李強(qiáng),張若冰,楊玉赫,田冰,李文蘭 ,李陳雪

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150076;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)

刺五加為五加科植物刺五加[Acanthopanaxsenticosus(Rupr.Et Maxim)Harms]的干燥根莖。早在1985年就被列入《中國(guó)藥典》,有益氣健脾和補(bǔ)腎安神的作用[1]。傳統(tǒng)的刺五加用藥部位是根莖,造成了其藥材資源的嚴(yán)重枯竭。葉子作為重要組成部分,同樣含有大量的活性成分,且素來(lái)就有被食用的習(xí)慣,故此對(duì)刺五加植株的化學(xué)成分及其活性的研究亦越來(lái)越深入。目前,已有大量研究證實(shí),刺五加的根莖、葉、果實(shí)均有一定藥用價(jià)值,并已衍生出刺五加茶葉等功能性產(chǎn)品和保健食品。由此可見(jiàn),將刺五加全株中可再生的刺五加葉積極進(jìn)行醫(yī)藥研究、開(kāi)發(fā)及利用具有重要價(jià)值。

1 化學(xué)成分

1.1 皂苷類(lèi)化合物刺五加葉的主要活性成分之一為皂苷類(lèi)化合物。其中三萜皂苷又以齊墩果酸型和裂環(huán)羽扇豆烷型苷元為主,分別在苷元的C-3和C-28位置上連接葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖等構(gòu)成不同的三萜皂苷化合物。Ge等[2]總結(jié)了刺五加葉中主要的苷元類(lèi)型,從刺五加葉水提取物中追蹤到了106種三萜皂苷,其中49種被初步鑒定為潛在的新三萜皂苷。Xia等[3]則通過(guò)UPLC-ESI-QTOF全面鑒定刺五加葉中三萜皂甙的結(jié)構(gòu)特征,初步鑒定了14種皂苷元和89種三萜皂苷,其中有33種被認(rèn)為是潛在的新化合物。代吉瑞等[4]通過(guò)研究指出,刺五加葉中皂苷類(lèi)化合物的含量整體呈平穩(wěn)趨勢(shì),而在初秋時(shí)含量可達(dá)最高,且以甘草酸及齊墩果酸為主。汪戎錦[5]對(duì)刺五加葉中含有的總皂苷成分進(jìn)行總結(jié),指出其含有hederasaponin-B、eleutheroside-K、saponin-1等三萜皂苷、刺五加苷A、B、C、E、I、K、L、M等齊墩果烷型皂苷以及3,4-開(kāi)環(huán)-羽扇豆烷型三萜皂苷。

1.2 黃酮類(lèi)化合物刺五加葉從芽的發(fā)育到嫩葉期為止,黃酮類(lèi)化合物的含量最高[4]。代吉瑞等[6]通過(guò)紫外分光光度法以及UPLC-Q/TOF-MS技術(shù)對(duì)刺五加葉黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行鑒定分析,指出刺五加葉總黃酮含量分別在5月初、8月中旬、9月末較高,可鑒定分離出的化學(xué)成分主要包括金絲桃苷、槲皮素、芒果苷、蘆丁、槲皮苷、miquelianin、異鼠李素-3-O-刺槐-二糖苷以及山柰酚-3-O-刺槐-二糖苷等。李仁杰[7]指出刺五加葉中還含有異鼠李素-3-O-β-D-半乳糖苷、異鼠李素-3-O-β-D-鼠李糖基-(1→6)-[α-L-鼠李糖基-(1→2)]-β-D-半乳糖苷、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖基-(1→2)-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖基-(1→2)-β-D-半乳糖苷等物質(zhì)。此外有研究顯示,金絲桃苷在刺五加的其他部位含量甚微或不含有,而僅在刺五加葉中含量豐富[8]。

1.3 氨基酸、酚酸及有機(jī)酸類(lèi)化合物李俊萍等[1]通過(guò)HPLC對(duì)刺五加葉中成分進(jìn)行測(cè)定,其中包括氨基酸、酚酸及有機(jī)酸類(lèi)化合物L(fēng)-苯丙氨酸、原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸等,并指出刺五加葉在6月下旬至7月上旬最適宜采收。代吉瑞等[4]對(duì)不同采收時(shí)期刺五加葉氨基酸類(lèi)及有機(jī)酸類(lèi)化合物進(jìn)行鑒定,確定其含有異亮氨酸及8-(5-hecyl-2-furyl)octanoic acid的化學(xué)成分。魏文峰等[9]通過(guò)UPLC-Q-TOF-MS技術(shù)鑒定出5-O-咖啡酰莽草酸、5-阿魏酰奎寧酸、阿魏酸等化合物。還有研究者鑒定出茶酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸、丁香酸、松柏苷等成分[10]。劉偉玲等[11]在刺五加葉中檢測(cè)到16種氨基酸,其中人體必需氨基酸有7種之多,又以谷氨酸和天門(mén)冬氨酸含量較高。

1.4 其他化合物刺五加葉中除上述有效化學(xué)成分外,還含有刺五加酚和刺五加酮等木脂素類(lèi)物質(zhì),以及主要由阿拉伯糖、半乳糖、果糖、鼠李糖、木糖等單糖組成的多糖物質(zhì)[12]。而劉偉玲[11]等還進(jìn)一步總結(jié)指出刺五加葉中含有Ca、Mg、P、Al、Fe、Mn、Sr等10多種微量元素,以Ca的含量最高。此外還含有異嗪皮啶、東莨菪內(nèi)酯、7-羥基香豆素[13]等香豆素類(lèi)化合物,具體如圖1和表1所示。

表1 刺五加葉中化學(xué)成分

圖1 刺五加葉化學(xué)成分

2 刺五加葉的藥理作用及機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)臨床上能起到調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的化學(xué)藥物,通常伴隨較強(qiáng)的副作用,因此,開(kāi)發(fā)天然藥物調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能的研究日益增多。Liu等[23]經(jīng)過(guò)體內(nèi)生物測(cè)試證實(shí),刺五加葉能顯著降低戊巴比妥誘導(dǎo)的睡眠小鼠的運(yùn)動(dòng)活性、增加入睡率、縮短睡眠潛伏期和延遲覺(jué)醒;改善氯苯氧乙酸(pCPA)所致小鼠失眠,對(duì)pCPA有明顯的拮抗作用,而且與5-羥基色氨酸(5-HTP)有協(xié)同催眠作用,增加小鼠海馬中5-羥色氨(5-HT)含量,從而促進(jìn)小鼠睡眠;還能顯著增加給予氟馬西尼的小鼠海馬體γ-氨基丁酸(GABA)的含量,抑制催眠作用,且以劑量依賴(lài)性方式縮短睡眠潛伏期并延長(zhǎng)睡眠時(shí)間。李仁杰[7]研究表明,小鼠給藥羽扇豆烷型三萜皂苷后,能與 5-HTP發(fā)揮協(xié)同作用,增加小鼠腦內(nèi)海馬組織中 5-HT的濃度,提高小鼠腦內(nèi)海馬區(qū) GABA水平,縮短小鼠睡眠潛伏期和睡眠持續(xù)時(shí)間,達(dá)到鎮(zhèn)靜催眠作用。曲紹春等[24]觀(guān)察刺五加葉皂苷(ASS)對(duì)大腦中動(dòng)脈閉塞引起的大鼠實(shí)驗(yàn)性血管性癡呆的影響,發(fā)現(xiàn)給藥后的大鼠逃避潛伏期、游泳路徑、腦組織乙酰膽堿酯酶(AchE)活性、腦梗死病灶均顯著降低,而游泳時(shí)間和路徑與總時(shí)間和路徑之比、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(ChAT)活性均顯著提升,說(shuō)明ASS能增強(qiáng)血管性癡呆大鼠的學(xué)習(xí)、記憶能力,改善腦組織病理變化,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠神經(jīng)具有較好的保護(hù)作用。王倩倩等[25]研究發(fā)現(xiàn),刺五加葉提取物中主要成分能夠?qū)δX缺血大鼠腦內(nèi)多巴胺及5-HT水平進(jìn)行正向調(diào)節(jié),在一定程度上起到對(duì)腦缺血大鼠的保護(hù)作用。汪戎錦[5]研究結(jié)果表明,刺五加葉能正向調(diào)節(jié)缺血性腦卒中導(dǎo)致的谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)等興奮性氨基酸的過(guò)度釋放、去甲腎上腺素(NE)、腎上腺素(E)、以及?；撬?、GABA、5-HT、多巴胺(DA)含量的增加、抑制神經(jīng)遞質(zhì)甘氨酸(Gly)以及神經(jīng)炎癥調(diào)節(jié)劑乙酰膽堿(Ach)含量的降低。Wang等[26]研究結(jié)果顯示,刺五加葉有效化學(xué)成分能夠有效通過(guò)血腦屏障,降低慢性缺血性中風(fēng)大鼠的腦指數(shù)和含水量,調(diào)節(jié)血漿和海馬神經(jīng)活性物質(zhì)的紊亂,從多個(gè)方面緩解缺血性腦卒中。綜上,刺五加葉對(duì)調(diào)節(jié)神經(jīng)的效果明顯且副作用小,可以作為潛在的療效好的天然抗失眠、保護(hù)神經(jīng)及腦組織的藥物,其作用機(jī)制見(jiàn)圖2。

圖2 刺五加葉調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)作用機(jī)制

2.2 保護(hù)心血管系統(tǒng)刺五加葉具有抗心肌缺血、抗心律失常、抗動(dòng)脈硬化等活性,具有良好的開(kāi)發(fā)成為保護(hù)心功能藥物膠囊及注劑的前景。李洋[27]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),ASS能改善心肌梗死后左心室收縮和舒張功能,防止急性心肌梗死后左心室擴(kuò)張和肥厚,減小室壁切應(yīng)力,降低重構(gòu)心肌血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)含量及血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)活性,亦能明顯降低血清過(guò)氧化脂質(zhì)(LPO)含量及ACE活性,提高超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)活性,這對(duì)于預(yù)防或逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)具有重要意義。同時(shí)ASS可抑制血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)的增殖,抑制作用與藥物劑量呈正比,可能與下調(diào)原癌基因的表達(dá)和細(xì)胞周期阻滯有關(guān)。以上結(jié)果表明ASS可能通過(guò)抑制心臟腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)系統(tǒng),阻斷AngⅡ及兒茶酚胺(CA)的促生長(zhǎng)增殖作用,同時(shí)抑制心肌細(xì)胞肥大和心肌立早基因的表達(dá),達(dá)到防治心室重構(gòu)的作用。

睢大員等[28-29]研究發(fā)現(xiàn),ASS對(duì)大鼠心肌缺血再灌注引起的心律失常具有明顯保護(hù)作用,能防止缺血再灌注室性心律失常的發(fā)生,縮短心律失常的維持時(shí)間,可明顯縮小心肌梗死范圍(MIS)、降低血清磷酸肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)活性及LPO含量、降低丙二醛(MDA)及Ca2+濃度、降低ST段抬高的程度、增加再灌注心肌組織中SOD及GSH-Px活性,同時(shí),糾正心肌缺血時(shí)非梗死區(qū)游離脂肪酸(FFA)代謝紊亂,減少內(nèi)源性血管活性物質(zhì)血漿內(nèi)皮素(ET)及AngⅡ釋放,糾正PGI2/TXA2失衡。宋海玖等[30]實(shí)驗(yàn)研究中,給予ASS的心肌缺血-再灌注損傷大鼠的血清肌鈣蛋白T(cTnT)、心肌梗死面積及細(xì)胞凋亡指數(shù)降低,其機(jī)制與細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)途徑激活有關(guān)。綜上,刺五加葉為心臟疾病的預(yù)防和治療提供了新的思路,但長(zhǎng)期給藥能否發(fā)揮遠(yuǎn)期保護(hù)心肌作用,有待進(jìn)一步研究。刺五加葉保護(hù)心血管系統(tǒng)的作用機(jī)制如圖3所示。

圖3 刺五加葉保護(hù)心血管系統(tǒng)作用機(jī)制

2.3 抗炎刺五加常被用作治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、肝炎和糖尿病的傳統(tǒng)藥物,其根莖葉均有抗炎作用。LUO等[31]研究結(jié)果表明,刺五加葉在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的小鼠腹腔巨噬細(xì)胞細(xì)胞(RAW264.7)中具有抗炎活性?？梢越档蚅PS誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞中早期促炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)的水平、晚期促炎細(xì)胞素高遷移率族蛋白 B1(HMGB1)的分泌以及核因子κB(NF-κB)的激活,起到抑制炎癥性疾病的作用。Zhang等[32]的研究結(jié)果表明,刺五加葉中的三萜物質(zhì)可顯著降低半乳糖胺(GalN)/LPS誘導(dǎo)的暴發(fā)性肝炎小鼠血清中TNF-α、IL-1β、HMGB1、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平,顯著抑制HMGB1的釋放,改善組織學(xué)特征,并呈劑量依賴(lài)性。Kang等[33]研究發(fā)現(xiàn),刺五加葉中活性成分通過(guò)抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)-NF-κB信號(hào)通路起到抗炎的作用。給藥后小鼠巨噬細(xì)胞中一氧化氮含量、IL-6、TNF-α和前列腺素E2(PGE2)等促炎細(xì)胞因子的水平下降,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和環(huán)氧化物酶2(COX-2)的蛋白和mRNA表達(dá)以及細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和c-jun N-末端激酶的磷酸化被抑制,且在對(duì)抗炎癥時(shí)未表現(xiàn)出細(xì)胞毒性。綜上,刺五加葉通過(guò)抑制炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)和抑制促炎介質(zhì)起到抗炎的作用(見(jiàn)圖4),成分相對(duì)安全有效,但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其抗炎機(jī)制的研究較少,還需進(jìn)一步評(píng)估刺五加葉對(duì)其他組織的細(xì)胞毒性。

圖4 刺五加葉抗炎作用機(jī)制

2.4 抗氧化機(jī)體自由基過(guò)多就會(huì)造成各種機(jī)體組織的損傷,加速機(jī)體衰老,抗氧化劑可以清除體內(nèi)自由基,但市面上多數(shù)抗氧化劑是人工合成的,具有一定的毒副作用,因此,無(wú)毒副作用的天然抗氧化劑開(kāi)發(fā)成為熱點(diǎn)。研究表明[34]刺五加葉對(duì)超氧陰離子自由基也具有很好的清除能力。孫永杰等[35-36]發(fā)現(xiàn)刺五加葉總黃酮粗提物對(duì)NO2-離子、DPPH、羥基自由基有良好的清除作用,且伴隨一定的量效關(guān)系。王俊標(biāo)等[37]對(duì)不同濃度刺五加葉提取液進(jìn)行抗氧化活性探究,結(jié)果顯示刺五加葉具有一定的清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2′-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基的能力,同時(shí)還具有較強(qiáng)的還原能力,且隨著提取液濃度增加抗氧化能力增強(qiáng)。翟玉榮等[38]給予ASS可顯著降低阿霉素引起大鼠心肌中毒時(shí)機(jī)體自由基的堆積和抗氧化酶活性的降低。通過(guò)降低血清及心肌LPO含量,提高SOD和GSH-Px活性,糾正體內(nèi)自由基的代謝紊亂,增強(qiáng)抗氧化酶活性,對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心肌損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。梁?jiǎn)⒚鞯萚39]給藥后心肌細(xì)胞MDA含量減少,脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)被抑制,心肌細(xì)胞抗氧化能力增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)抗氧酶GSH-Px、SOD、CAT活性明顯升高,顯示ASS能增加細(xì)胞抗氧化防御能力。綜上,刺五加葉可作為天然抗氧化劑,應(yīng)用于藥用及食品保鮮領(lǐng)域中,其抗氧化機(jī)制如圖5。

圖5 刺五加葉抗氧化作用機(jī)制

2.5 降糖降脂長(zhǎng)期的高血糖高血脂可能會(huì)導(dǎo)致眼、腎、血管、神經(jīng)等各種組織的慢性損害,并引發(fā)糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化等各種疾病。翟春梅等[40]研究表明,刺五加葉有效化學(xué)成分具有降低2型糖尿病模型大鼠的空腹血糖、血脂的功能。刺五加葉純化物能有效保護(hù)胰島B細(xì)胞,并促進(jìn)胰島素分泌,進(jìn)而起到改善血糖濃度和胰島素抵抗的作用。Nishida等[41]研究了刺五加葉對(duì)高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠的脂質(zhì)代謝的影響,結(jié)果顯示刺五加葉通過(guò)增加線(xiàn)粒體脂肪酸β-氧化,增強(qiáng)ALT活性,來(lái)緩解高脂飲食的小鼠血漿中甘油三酸酯(TG)水平的升高。睢大員等[42]實(shí)驗(yàn)說(shuō)明刺五加葉皂苷能調(diào)控實(shí)驗(yàn)性高脂血癥大鼠的脂質(zhì)代謝,通過(guò)增加高脂血癥大鼠外周組織細(xì)胞中的膽固醇向肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,以減少膽固醇在外周組織細(xì)胞中的聚集和對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的廣泛性損害。刺五加葉皂苷可有效調(diào)控大鼠模型TG、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)、血栓烷A2(TXA2)、LPO及全血黏度,增強(qiáng)高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)、前列環(huán)素(PGI2)及SOD活性,降低TC/HDL-c及LDL-c/HDL-c比值,提高PGI2/TXA2比值,并減輕肝臟脂肪沉積。刺五加葉表現(xiàn)出良好的降血糖、改善異常脂質(zhì)代謝的效果,且能有效改善并發(fā)癥,值得進(jìn)一步研究用于預(yù)防或治療高糖高脂引起的疾病。作用機(jī)制如圖6所示。

圖6 刺五加葉降糖降脂作用機(jī)制

3 結(jié)語(yǔ)

刺五加作為中國(guó)傳統(tǒng)藥材,有益氣健脾、補(bǔ)腎安神的功效,甚至有研究學(xué)者對(duì)人參及其近緣植物刺五加進(jìn)行了研究,證明了有相似的藥理作用和臨床療效?？紤]到資源的可持續(xù)性發(fā)展,已經(jīng)有越來(lái)越多的學(xué)者將目光轉(zhuǎn)移到刺五加葉上,并已將其開(kāi)發(fā)成不同的產(chǎn)品和保健食品。尤其是通過(guò)微生物發(fā)酵的刺五加葉[43],能修飾其中的活性成分,節(jié)約藥源,提高藥效,從而展現(xiàn)出更強(qiáng)的疾病預(yù)防與保健作用。

雖然可以確定刺五加葉具有豐富的化學(xué)成分和藥理作用,但具體用量及作用機(jī)制尚不全面。刺五加喜濕耐寒的特性使其集中生長(zhǎng)在我國(guó)東北部較寒冷的山林地區(qū),極大地影響了產(chǎn)量,增加了采收難度,所以培育以及關(guān)鍵控制基因還需進(jìn)一步研究,以期提高刺五加產(chǎn)量、活性物質(zhì)含量以及縮短采收周期等。同時(shí),刺五加葉中各物質(zhì)的含量與其根莖定然有所差異,目前尚缺乏明確的對(duì)比研究,應(yīng)以傳統(tǒng)刺五加用藥部位為參考,建立刺五加葉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),從而真正意義上的做到用藥替代,這對(duì)于保護(hù)面臨枯竭的刺五加藥用資源有著極高價(jià)值意義。