,減少脂肪在細胞中的過度沉積,從而改善細胞的脂質(zhì)代謝。郭志利等[30]研究發(fā)現(xiàn),小檗堿可以顯著降低高脂飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠血糖水平,升高血清胰島素水平,其作用機制可能與上調(diào)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T淋巴細胞表達及下調(diào)炎癥因子腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、干擾素-γ和IL-1β的表達有關(guān),且這種作用與小檗堿劑量及應(yīng)用時間有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),黃連解毒湯可以調(diào)節(jié)失調(diào)的腸道菌群,恢復(fù)有益菌與致病菌的平衡,減輕腸道炎癥反應(yīng),從而保護腸道屏障,保護腸道菌群免受外來細菌及有害物質(zhì)的破壞,改善胰島素抵抗,使相關(guān)細胞恢復(fù)正常從而發(fā)揮治療糖尿病的藥理作用[31]。

總之,黃連的降糖機制主要表現(xiàn)為:(1)改善胰島素抵抗,抑制酶的活性;(2)改善糖脂代謝;(3)調(diào)節(jié)GLP-1;(4)下調(diào)體內(nèi)炎癥因子的表達;(5)調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)。

2.3 抗炎作用

炎癥是機體抵御外界刺激的一種反應(yīng),表現(xiàn)為紅、腫、熱、痛和功能障礙。炎癥反應(yīng)可減輕組織損傷和保護宿主,急性炎癥反應(yīng)可以提高免疫細胞對腫瘤的殺傷力,增強對腫瘤的治療效果;但當(dāng)急性炎性反應(yīng)發(fā)展成慢性炎癥時,正常機體就會發(fā)生功能紊亂[32]。

研究表明,黃連治療急、慢性炎癥毒副作用小,療效顯著[33]。王佳俊等[34]研究發(fā)現(xiàn),黃連能顯著抑制結(jié)腸組織中TNF-α、IL-1β和IL-6水平,降低結(jié)腸組織病理損傷。MACIEJ 等[35]研究發(fā)現(xiàn),黃連中的血根堿-白屈菜紅堿可以呈劑量依賴性抑制角叉菜膠大鼠足跖第二相水腫和前列腺素E2的釋放,降低TNF-α的產(chǎn)生,降低基質(zhì)金屬蛋白酶-9水平。ZHOU 等[36]研究指出,黃連解毒湯在脂多糖誘導(dǎo)的斑馬魚炎癥模型中顯示出較強的抗炎功效,尤其在黃連解毒湯的濃度為50 mg·L-1時,表現(xiàn)出了61%的抗炎率,這可能與Toll樣受體4/髓樣分化因子88 的激活有關(guān)。RAM[37]研究發(fā)現(xiàn),黃連可以通過調(diào)節(jié)IL-4的活化來治療變應(yīng)性鼻炎小鼠。在臨床上,黃連素滴眼液霧化聯(lián)合常規(guī)西醫(yī)治療變應(yīng)性結(jié)膜炎能夠加速緩解眼部炎癥及不適癥狀[38];黃連溫膽湯聯(lián)合噻嗎洛爾滴眼液治療青光眼睫狀體炎綜合征效果優(yōu)于單純西醫(yī)治療[39];黃連解毒湯聯(lián)合頭孢曲松鈉治療急性感染性心內(nèi)膜炎臨床療效較好,可減輕患者的炎癥反應(yīng),降低降鈣素原和心肌肌鈣蛋白I水平[40]。

2.4 抗腫瘤作用

腫瘤是當(dāng)前嚴重危害人類健康的重大疾病,是醫(yī)學(xué)攻關(guān)的難點。腫瘤會抑制局部免疫應(yīng)答,降低免疫效率[32]。

趙玉澤等[41]研究發(fā)現(xiàn),黃連素可以抑制HepG2細胞增殖,誘導(dǎo)HepG2細胞凋亡,其機制可能與caspase級聯(lián)反應(yīng)及抗凋亡蛋白Bcl-2減少相關(guān)。閆江娜[42]研究發(fā)現(xiàn),黃連可通過靶向腫瘤相關(guān)巨噬細胞的招募和腫瘤相關(guān)巨噬細胞的功能來發(fā)揮抗腫瘤作用。劉蓉[43]研究證明,黃連素可以顯著抑制鼻咽癌細胞S18細胞的生長、增殖、遷移和侵襲能力,可以通過改變S18細胞的表達模式,抑制Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白等促瘤信號通路,誘導(dǎo)細胞發(fā)生自噬性死亡來抑制S18細胞的生長和惡性特征。孫強等[44]研究發(fā)現(xiàn),小檗堿能夠通過抑制腫瘤細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡、阻滯細胞周期、抑制腫瘤細胞遷移和侵襲、誘導(dǎo)腫瘤細胞自噬、抗炎抗氧化以及免疫調(diào)節(jié)等方面產(chǎn)生抗腫瘤作用。有研究發(fā)現(xiàn),小檗堿對乳腺癌[45]、結(jié)腸癌[46]、卵巢癌[47]等有抑制作用。黃連乙醇提取物可以增加Bax 的表達,裂解多聚ADP核糖聚合酶,降低Bcl-2的表達,激活caspase,顯著抑制Hep3B細胞的生長,誘導(dǎo)細胞凋亡,口服黃連乙醇提取物可以抑制移植瘤小鼠Hep3B細胞的生長[48]。KIM 等[49]研究發(fā)現(xiàn),黃連堿可通過激活活性氧介導(dǎo)的Jun氨基末端激酶信號通路誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡。

2.5 抗菌作用

現(xiàn)代藥理學(xué)研究證實,黃連提取物及其湯劑具有良好的抗菌效果;如劉明珠等[50]研究表明,黃連水提物可通過損傷溶藻弧菌的細胞壁導(dǎo)致菌內(nèi)容物的釋放并引起溶藻弧菌裂解死亡,從而發(fā)揮抑菌作用。周芳芳等[51]研究發(fā)現(xiàn),黃連解毒湯對革蘭陽性菌的抑菌效果較好,抑菌效果由高到低依次為溶血葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、屎腸球菌、糞腸球菌。吳靈玲等[52]研究發(fā)現(xiàn),亞胺培南聯(lián)合鹽酸小檗堿治療耐碳青霉烯類銅綠假單胞菌時,最小抑菌濃度均降低。談麗華[53]采用瓊脂稀釋法研究黃連5種生物堿對幽門螺旋桿菌的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),黃連堿的效果最好,其次是小檗堿、表小檗堿、巴馬汀和藥根堿。TSENG 等[54]研究發(fā)現(xiàn),黃連素可以減少膿腫分枝桿菌的生物膜形成,并降低膿腫分枝桿菌對利奈唑胺的抗菌性。

2.6 神經(jīng)保護作用

阿爾茨海默病是一種神經(jīng)退行性疾病,主要表現(xiàn)為認知功能障礙和記憶力衰退。鄧晗[55]研究發(fā)現(xiàn),黃連素預(yù)處理可顯著改善1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶所導(dǎo)致的小鼠黑質(zhì)區(qū)多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡,改善小鼠運動功能障礙。缺血性腦卒中屬于常見的腦血管疾病,患者腦缺血后引起的炎癥反應(yīng)、自噬、細胞壞死、鈣超載等多種因素導(dǎo)致腦損傷。自噬具有雙重作用,適度自噬可清除受損、衰老細胞,對神經(jīng)細胞起保護作用;過度自噬則導(dǎo)致細胞死亡增加,加重腦損傷。李艾芳等[56]研究發(fā)現(xiàn),黃連素聯(lián)合右美托咪定可以增強急性腦梗死大鼠海馬的抗氧化能力,抑制海馬細胞的凋亡,從而發(fā)揮協(xié)同神經(jīng)的保護作用。郭云良[57]研究發(fā)現(xiàn),胡黃連苷Ⅱ可抑制大鼠大腦動脈缺血再灌注缺血半影區(qū)的細胞凋亡,縮小腦梗死體積,改善大鼠的神經(jīng)行為功能。張艷雪[58]研究發(fā)現(xiàn),胡黃連苷Ⅱ可通過抑制活性氧介導(dǎo)的自噬信號通路的激活,來減小腦梗死體積,減少變性細胞和凋亡細胞數(shù)量,從而在缺血再灌注腦損傷中發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

2.7 抗纖維化作用

纖維化是指器官組織內(nèi)纖維結(jié)締組織增多,實質(zhì)細胞減少,造成器官結(jié)構(gòu)的破壞和功能受損。姜學(xué)澤等[59]采用注射血管緊張素Ⅱ制備大鼠心肌纖維化模型,并給予黃連素進行干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),黃連素可顯著抑制大鼠的心肌纖維化、心臟成纖維細胞增殖,進而保護心臟功能。李君等[60]研究發(fā)現(xiàn),胡黃連苷Ⅱ可以抑制子宮內(nèi)膜異位癥大鼠巨噬細胞極化,促進細胞凋亡,并抑制大鼠異位灶的血管形成和纖維化。HU等[61]研究發(fā)現(xiàn),黃連素可抑制HIF-1α的表達,降低肥胖小鼠附睪脂肪組織中脂氧合酶 mRNA的表達,從而改善附睪白色脂肪組織的纖維化。

3 結(jié)論

黃連含有多種藥物活性成分,主要包括生物堿類、木脂素類、黃酮類、酸性成分和揮發(fā)油等成分。黃連的藥理作用廣泛,具有抗心律失常、降糖、抗炎、抗腫瘤、抗菌、神經(jīng)保護和抗纖維化等藥理作用。黃連在臨床上藥用價值較高,當(dāng)前應(yīng)加強黃連活性成分及其藥理作用的研究,合理開發(fā)利用黃連資源,以更好地服務(wù)新藥開發(fā)和臨床應(yīng)用。