左佳昕，戴 鑫, ，何 偉，鄭舒怡, ，高淑娟, ，盧 旭, *

1. 福建農(nóng)林大學食品科學學院，中國-愛爾蘭國際合作食品物質(zhì)學與結構設計研究中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶特色果蔬菌加工重點實驗室（部省共建），福建 福州 350002

2. 中國農(nóng)技協(xié)福建省科協(xié)連城鐵皮石斛科技小院，福建 龍巖 366200

近年來肝臟疾病成為威脅人類健康的重要疾病。目前常見的肝病分為病毒性肝炎、脂肪性肝病（fatty liver disease，F(xiàn)LD）、自身免疫性肝?。╝utoimmune liver diseases，AILD）、藥物性肝損傷（drug induced liver injury，DILI）、肝硬化、肝癌等。病毒性肝炎主要是由嗜桿病毒引起的肝臟感染性疾病，或通過受感染的細胞毒性T 淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）間接浸潤作用于肝組織引起肝損害。FLD 是以肝細胞脂肪過度貯積和脂肪變性為特征的臨床病理綜合征，根據(jù)飲酒史可分為酒精性脂肪肝（alcoholic liver diseases，ALD）和非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）2 類。目前各種與代謝綜合征和胰島素抵抗相關的病理機制參與了NAFLD 的發(fā)病和進展[1]；而ALD 是一類從無癥狀肝細胞經(jīng)長期大量飲酒，變性發(fā)展為肝纖維化、肝硬化、甚至癌變的疾病[2]。AILD 是指機體的免疫系統(tǒng)以肝臟作為攻擊對象而導致的疾病[3]。DILI 指由各類處方或非處方的化學藥、生物制劑、傳統(tǒng)中藥、保健品及代謝產(chǎn)物等誘發(fā)的肝損傷，其中分為藥物固有和特異質(zhì)肝損傷[4]。隨著新藥品的不斷面市，藥物導致肝損傷疾病的發(fā)病率不斷增加，導致肝損傷的藥物種類主要有非甾體類抗炎藥、抗感染藥物（含抗結核藥物）、抗腫瘤藥物、中樞神經(jīng)系統(tǒng)用藥、心血管系統(tǒng)用藥、代謝性疾病用藥和激素類藥物等。目前多項研究表明，鐵皮石斛可有效減輕在治療基礎疾病時，藥物所引起的結腸炎和高血糖等誘導的肝損傷疾病[5]。

利用食源性天然產(chǎn)物治療預防肝類疾病的研究較多，因天然活性物質(zhì)表現(xiàn)出多種生理功能，且具有低不良反應、多途徑、多靶點等優(yōu)勢而備受關注。已發(fā)現(xiàn)多種食源性天然活性物質(zhì)都具有保肝作用，如黃芩苷、黃芪黃酮、水飛薊素、人參皂苷、三七皂苷等[6]。鐵皮石斛是具有藥用和觀賞價值的蘭科石斛屬多年生植物，適宜在陰涼、濕潤的環(huán)境生長，分布于廣東、廣西、云南、安徽等地[7]。作為我國傳統(tǒng)名貴藥食同源中藥，鐵皮石斛具有益胃生津、潤肺止咳、清熱滋陰等功效[8]?！侗静菥V目》記載：“補腎益力，壯筋骨，暖水臟”[9]，《名醫(yī)別錄》記載：“益精補內(nèi)絕不足，健陽，補腎積精”等[10]。其主要活性成分有多糖、生物堿、黃酮、酚類和氨基酸類等，而多糖作為鐵皮石斛中含量最高的成分，被認為是鐵皮石斛最主要的活性物質(zhì)，具有良好的抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)胃腸道功能、降血糖及提高機體免疫力等作用[11]。其中鐵皮石斛多糖（Dendrobium officinalepolysaccharides，DOP，以干基計）質(zhì)量分數(shù)為（37.38±0.51）%，多酚及黃酮質(zhì)量分數(shù)分別為（0.65±0.01）%和（0.18±0.01）%，游離氨基酸質(zhì)量分數(shù)為（0.53±0.01）%[7]，生物堿質(zhì)量分數(shù)為0.019%～0.043%[12]，此外，鐵皮石斛中還含有機酸、聯(lián)苯基、苯丙素類化合物、酯、酰胺等化學成分[13-14]。

隨著生活品質(zhì)的提升，人們對健康養(yǎng)生越來越關注，鐵皮石斛由于其獨特的藥用價值與保健作用，市場需求量日益擴大。鐵皮石斛的主要功效為生津、降血糖、增強免疫力、保肝利膽等，對其功能性的深入探索對鐵皮石斛保健食品的開發(fā)至關重要。然而，近年來鐵皮石斛的研究主要集中于石斛多糖、生物堿的結構、分離純化和應用方面，對于鐵皮石斛保肝活性成分的作用機制與構效關系研究缺乏系統(tǒng)性綜述。因此本文對鐵皮石斛的保肝成分、作用機制、構效關系及臨床應用進行綜述，為鐵皮石斛保肝作用的進一步研究和利用提供參考。

1 保肝活性成分

1.1 多糖

DOP 是一種雜多糖，主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖和鼠李糖組成[15]，是鐵皮石斛中主要的保肝活性成分，在眾多種石斛中鐵皮石斛的多糖含量最高[16]，是鐵皮石斛與其他石斛相比的優(yōu)勢之處。DOP 活性大小主要與其多糖的構型、相對分子質(zhì)量相關，對肝臟的保護能力與抗氧化、抗炎作用密切相關。從新鮮的鐵皮石斛中分離得到一種均一多糖，均相對分子質(zhì)量為1.66×106，由甘露糖和葡萄糖組成，并推測是以1,4-鏈接為主，存在少量1,2,4-、1,3,4-、1,4,6-分支結構和端基結構的O-乙?；细事毒厶荹17]。在這些多糖中，重復單元的骨架通常包含1,3-、1,4-或1,6-連接糖基殘基[18]。此外，從鐵皮石斛內(nèi)生真菌鐮刀菌中提取出1 種新多糖（DG2），由半乳糖-鼠李糖-葡萄糖-阿拉伯糖4.3∶1.9∶2.8∶1.0組成，主要連接類型有(1→)-β-D-葡萄糖、(1→4)-β-D-葡萄糖、(1→3、6)-β-D-半乳糖和(1→6)-β-D-半乳糖[17]。DOP 的含量會因不同部位及生長地域而受到影響，不同的DOP 結構多樣，可導致不同的生物活性[19]。其中鐵皮石斛根部的多糖含量最少，莖部水溶性多糖最為豐富，葉中次之，僅為莖中的1/2，花中多糖含量較低，因此鐵皮石斛莖部的研究利用最為常見[20-21]。根據(jù)《中國藥典》2020 年版DOP 的含量不可低于25%，達30%以上品質(zhì)為優(yōu)[22]，因此，目前大部分DOP 的提取來自于鐵皮石斛的莖中[23-24]。

1.2 生物堿

生物堿是鐵皮石斛活性成分中的重要物質(zhì)之一，也是最早從石斛屬植物中分離得到的次生代謝物。石斛中生物堿結構復雜，包含吡咯、吲哚、萜類、有機胺類等[25]，這些化合物除具有治療細胞損傷、抗氧化、保肝、抗炎、抗神經(jīng)變形等作用[26-27]，還具有鎮(zhèn)痛、促進胃液分泌、助消化等功能[28]。從石斛中分離得到的石斛堿是一種堿性含氮有機化合物，相比于其他抗腫瘤藥具有低毒性、低成本的優(yōu)點[29]。而不同部位不同生長齡的鐵皮石斛總生物堿含量差異較大，鐵皮石斛葉中的總生物堿含量高于莖，因為與生物堿生物合成相關的關鍵酶編碼基因主要集中于葉[30]。此外生長齡為1 年的鐵皮石斛莖、葉總生物堿含量最高，并且隨生長齡的增加而逐漸減少[31]。雖然石斛堿含量最豐富的是金釵石斛，但有研究表明鐵皮石斛具有的生物堿保肝效果比金釵石斛更好[16]。圖1 為鐵皮石斛中具有保肝功能的部分生物堿化合物[32-33]。肝脂質(zhì)的過度積累是導致肝臟代謝功能障礙的原因，石斛生物堿具有調(diào)節(jié)膽汁酸、維持肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的重要功能；此外尿苷、腺苷可與其他核苷、堿基等用于肝臟及心腦血管疾病治療。

1.3 黃酮類

黃酮類化合物屬于鐵皮石斛中的次生代謝產(chǎn)物，鐵皮石斛中含有多種黃酮類化合物，目前發(fā)現(xiàn)的有23 種，其中最為主要的是黃酮C-糖苷，也是石斛葉特征化學成分[24]。鐵皮石斛花中的黃酮類物質(zhì)最多，葉中次之，莖、根中的黃酮含量較低[34]，其中石斛花中包含的黃酮類主要為槲皮素、卡恩普菲羅爾及其衍生物[35]。鐵皮石斛葉片中存在多種化合物，其中黃酮類化合物含量較高，高效液相色譜電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)顯示，除槲皮素型黃酮醇蘆丁外，其余黃酮幾乎為芹菜素型黃酮[36]。其中主要的2 種具有抗氧化性的二氫黃酮為4′,5,7-三羥基二氫黃酮和3′,5,5′,7-四羥基二氫黃酮。黃酮類化合物是一類天然抗氧化劑，能維持體內(nèi)自由基的平衡，其主要作用為抗氧化、清除自由基、保護心血管、抗病毒等，而鐵皮石斛清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）自由基的能力與黃酮類成分的總量呈正相關[36]，說明黃酮類化合物是鐵皮石斛的主要抗氧化成分之一。從鐵皮石斛中提取的黃酮類物質(zhì)顯示出對DPPH、2,2′-聯(lián)氮-雙-3(乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽和Fe2+的清除活性，其半抑制濃度值分別為0.11、0.78 和0.64 mg/mL，并且葉中類黃酮的DPPH 自由基清除能力高于莖[24]。其中3′,5,5′,7-四羥基二氫黃酮表現(xiàn)出較強的抗氧化性，因此苯環(huán)上羥基的取代位置及個數(shù)可影響該類化合物的抗氧化活性[33]。

1.4 酚類

酚類物質(zhì)是天然的抗氧化劑，能保持自由基的生成與清除，有效清除人體內(nèi)過量的自由基，具有抗衰老、抗氧化等功效，可間接影響保肝功能。鐵皮石斛中含有多種酚類物質(zhì)，包含聯(lián)芐類、菲類等。聯(lián)芐類物質(zhì)具有抗腫瘤、抗糖尿病并發(fā)癥及抗氧化抗炎等的作用，并且可以緩解2 型糖尿病的癥狀，抑制多糖的分解、葡萄糖的攝取和促進胰島素降低血糖作用[37]。鐵皮石斛莖、葉、花中的酚類物質(zhì)含量大小排序為花＞葉＞莖。鐵皮石斛莖部主要酚類物質(zhì)為阿魏酸、對羥基苯甲酸、蘆丁和香草酸，花中主要含有阿魏酸、蘆丁、咖啡酸和對羥基苯甲酸，而鐵皮石斛葉和花中阿魏酸和蘆丁的含量均高于莖，其中蘆丁具有抗炎和抗過敏等功效[38]。已發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛的多種酚類化合物中，只有苯環(huán)上的羥基鄰位有1 個甲氧基取代并且苯環(huán)不直接連接羰基或羧基時才能表現(xiàn)出抗氧化性；苯環(huán)上羥基2 個鄰位甲氧基取代且苯環(huán)上有羧基連接時，抗氧化性較強，但有醛基連接時則沒有抗氧化性。聯(lián)芐類化合物中羥基鄰位被取代時，顯示出的抗氧化性較強，取代物為甲氧基時顯示出的活性最強。圖2 為部分已分離表征的鐵皮石斛酚類化合物[33]。

圖2 部分已分離并表征的鐵皮石斛酚類結構Fig. 2 Structures of some Dendrobium officinale phenolic that have been isolated and characterized

1.5 氨基酸與微量元素

鐵皮石斛中含有17 種氨基酸，其中包含7 種必需氨基酸與5 種非必需氨基酸。利用氨基酸評分、化學評分和氨基酸比值系數(shù)分綜合分析得出，在金釵石斛、鼓槌石斛和鐵皮石斛中，鐵皮石斛氨基酸的營養(yǎng)價值最高，金釵石斛其次，鐵皮石斛的蛋白質(zhì)價值及利用價值較高于其他種類的石斛[39]。此外代謝組學分析表明，鐵皮石斛中的氨基酸含量會影響石斛生長過程中的生物堿的合成[40]。鐵皮石斛中也含有Cu、Zn 等18 種微量元素，在11 種必需元素中，Mo 的濃度最小，而Fe 的濃度最大[41]。鐵皮石斛中含有許多游離的氨基酸與微量元素，與其他珍貴藥食植物相比，可被機體更高效地利用，在保健品的開發(fā)中具有應用潛力[42]。

2 保肝作用機制

2.1 DOP

肝臟是人體最大的消化腺，是物質(zhì)代謝的場所，也是維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的重要解毒器官，一些藥物或化學物質(zhì)會導致肝損傷，并引發(fā)肝炎、酒精性肝損傷、肝纖維化、肝癌等各種疾病[43]。而DOP 作為鐵皮石斛保肝活性成分，可以保護肝臟、改善肝功能，對抗不同形式的肝損傷，如結腸炎引起的肝損傷、急性酒精性肝損傷（acute alcohol-induced liver injury,AALI）和NAFLD 等。

2.1.1 抗結腸炎肝損傷作用 炎癥性腸病是肝損傷最常見的并發(fā)癥之一[44]，結腸炎發(fā)病引起的炎癥和抗氧化性改變可能為主要誘因。在炎癥條件下肝臟中的巨噬細胞被激活，腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α ， TNF-α ）、 白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）等促炎因子增加，從而促進肝臟炎癥加劇，加重肝損傷。此外在結腸炎小鼠中，腸源性脂多糖在肝組織中的過度積累也會誘導肝臟中巨噬細胞的變異，激活炎癥信號通路和加重組織損傷。而核因子E2 相關因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）作為一種重要的細胞保護轉(zhuǎn)錄因子，可以抑制氧化應激和炎癥反應，有效保護肝臟。因此，TNF-α 和Nrf2 可能是結腸炎誘導肝損傷的重要治療靶點。Kelch 樣ECH 相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein-1，Keap1）是細胞氧化應激反應中的重要調(diào)控因子，在正常狀態(tài)下，Nrf2 與Keap1 穩(wěn)定結合形成復合物，而在氧化應激過程中，Nrf2 從復合物中釋放，激活的Nrf2 信號通路可以調(diào)節(jié)抗氧化酶基因血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化還原酶 1（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate quinone oxidoreductase 1，NQO1）的表達，發(fā)揮抗氧化作用。因此DOP 可通過調(diào)節(jié)TNF-α/Nrf2 信號通路，即激活Nrf2 信號通路，抑制結腸炎模型中TNF-α和IL-1β等基因表達，抑制腸源性脂多糖的產(chǎn)生，顯著減少肝組織中巨噬細胞的數(shù)量，保護肝組織免受結腸炎引起的過度氧化應激和炎癥反應，從而防止肝損傷[45]。

2.1.2 抗AALI 作用 酒精性肝損傷的發(fā)病機制主要包括氧化應激、炎癥介質(zhì)對肝臟的損傷及酒精代謝產(chǎn)物對肝臟的損害等。在正常的生物系統(tǒng)中，機體存在完整的抗氧化系統(tǒng)如谷胱甘肽、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）等，能夠清除自由基或?qū)⑵滢D(zhuǎn)為無毒代謝產(chǎn)物，維持氧化與抗氧化體系處于動態(tài)平衡。一旦這種平衡遭到破壞，過量的活性氧等自由基就會對細胞造成氧化損傷，而氧化應激會加重AALI[6]。同時過量飲酒后中間產(chǎn)物乙醛與共價蛋白質(zhì)結合形成乙醛蛋白加合物，導致部分蛋白酶失活，造成肝臟中的谷胱甘肽等抗氧化物被大量消耗，機體抗氧化能力下降導致肝細胞膜脂質(zhì)過氧化，從而引發(fā)肝細胞壞死或凋亡[46]。

在氧化應激過程中，激活的Nrf2 能夠調(diào)節(jié)細胞內(nèi)解毒和抗氧化基因的表達，如谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基（recombinant glutamate cysteine ligase,catalytic，GCLC）、谷氨酸-半胱氨酸連接酶調(diào)節(jié)亞基（glutamate cysteine ligase modifier subunit，GCLM）和HO-1 等；其中谷氨酸-半胱氨酸連接酶是由GCLC 和GCLM 組成，可以促進谷胱甘肽的合成；HO-1 可以促進血紅素的裂解，從而促進膽綠素的形成，并減少細胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生。通過近紅外熒光成像技術對AALI 的生物標志物（谷胱甘肽）在體內(nèi)和組織中進行動態(tài)成像，證明DOP 可以通過提高Nrf2的基因表達，上調(diào)GCLC、GCLM 和HO-1 的表達，維持肝臟中具有潛在抗氧化活性谷胱甘肽、SOD 等的水平，使小鼠體內(nèi)活性氧和抗氧化劑的相對平衡，從而保護肝臟免受損傷[47-48]。

此外，NOD 樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NOD-like receptor family pyrin domain containing 3，NLRP3）是IL-1β 家族的細胞因子激活蛋白復合物，是乙醇誘導肝損傷的另1 個關鍵蛋白。NLRP3 可激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（cystein-asparate protease-1，Caspase-1），使IL-1β 的前體裂解，誘導炎癥反應和細胞凋亡。而Toll 樣受體4（Toll like receptor 4，TLR4）參與由酒精、寄生蟲和毒素等病原體引起的肝損傷炎癥反應，TLR4 通過一系列級聯(lián)反應激活核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB），促進炎癥因子IL-1β、IL-6 等的生成。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate aminotransferase，AST）水平是最敏感的肝損害的指標，間接反映肝臟損傷的程度，ALT 和AST 的升高代表肝細胞損傷或壞死。AALI的另一個重要表現(xiàn)是脂質(zhì)代謝紊亂，主要表現(xiàn)為肝中三酰甘油和總膽固醇水平的升高。運用雄性SD大鼠ig 酒精建立肝損傷的模型，通過ig DOP 30 d，進行DOP 對肝損傷的影響分析。發(fā)現(xiàn)DOP 可以通過TLR4/NF-κB/NLRP3 信號通路發(fā)揮肝損傷保護作用，即抑制TLR4、NF-κB、NLRP3 和Caspase-1的表達，降低肝組織中AST 及炎癥因子IL-6、IL-1β 等的表達，在抗炎過程中發(fā)揮重要作用，并且降低肝內(nèi)異常的脂質(zhì)水平，有效降低酒精引起的脂質(zhì)積累，從而改善肝損傷[49-50]。

隨著城市規(guī)模擴大，消防水源、道路數(shù)據(jù)增大，更新速度加快，依靠傳統(tǒng)的手繪地圖、臺賬資料難以實現(xiàn)消防救援隊高效、快速、準確的滅火救援需求，利用定位技術可以通過在火情發(fā)生時快速定位著火位置、消火栓及道路,提升應急救援能力,對于保障城市消防安全具有一定現(xiàn)實意義。

2.1.3 抗NAFLD 作用 NAFLD 通常是除酒精和其他明確的損肝因素所致的肝臟內(nèi)過度的脂質(zhì)積累或脂肪變性。脂肪酸的代謝紊亂與NAFLD 的發(fā)生發(fā)展高度相關，脂肪酸代謝涉及其合成、吸收、去飽和、氧化及相關代謝酶和蛋白質(zhì)如脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白2（fatty acid transport protein 2，F(xiàn)ATP2）、脂肪酸合成酶（fatty acid synthetase，F(xiàn)AS）、硬脂酰輔酶A去飽和酶-1（stearoyl-CoA desaturase-1，SCD-1）、肉堿棕櫚酰基轉(zhuǎn)移酶 1-α （ carnitine palmitoyl transferase1-α，CPT1-α）等。其中FAS 是脂肪酸合成的關鍵酶，患有NAFLD 的小鼠肝臟中FAS 增加。FATP2 是脂肪酸攝取介質(zhì)FATP 家族的成員，當其增加時，會促進NAFLD 的發(fā)展。SCD-1 是游離脂肪酸去飽和的關鍵限速酶，在高脂肪飲食的肥胖小鼠肝臟中顯著升高，是肥胖、糖尿病及NAFLD 在內(nèi)的其他代謝性疾病的潛在治療靶點。肝臟中飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）與不飽和脂肪酸是NAFLD 的潛在生物標志物，SFA 可增強活性氧和促炎因子的產(chǎn)生，激活線粒體去極化，導致細胞凋亡。而超細鐵皮石斛粉可通過降低患有NAFLD小鼠肝臟中FAS、FATP2 及SCD-1 的表達，調(diào)節(jié)脂肪酸代謝，逆轉(zhuǎn)肝臟中脂質(zhì)的積累，并調(diào)節(jié)SFA 的組成，從而改善肝臟受損[51]。

肝細胞線粒體可通過β-氧化分解游離脂肪酸，這一過程中的限速酶主要包括CPTl-α 和酰基輔酶氧化酶-1（acyl coenzyme oxidase-1，ACOX-1）。ACOX-1 是一種與脂肪細胞中脂肪酸氧化相關的酶，是具有過氧化物酶的β-氧化系統(tǒng)的起始酶，缺少ACOX-1 的小鼠可發(fā)展為嚴重的NAFLD。CPT1是脂肪酸β-氧化的限速酶，位于線粒體外膜，在患有NAFLD 的小鼠體內(nèi)，ACOX-1 的表達降低導致脂肪酸沉積在細胞質(zhì)中，而不進入肝臟中的線粒體。已有研究表明超細鐵皮石斛粉可上調(diào)肝臟中CPT1-α 和ACOX-1 的表達，加速脂肪酸的氧化分解與代謝，使肝臟中總脂肪酸含量下降，逆轉(zhuǎn)線粒體損傷，從而調(diào)節(jié)NAFLD 的肝臟損傷。DOP 是超細鐵皮石斛粉的主要活性成分，因此 DOP 可能是治療NAFLD 小鼠的主要活性成分[51-52]。

肝臟容易受到來自腸腔的抗原刺激[53]，因此腸道微生物群也是參與NAFLD 發(fā)病機制的重要因素，腸道微生物群紊亂和受損的腸道屏障可導致腸道脂多糖進入門靜脈系統(tǒng)，激活肝臟枯否細胞，釋放一系列炎癥因子并導致肝臟免疫損傷和炎癥反應。微生物脂多糖是腸道菌群產(chǎn)生的關鍵分子，脂多糖是TLR4 的配體，可以激活TLR4/NF-κB 信號通路介導的下游炎癥反應，加速肝損傷。腸上皮細胞間的緊密連接蛋白是腸黏膜屏障的重要組成部分，也是對抗脂多糖易位的第1 道防線，但腸細胞間緊密連接的損傷會導致腸通透性增加，可能觸發(fā)大量細菌脂多糖易位進入血液循環(huán)。腸道菌群中脫硫弧菌是一種革蘭陰性菌，其組成成分脂多糖也可誘導肝臟和腸道的炎癥反應。DOP 可通過調(diào)節(jié)腸道微生物群、微生物脂多糖和腸-肝軸異常，減少腸道微生物功能障礙，并上調(diào)腸上皮細胞間緊密連接蛋白的表達，改善腸道超微結構和腸道完整性，顯著降低脫硫弧菌的比例，保護腸道黏膜屏障，從而減少微生物脂多糖進入體內(nèi)并顯著降低肝臟TLR4，延緩NAFLD 的發(fā)生[54]。

2.1.4 抗高血糖誘導的肝損傷作用 肝臟也是血糖代謝的重要場所，當葡萄糖代謝異?；蚋翁窃敵霎惓r也會影響肝臟健康。其中內(nèi)源性胰高血糖素在糖尿病的發(fā)病機制中具有重要作用，胰高血糖素水平可能會擾亂葡萄糖穩(wěn)態(tài)。蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）作為糖原磷酸化酶的上游，可以促進肝臟中的糖原分解，磷酸化糖原合成酶并抑制其活性，從而抑制糖原的合成。而DOP 可以通過降低肝臟胰高血糖素水平，減少與胰高血糖素受體的結合，使腺苷酸環(huán)化酶失活，降低PKA 的表達，進一步抑制細胞腺苷-3′-5′-環(huán)單磷酸/PKA 信號通路，從而促進DOP 對糖尿病小鼠的降血糖活性，維持肝臟糖原的正常代謝[55]。

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase，PEPCK）可將草酰乙酸脫羧和磷酸化為磷酸烯醇式丙酮酸，這是糖異生中最早的限速步驟之一；同時葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase，G6Pase）催化糖異生和糖原分解途徑的最后一步是G6Pase 水解為葡萄糖和無機磷酸鹽。叉頭框蛋白O1（forkhead boxing protein O1，F(xiàn)oxO1）被蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）直接磷酸化，而Akt 誘導的FoxO1 在Ser256 位點磷酸化將FoxO1排除在細胞核外，從而抑制肝臟糖異生。在糖尿病中，升高的胰高血糖素水平通過去磷酸化使Akt 失活，并阻止激活的Akt 與FoxO1 的結合，從而釋放FoxO1 來調(diào)節(jié)編碼糖異生的基因。DOP 可以降低G6Pase 和PEPCK 的表達，通過胰高血糖素介導的Akt/FoxO1 信號通路，對抗肝臟胰高血糖素反應，減少過量的肝臟葡萄糖輸出，抑制糖尿病小鼠肝臟糖異生。因此，DOP 可以通過改善肝臟葡萄糖代謝，抑制肝臟糖異生，同時促進肝糖原的合成，抑制其降解從而起到肝保護的作用，并且有助于緩解2 型糖尿病小鼠的高血糖癥[55]。圖3 為DOP 的肝臟保護作用途徑。

圖3 石斛多糖的肝臟保護機制Fig. 3 Overview of hepatoprotective mechanisms of Dendrobium officinale polysaccharides

2.2 生物堿

從石斛屬植物中分離出的生物堿具有神經(jīng)保護、抗炎、保肝等多種活性[56]。肝臟可以調(diào)節(jié)全身脂質(zhì)，維持脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。當肝臟脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)被破壞時，過量的肝臟脂質(zhì)積累，促進全身代謝功能障礙，導致脂肪肝。膽汁酸可以調(diào)節(jié)葡萄糖、脂質(zhì)和能量代謝，膽汁酸的調(diào)控是干預肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的研究重點。石膽酸是最疏水性的膽汁酸，高濃度的石膽酸可導致DNA 損傷、炎癥，甚至肝細胞死亡。金釵石斛生物堿（Dendrobiumnobilealkaloid，DNLA）可顯著降低肝臟中膽酸、鵝去氧膽酸、石膽酸等疏水膽汁酸，并增加肝臟中最重要的?；撬峤Y合型膽汁酸的水平，如?；蛆Z去氧膽酸、?；撬崦撗跄懰岬?。DNLA 可能通過增強牛磺酸結合型膽汁酸改善高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠肝臟異常血脂，且DNLA 具有高度親水性，有助于膽固醇的排泄，抑制小鼠肝脂質(zhì)的積累[25]。同時，膽酸/鵝去氧膽酸的值在脂質(zhì)吸收過程中具有重要作用，當比值較高時，會增強膽固醇和脂肪酸的吸收。結果顯示DNLA 可降低肝臟中膽酸和鵝去氧膽酸水平，但膽酸的水平降低更明顯，致使膽酸/鵝去氧膽酸的值顯著降低。因此，DNLA通過降低膽酸/鵝去氧膽酸的值，限制膽固醇的吸收，從而改善肝脂質(zhì)異常。金釵石斛的總生物堿提取物可通過改善葡萄糖和脂質(zhì)的代謝，并表現(xiàn)出保肝作用[57-58]。

肝臟是各種藥物和異種生物的代謝和解毒的主要器官，DILI 是重要的臨床問題之一。CCl4通過觸發(fā)自由基CCl3的形成，導致細胞和細胞器中的脂質(zhì)過氧化，從而誘導肝損傷。靶向肝臟中的Nrf2 信號通路是預防和治療各種肝病的重要方法之一，Nrf2可誘導細胞防御中各種抗氧化基因的表達，如GCLC、HO-1、NQO1 等。這些蛋白質(zhì)保護身體和細胞免受自由基和某些有毒物質(zhì)（如致癌物和一些反應性代謝物）的攻擊，從而減少氧化應激損傷。實驗發(fā)現(xiàn)DNLA 可逆轉(zhuǎn)CCl4誘導的Nrf2 蛋白表達的下降，激活Nrf2 及其下游基因GCLC、NQO1和HO-1等，進而保護肝損傷[58]。鐵皮石斛中的生物堿也可通過清除氧化物質(zhì)以抑制氧化應激[59]，對AALI 的發(fā)生和發(fā)展具有重要影響。但目前對于鐵皮石斛生物堿的保肝作用機制研究較少，雖然2 種石斛的生物堿數(shù)量和含量差別較大，但仍可以借鑒金釵石斛的生物堿活性功能來進一步探尋鐵皮石斛生物堿的作用。

2.3 黃酮類

鐵皮石斛中含有5 個花色素類黃酮，以芹菜素、柚皮素和槲皮素為苷元而形成的糖苷，是鐵皮石斛中主要的黃酮類成分[60]。其中鐵皮石斛的柚皮素含量較高，且柚皮素的功效較為廣泛，具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、預防和治療肝病、抑制血小板凝結等作用[61]。通過建立長期運動后再力竭的大鼠運動模型，觀察鐵皮石斛黃酮對力竭性運動大鼠肝臟組織氧化應激及自噬水平的影響，ig 鐵皮石斛黃酮后，大鼠血清ALT 及AST 活性均降低，過氧化氫酶、SOD 及GSH-Px 等抗氧化酶活性顯著升高，表明鐵皮石斛黃酮可清除自由基、調(diào)節(jié)氧化代謝，防止力竭運動引起的肝臟組織損傷。此外，自噬是溶酶體降解的過程，可誘導、吞噬、降解細胞內(nèi)病原體和受損的細胞器，達到保護、更新機體細胞內(nèi)細胞器作用。肝臟發(fā)生氧化應激時，細胞自噬也參與了肝臟組織的自噬反應，適當?shù)募毎允煞磻獙Ψ乐垢闻K組織進一步損傷起重要作用。自噬參與控制肝臟中脂滴生長的機制，有規(guī)律的自噬能夠調(diào)節(jié)肝臟中脂質(zhì)的穩(wěn)態(tài)作用。Beclin1 是酵母自噬相關蛋白6 的同系物，對調(diào)控、參與執(zhí)行機體內(nèi)細胞自噬和凋亡的調(diào)控具有重要作用。自噬相關蛋白7（rcombinant autophagy related protein 7，Atg7）屬于泛素E1 樣連接酶，是細胞降解和循環(huán)的重要蛋白，參與機體自噬擴張和調(diào)控。LC3 磷脂酰乙醇胺結合物（microtubule associated protein light chain 3-II，LC3-II）是自噬泡形成過程中一種關鍵分子蛋白，也是自噬的標志性蛋白，可誘導自噬體靶向至線粒體自噬的發(fā)生，反映自噬體數(shù)量和程度。鐵皮石斛黃酮通過下調(diào)肝細胞Beclin1、Atg7、LC3-IImRNA及蛋白的表達，保證肝組織的功能穩(wěn)定。鐵皮石斛黃酮能夠調(diào)節(jié)肝臟氧化代謝、清除自由基及促進肝細胞自噬，從而達到保護肝損傷的作用[62]。含有蘆丁、槲皮素、異鼠李素等黃酮成分的鐵皮石斛花水提取物可通過防止脂質(zhì)積累、酒精性肝損傷和肝纖維化來保護肝臟，其主要通過TLR-4 抑制NF-κB 信號通路炎癥因子（IL-1β、IL-6 和TNF-α）的產(chǎn)生、下調(diào)細胞色素P450 2E1 表達并激活Nrf2/HO-1 通路以減少氧化應激反應[63]。

2.4 酚類

鐵皮石斛酚類具有抗氧化、抑制腸炎等功能[64]，能清除活性氧自由基，抑制小鼠肝組織脂質(zhì)過氧化。聯(lián)芐類化合物的抗氧化作用較強，石斛類植物的氧化活性與其聯(lián)芐類化合物的含量成正比[65]，并且有些種類的聯(lián)芐物質(zhì)對自由基的清除能力比維生素C更強[66]，雙芐酯對α-葡萄糖苷酶的抑制作用甚至比α-葡萄糖苷酶抑制劑氨基糖更強[67]。同時菲類化合物在鐵皮石斛的活性作用中也十分重要，其主要在抗癌、抗炎方面發(fā)揮作用[68]。肝纖維化作為傷口愈合和組織重塑機制的一部分，可以應對從病毒感染到各種毒素的慢性肝臟損傷。在肝纖維化過程中，過量的細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）產(chǎn)生并積累，導致肝功能障礙和不可逆的肝硬化。經(jīng)過膨化后的鐵皮石斛提取物內(nèi)的多酚含量相比黃酮和多糖含量顯著提高，此提取物可有效抑制糖原的消耗、抑制相關氧化酶活性和促進過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活劑1α 的激活，使肝臟肌纖維從II 型向更能抵抗疲勞的I 型進行轉(zhuǎn)化，進而提高肝臟的抗纖維化和機體抗疲勞作用，起到肝保護的效果[69]。

2.5 氨基酸與微量元素

氨基酸對人體的生長發(fā)育中具有重要作用，且氨基酸組成均衡，有益于人體健康。鐵皮石斛中含有全部人體必需的氨基酸[70]，游離氨基酸是鐵皮石斛中的主要活性成分之一，如精氨酸對于幼兒發(fā)育、治療肝臟類疾病具有重要作用。通過對鐵皮石斛原球莖氨基酸進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛原球莖中精氨酸含量高達10.23 mg/g，在必需氨基酸中占比超過一半[71]。肝臟是人體重要的代謝器官，亦是多種微量元素吸收、貯存和代謝的重要場所。微量元素是構成組織和細胞的特殊成分，在人體中發(fā)揮著特有的生理功能，當微量元素缺乏或過量時，會導致特征性疾病或加重疾病的進展，而當肝臟發(fā)生病變時，由于會引起能量物質(zhì)及激素、維生素及微量元素的代謝障礙，因此會導致機體的多種功能受到影響[72]。Se 是一種重要的微量元素，具有自由基清除、阻止和破壞脂質(zhì)過氧化物形成、調(diào)節(jié)免疫等生理功能。對于肝病患者，Se 也是GSH-Px 活性中心成分，在保護肝細胞膜的完整性、穩(wěn)定性及維持細胞的正常生理功能等方面發(fā)揮作用[73-75]。鐵皮石斛花中微量元素Zn、Se 含量較豐富[76]，因此在保肝方面也具有一定的輔助作用。

3 鐵皮石斛活性成分保肝作用的構效關系

3.1 多糖保肝作用的構效關系

在鐵皮石斛的眾多保肝活性成分中多糖為其中含量較高、保肝功效較強的一種，近年來受到眾多研究者的關注。因此在研究鐵皮石斛保肝活性成分的過程中，不同種類的DOP 的構效關系成為一個重要的研究方向。

多糖的生物活性與其結構性質(zhì)密切相關，包括單糖組成、相對分子質(zhì)量、鏈構象和糖苷鍵類型[77]，DOP 具有不同的生物活性，這與不同多糖結構具有重要關系。在一級結構上，單糖的基本單位決定了多糖的獨特結構和性質(zhì)，其中單糖組成越復雜，生物活性越好[78]。DOP 單糖成分受到地理來源、遺傳變異、生長條件、收獲時間、提取和純化方法等因素的影響[18]，決定DOP 生物活性的核心結構是葡萄糖和甘露糖及其他含量較少的單糖成分，其中高含量的甘露糖具有溫和的免疫刺激活性和抗氧化活性[79]。目前DOP 組成成分通過高效液相色譜法或者氣相色譜-質(zhì)譜法檢測出來的主要是葡甘露聚糖和甘露聚糖，其中結構的差異主要體現(xiàn)在 (1→4) 連接的葡萄糖及甘露糖以β-構型被乙?；某潭取⑽恢煤陀袩o分枝[80]，還含有其他的成分比如半乳糖、木糖、阿拉伯糖等[18]。其中β-(1→4)-甘露糖糖苷鍵是石斛屬植物的一種生物活性結構，且具有多個O-乙?；氖细事毒厶堑纳锘钚赃h高于去乙?；氖嗵?。此外，糖醛酸作為多糖的基本成分，其含量與自由基的清除能力和抗氧化活性直接相關[51]，糖醛酸的含量是決定多糖生物活性的主要原因。采用鐵皮石斛莖中制備出的3 種多糖（DOP、p-DOP和c-DOP）并以環(huán)磷酰胺誘導的免疫抑制小鼠為模型，對小鼠血清、胸腺和肝臟中抗氧化酶（SOD、過氧化氫酶、GSH-Px）的活性、總抗氧化能力和丙二醛含量進行分析，發(fā)現(xiàn)3 種多糖都能提升抗氧化酶的活性，并降低丙二醛的含量。鐵皮石斛O-乙酰葡甘露聚糖被鑒定為葡甘聚糖，由1,4-β-D-甘露聚糖和1,4-β-葡聚糖甘露聚糖殘基組成，O-乙?；街谝恍└事短菤埢腛-2 或O-3 位置，其主要含有中性糖，只含有2.0%的糖醛酸，但在體內(nèi)也表現(xiàn)出氧化應激保護作用，由此可得其抗氧化活性可能是因為含有β-(1→4)-甘露糖和O-乙?；鵞81]。

相對分子質(zhì)量也是影響DOP 活性的一個因素。許多研究者發(fā)現(xiàn)多糖的相對分子質(zhì)量與活性呈正相關，相對分子質(zhì)量大于1×105的多糖表現(xiàn)出更好的活性[78,82]。巨噬細胞是宿主通過上皮屏障后的防御反應的第1 道防線，活化的巨噬細胞可以殺死病原微生物，抑制腫瘤生長，并通過吞噬和分泌細胞因子、一氧化氮等炎癥介質(zhì)清除凋亡和突變細胞。過氧化氫是活性氧家族的重要成員，其可分解為羥基自由基和氧自由基，引起氧化損傷，是氧化應激細胞模型中常見的誘導劑，而巨噬細胞是促氧化劑作用的主要靶點。從鐵皮石斛中分離出2 種多糖（DOPA-1、DOPA-2），其相對分子質(zhì)量分別為3.94×105和3.62×105。實驗表明鐵皮石斛中DOPA-1、DOPA-2 這2 種多糖都具有溫和的免疫刺激活性，可促進過氧化氫誘導的巨噬細胞的活力，降低過氧化氫誘導的細胞凋亡，有效保護細胞形態(tài)和結構免受過氧化氫誘導的氧化損傷[79]。此外在多糖構象特征上，具有三螺旋構象的石斛多糖往往也有更好的生物活性。但一般來說，關于DOP 構效關系的研究大多是單一的，而不是系統(tǒng)的。目前，對DOP 的構效關系還需要進行系統(tǒng)的研究。

3.2 其他保肝作用的構效關系

在鐵皮石斛的次級代謝產(chǎn)物中，目前已發(fā)現(xiàn)有2 種類黃酮類化合物，分別是vicenin 3、apigenin-7-rutinoside[83]。這2 種化合物作用的靶點與AALI 靶點有較多重合并且涉及多種與肝臟健康密切相關的生理活動，包含氧化應激、免疫調(diào)節(jié)、細胞代謝等。表明鐵皮石斛生物堿對AALI 的潛在目標與AALI有關，繼發(fā)代謝物可能是鐵皮石斛干預AALI 的重要化學成分。但目前尚未有其不同結構的區(qū)別的具體研究，鐵皮石斛的類黃酮類化合物可以類比研究。其余生物活性物質(zhì)的化合物種類較少，及由藥物或毒性成分引起的肝細胞損傷或肝毒性，具體作用和分子調(diào)節(jié)機制仍較為模糊，結構特性與作用機制尚需要進一步的研究。

4 鐵皮石斛的應用

4.1 臨床應用

鐵皮石斛的臨床應用主要是協(xié)助藥物進行疾病治療，目前主要用于治療高血壓疾病、血脂代謝、冠心病等。在高血壓疾病的治療過程中，通過讓患者在臨床試驗中服用水煎鐵皮石斛汁并結合厄貝沙坦。12 周后觀察治療結果，證明鐵皮石斛結合厄貝沙坦治療降壓效率顯著[84]，并且在臨床應用中利用鐵皮石斛治療無明顯不良反應。鐵皮石斛還具有明顯的調(diào)節(jié)血脂代謝的功能，其水提物能夠改善鏈脲佐菌素誘導的小鼠的肝臟脂質(zhì)沉積，降低小鼠的總膽固醇及三酰甘油，使其肝指數(shù)降低[85]。鐵皮石斛在治療冠心病的臨床研究中，鐵皮石斛聯(lián)合化學藥與比單純的化學藥治療相比可以顯著改善臨床效果，因為鐵皮石斛中的多種活性成分如多糖、生物堿、黃酮等，可以保護血管并對抗炎癥細胞等[86]。在利用鐵皮石斛治療消化道腫瘤惡性患者的過程中發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛在治療由于消化道腫瘤引起的肝損傷的有效率高于單用化學藥治療的對照組[87]。根據(jù)研究顯示，鐵皮石斛可以顯著抑制炎癥、增強人體免疫力，其中鐵皮石斛的生物堿可以降低血清環(huán)磷酸鳥苷水平，促進胃酸分泌、提高消化酶活性，進而調(diào)節(jié)腸道菌群達到改善胃腸道功能的目的。

在上述的臨床應用中，鐵皮石斛的生物活性對保肝效果具有一定的輔助作用，其對于肝損傷的保護一方面通過清除體內(nèi)自由基，抑制脂質(zhì)氧化，從而抑制炎癥反應；另一方面是抑制線粒體的凋亡來降低肝細胞凋亡和抑制炎癥因子表達。鐵皮石斛對于2 型糖尿病患者臨床試驗中證明，鐵皮石斛粉治療可以有效降低患者低血糖指標，改善臨床癥狀，修復β 細胞，促進胰島功能改善。并且在治療過程中加入鐵皮石斛粉，可以緩解化學藥治療過程中藥物對于患者肝腎功能的損傷，起到肝腎保護的作用[88]。目前對于鐵皮石斛的臨床研究還較少，大部分還處在實驗室生物模型的研究階段，并且肝病沒有有效的臨床治療及特效藥物[89]。因此由于鐵皮石斛的多目標功能性，中醫(yī)治療手段在治療復雜疾病方面具有一定的優(yōu)勢，所以在今后的研究中可以向鐵皮石斛的臨床應用及在人體內(nèi)的藥理作用和機制方向發(fā)展。

4.2 食用用途

鐵皮石斛的花、莖、葉不同部位所包含的活性成分含量有很大的差異[12]，通常所食用的部位是其莖部經(jīng)粗加工或深加工制成的石斛鮮條、楓斗、粉末等。鐵皮石斛的食用方法會選擇泡茶、磨粉沖泡、煲湯或鮮榨制汁；現(xiàn)代食品工業(yè)也開發(fā)出許多以鐵皮石斛為原料的食品，如鐵皮石斛藥酒、飲料、茶包等[90]。此外鐵皮石斛相關的保健產(chǎn)品也是目前熱門的消費產(chǎn)品，目前對于鐵皮石斛的消費目的主要集中于增強身體免疫力、降低不科學飲食導致的潛在疾病風險、預防慢性疾病發(fā)展等[91]。藥食同源并以食當藥是中國傳統(tǒng)飲食文化和中藥文化的特色，也是如今人們所追求的健康飲食方式。

5 結語與展望

近年來鐵皮石斛成為養(yǎng)生消費的主流產(chǎn)品，對于其各方面的研究也逐漸增多。由于不良的生活方式造成各類肝損傷疾病的發(fā)生，人們對肝的保護也更加重視。而鐵皮石斛是我國常用的中藥和潛在的新食品資源，無毒無害，可作為普通食品使用；其含有的活性成分較為安全，已被廣泛用于預防和治療多種疾病。鐵皮石斛可被認為是治療疾病的重要輔助助劑。然而，鐵皮石斛中活性成分多樣，但目前研究主要集中于多糖成分的開發(fā)，今后還需對其他成分及多成分的聯(lián)合作用開展研究。雖然鐵皮石斛在民間應用已久，但仍需要詳細和大規(guī)模的臨床研究探明其在人體中的藥理作用和機制。目前對于各類肝損傷疾病尚無針對性的特效藥，對于鐵皮石斛保肝成分的研究可成為肝損傷疾病的一種新型治療方式，也為保肝食品的研發(fā)提供了新思路。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突