楊夢文趙琳靜顧思怡鄭之裕賀思潔

（上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，上海201620）

香茅Cymbopogon citratus（DC.）Stapf 是禾本科香茅屬多年生草本植物，原產(chǎn)于亞洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，在南美、非洲及其他熱帶國家有廣泛種植。我國也有豐富的香茅資源，主要分布于福建、臺灣、海南、廣東、湖南、四川、貴州、云南等省。香茅在很多國家都有藥用記載，主要用于治療感冒頭身疼痛、發(fā)熱、腹痛、糖尿病、高血壓、癲癇及焦慮等。迄今為止，已有報道的香茅化學(xué)成分主要包括揮發(fā)與非揮發(fā)性萜類、黃酮類、多酚類、苯丙素類等。本文對近年來香茅化學(xué)成分及藥理活性的研究結(jié)果進行綜述，以期拓展其在藥物研究領(lǐng)域的應(yīng)用，為該植物資源的綜合開發(fā)提供參考。

1 化學(xué)成分

1.1 萜類 香茅揮發(fā)油中已知化學(xué)成分最主要為萜類（系）化合物。已鑒定的揮發(fā)性萜類化合物以開鏈單萜類為主，醛類含有量最高，其次為烯類、醇類、酸類、酮類和酯類，以橙花醛（neral）、香葉醛（geranial）、香茅醛（β-citronellal）、香葉醇（geraniol）、檸檬烯（limonene）和月桂烯（myrcene）為代表［1-2］。研究表明，由于種源、土壤、氣候條件及采收季節(jié)的不同，不同產(chǎn)地香茅揮發(fā)油中上述成分含有量存在明顯差異，其中香葉醛含有量占30%～50%，橙花醛為15%～30%，香葉醇為0.4%～12%，月桂烯為0.2%～8%，其余成分含有量多在1%以下［3］。

香茅揮發(fā)物中還存在較多倍半萜類化合物［4］，主要為倍半萜烯和含氧衍生物。此外，研究人員也報道了香茅中含有一些friedours 烷型及羊毛脂烷型三萜類化合物［5-6］。

1.2 其它 除了含有常見的多酚類化合物外，Cheel 等［7］從香茅中分離和鑒定了多個黃酮（苷）類化合物。此外，Grice 等［8］從香茅中鑒定了4 個苯丙素類化合物，Asaolu等［9］報道了香茅中含有少量的生物堿類、皂苷類和鞣酸類成分。見表1。

2 藥理作用

2.1 抑菌作用 香茅揮發(fā)油具有良好的體外抗真菌活性。研究表明［10］，香茅揮發(fā)油對白色念珠菌Candida albicans、熱帶念珠菌Candida tropicalis及黑曲霉菌Aspergillus niger均有較強的抑制效果，抑菌圈直徑范圍為35～90 mm，遠遠大于對照藥物兩性霉素B。Tyagi 等［11］對香茅揮發(fā)油體外抑制C.albicans活性進行了研究，發(fā)現(xiàn)氣相抗菌效果明顯優(yōu)于液態(tài)接觸作用，MIC 濃度下（32.7 mg／L）氣相熏蒸1 h對C.albicans的抑制率為52.48%，熏蒸4 h 后達到100%；通過掃描電鏡和原子力顯微鏡進一步對菌體微觀形態(tài)進行觀察，發(fā)現(xiàn)香茅揮發(fā)油處理后的C.albicans細胞結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)發(fā)生顯著變化，氣相熏蒸導(dǎo)致菌體細胞萎縮和表面性能變化程度比液態(tài)接觸更加顯著。此外，添加香茅揮發(fā)油的COE-COMFORT 組織調(diào)整材料能完全抑制C.albicans，與制菌霉素效果相當(dāng)，可有效預(yù)防使用該材料易引發(fā)的義齒性口炎［12］。

除了對真菌的抑制活性外，最近研究［13］也報道了香茅銀納米顆粒對革蘭氏陽性菌（蠟樣芽胞桿菌和地衣芽孢桿菌）及革蘭氏陰性菌（銅綠假單胞菌和大腸桿菌）也均有較好的抑制作用。Sfeir 等［14］發(fā)現(xiàn)香茅揮發(fā)油對化膿鏈球菌Streptococcus pyogenes體外抑制作用，MIC 體積分數(shù)為0.93%，MBC 與MIC 接近，為臨床治療化膿性扁桃體炎提供了參考。

臨床研究方面，Warad 等［15］考察了香茅揮發(fā)油凝膠劑輔助齦下刮治及根面平整術(shù)（SRP）治療慢性牙周炎的臨床療效，結(jié)果表明，SRP 術(shù)后第1 個月及第3 個月，香茅揮發(fā)油輔助SRP 治療組的牙周袋探診深度及相對附著水平變化顯著優(yōu)于單獨使用SRB 組。Carmo 等［16］報道了香茅揮發(fā)油治療花斑癬Ⅱ期臨床研究，30 名志愿者外用1.25 μL／mL香茅揮發(fā)油，經(jīng)40 d 治療痊愈率達60%。

表1 香茅中鑒定的化學(xué)成分

2.2 抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用 香茅揮發(fā)油（10 mg／kg）灌胃可抑制角叉菜膠誘導(dǎo)的小鼠足跖腫，與口服雙氯芬酸（50 mg／kg）的陽性對照組效果相似；香茅揮發(fā)油對巴豆油引起的小鼠耳腫脹的抑制作用優(yōu)于雙氯芬酸鈉，耳組織染色結(jié)果也證實了其對皮膚炎癥的治療作用［10］。香茅揮發(fā)油中的主要活性成分也具有良好的抗炎效果。研究發(fā)現(xiàn)，檸檬醛和萘普生對角叉菜膠誘導(dǎo)的大鼠足跖腫有協(xié)同抗炎作用［17］；香茅醇可顯著減少醋酸所致小鼠的疼痛扭體次數(shù)，對福爾馬林致痛模型動物的Ⅰ相和Ⅱ相疼痛反應(yīng)也均有抑制作用，可顯著增加熱板致痛小鼠的痛閾值，并減少角叉菜膠誘發(fā)的胸膜炎小鼠模型中性粒細胞浸潤和TNF-α 分泌，提示其鎮(zhèn)痛作用部位可能在外周神經(jīng)末梢，也可能位于中樞神經(jīng)［18］。

全身性感染、組織創(chuàng)傷等均可激活巨噬細胞，表達和釋放多種炎癥介質(zhì)。體外實驗研究表明，香茅葉多糖部位能抑制炎癥介質(zhì)，如NO 的產(chǎn)生，并減少生成過量自由基［19］。Salim 等［20］考察了包括香茅在內(nèi)的20 種藥用植物對脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的人外周血單個核細胞（PBMCs）分泌炎癥因子的影響，發(fā)現(xiàn)香茅甲醇提取物對IL-1β 表達的抑制作用最強，IC50為3.22 μg ／mL。Francisco 等［21］采用LPS 誘導(dǎo)小鼠巨噬細胞系RAW 264.7 細胞，系統(tǒng)考察了經(jīng)脫脂和除揮發(fā)油處理后香茅葉浸提物的抗炎作用及其機制。結(jié)果表明，除了對誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）及NO 的表達和釋放有抑制作用外，香茅提取物對LPS 介導(dǎo)的多條信號通路，包括信號分子p38 MAPK、c-Jun 氨基端激酶（JNK）1／2 及核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB 通路，均存在不同程度影響。該研究還發(fā)現(xiàn)，香茅提取物對LPS 誘導(dǎo)的環(huán)氧化酶-2（COX-2）的表達無影響，但能抑制前列腺素PGE2的產(chǎn)生；其抗炎作用與含有的多酚成分特別是綠原酸有關(guān)［22］。進一步地，F(xiàn)igueirinha 等的研究［23］也表明，香茅總提物及不同多酚部位（包括黃酮、單寧和酚酸部位）對LPS 誘導(dǎo)的小鼠樹突狀細胞中NO 的釋放及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的表達均有抑制作用，其中黃酮部位的作用強于其它部位。

檸檬醛也具有良好的免疫調(diào)節(jié)作用［24］，5～100 μg／孔檸檬醛能抑制LPS 誘導(dǎo)的Balb／C 小鼠腹膜巨噬細胞釋放炎癥因子IL-6 和IL-10，且在LPS 誘導(dǎo)前后加入均有作用。然而，其對IL-1β 的作用與濃度密切相關(guān)，低濃度檸檬醛（5 μg／孔）促進IL-1β 釋放，而高濃度檸檬醛（100 μg／孔）抑制IL-1β 釋放。Lee 等［25］研究發(fā)現(xiàn)，檸檬醛能抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW 264.7 細胞釋放NO，且存在明顯的量效關(guān)系，IC50為6.5 μg／mL；檸檬醛能有效抑制iNOS 的轉(zhuǎn)錄活性和表達、DNA 結(jié)合能力以及NF-κB 和I-κB 的核轉(zhuǎn)位。

2.3 抗腫瘤作用 腫瘤的發(fā)生與氧化應(yīng)激狀態(tài)及炎癥密切相關(guān)。香茅提取物及其揮發(fā)油和多糖部位對多種腫瘤細胞有抑制作用。Halabi 等［26］采用MTT 法檢測了香茅不同濃度乙醇提取物對人結(jié)腸癌細胞HCT-116、乳腺癌細胞MCF-7及MDA-MB-231、卵巢癌細胞SKOV-3 及COAV 的抑制作用。結(jié)果表明，香茅50%乙醇提取物對乳腺癌細胞MCF-7的抑制效果最好，IC50＝68 μg／mL；而90% 乙醇提取物對卵巢癌細胞COAV 表現(xiàn)出較好的抑制作用，IC50＝104.6 μg／mL。

Bidinotto 等［27-28］報道了香茅揮發(fā)油對BALB／c 小鼠乳腺增生性病變及乳腺腫瘤發(fā)生的影響。彗星實驗表明，香茅揮發(fā)油對甲基亞硝基脲（MNU）誘發(fā)的白細胞DNA 損傷有明顯保護作用。組織病理分析結(jié)果顯示，香茅揮發(fā)油能有效減少乳腺增生性病變的發(fā)生；通過檢測乳腺上皮細胞中Bcl-2 和Bax 的表達水平，推測香茅揮發(fā)油對乳腺的保護作用與其改善乳腺上皮細胞增殖-凋亡平衡有關(guān)。

Bao 等［29］研究了香茅多糖對S-180 荷瘤小鼠的抑瘤作用及其可能的作用機制，香茅多糖30～200 mg／（kg·d）灌胃7 d，抑瘤率分別為14.8%～37.8%。200 mg／（k·d）的香茅多糖可顯著提高小鼠胸腺、脾指數(shù)，對脾細胞增殖和分泌IL-2、IL-6、IL-12 和TNF-α 有明顯促進作用，其抑瘤作用機制可能與免疫增強作用有關(guān)。此外，Thangam 等［30］也報道了香茅酸性多糖部位對人子宮頸癌Siha 細胞及前列腺癌細胞株LNCap 的體外抑制活性，并提出其抗腫瘤機制與上調(diào)caspase-3 的表達及下調(diào)Bcl-2 基因的表達，促進細胞色素C 釋放有關(guān)。

2.4 對消化系統(tǒng)的作用 香茅在消化系統(tǒng)疾病治療方面藥用歷史悠久，現(xiàn)代藥理研究也報道了其在抗胃潰瘍、解痙、保肝等方面的作用及機制。

Fernandes 等［31］發(fā)現(xiàn)，香茅揮發(fā)油對胃潰瘍黏膜損傷具有保護作用，200 mg／kg 香茅揮發(fā)油可顯著降低無水乙醇和阿司匹林分別誘導(dǎo)的兩種小鼠胃潰瘍模型的潰瘍指數(shù)，其保護機制可能與調(diào)節(jié)內(nèi)源性前列腺素分泌有關(guān)，有望作為防治非甾體抗炎藥引起的胃黏膜損傷的保護制劑。Ortiz等［17］研究也證實，香茅揮發(fā)油主要成分檸檬醛能大大減少非甾體抗炎藥的胃腸道副作用。

Devi 等［32］觀察了香茅葉、莖、根提取物和檸檬醛對兔離體回腸平滑肌運動的影響，發(fā)現(xiàn)檸檬醛（0.061～15.6 mmol／L）及香茅提取物（0.001～1 mg／mL）能顯著抑制兔離體回腸平滑肌自發(fā)性收縮，對乙酰膽堿、氯化鉀所致腸痙攣性收縮也有顯著抑制作用，且呈劑量依賴效應(yīng)。在無鈣高鉀臺式液中，檸檬醛幾乎完全阻斷了氯化鈣引起的回腸平滑肌收縮，香茅提取物可使CaCl2累積量效曲線右移，但作用較鈣離子阻滯劑維拉帕米弱；兩者的解痙機制可能與鈣拮抗作用有關(guān)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)一氧化氮合成酶抑制劑N-硝基-L-精氨酸甲酯（L-NAME）能夠阻斷檸檬醛對回腸平滑肌收縮的抑制作用，但對香茅提取物抑制回腸平滑肌收縮作用無影響，提示香茅中存在除檸檬醛外的其它解痙活性成分。檸檬醛對苯腎上腺素預(yù)收縮的大鼠離體胸主動脈環(huán)也具有濃度依賴性舒張作用，此作用被認為與內(nèi)皮源性的舒張因子NO 及鈣通道阻滯作用有關(guān)［33］。

Koh 等［34］研究了香茅提取物對四氯化碳（CCl4）誘發(fā)大鼠急性肝損傷的影響，分別灌胃給予香茅提取物（100、200、300 mg／kg），周期為14 d，實驗?zāi)┢冢ǖ?3、14 天）使用CCl4（1.2 mL／kg 腹腔注射或空腹）建立大鼠急性肝損傷模型。結(jié)果表明，預(yù)防性給予香茅提取物能抑制CCl4致急性肝損傷大鼠血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、乳酸脫氫酶（LDH）、丙二醛（MDA）、還原型谷胱甘肽（reduced GSH）含量的變化，并能顯著增強過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）、醌還原酶（QR）、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）、谷胱甘肽還原酶（GR）、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）等一系列抗氧化酶活性，改善肝組織病理損傷，提示香茅保肝作用可能與其抗脂質(zhì)過氧化和清除自由基作用有關(guān)。

2.5 對神經(jīng)系統(tǒng)的作用 在墨西哥和巴西等國，香茅被作為一種傳統(tǒng)的鎮(zhèn)痛劑和鎮(zhèn)靜劑被廣泛應(yīng)用。大量研究表明，香茅提取物對慢性疼痛有較強作用［35］，其揮發(fā)油還具有明顯的抗焦慮效果［36］，并能有效改善癲癇癥狀［37］。進一步研究顯示，香茅揮發(fā)油抗焦慮作用與其對GABAA-丙二氮卓受體復(fù)合體的調(diào)節(jié)作用有關(guān)［38］。

Silva 等［39］研究了香茅揮發(fā)油對戊四氮、匹魯卡品及士的寧分別誘發(fā)的3 種驚厥小鼠模型的保護作用，以及對巴比妥所致睡眠時間的影響。結(jié)果表明，在戊四氮模型中，腹腔注射50、100、200 mg／kg 香茅揮發(fā)油均能顯著延長實驗小鼠的陣攣潛伏期及死亡潛伏期，而在匹魯卡品模型及士的寧模型中，只有200 mg／kg 香茅揮發(fā)油具有較好的抗驚厥效果。研究也揭示了香茅揮發(fā)油的神經(jīng)保護的機制可能與γ-氨基丁酸能神經(jīng)遞質(zhì)以及對炎癥細胞因子（如髓過氧化物酶）的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。

2.6 對心血管系統(tǒng)的作用 香茅對心血管系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在降血糖、降膽固醇等方面。香茅在南非等地被用作糖尿病治療的天然藥物之一。Boaduo 等［40］研究發(fā)現(xiàn)，香茅甲醇極性部位對α-淀粉酶有較好的抑制作用，EC50＝0.31 mg／mL。Costa 等［41］研究發(fā)現(xiàn)，100 mg／kg 香茅草揮發(fā)油連續(xù)灌胃21 d，小鼠血清總膽固醇水平相比對照組顯著降低。

此外，Gayathri 等［42］研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)防性給予200 mg／kg香茅提取物對異丙腎上腺素誘導(dǎo)大鼠心肌細胞損傷有明顯保護作用，血清、心臟生化分析和組織染色結(jié)果提示，其機制可能與清除自由基作用、減輕脂質(zhì)過氧化及增強抗氧化酶活力等有關(guān)。

2.7 對泌尿及生殖系統(tǒng)的作用 Ullah 等［43］研究了香茅提取物對慶大霉素誘導(dǎo)的雄兔腎毒性的干預(yù)作用。模型組雄兔體重顯著降低，血清尿素氮（BUN）、肌酐（Scr）和尿酸（UA）含量明顯升高，肌酐清除率降低，血清鉀、鈣水平顯著降低，尿量減少，尿蛋白水平升高，乳酸脫氫酶活性增加，且蘇木素-伊紅（HE）染色可見腎臟病理改變明顯；預(yù)防性給予200 mg／kg 香茅70%乙醇提取物3 周，上述改變得到明顯緩解。

Rahim 等［44］研究了香茅水提取物對過氧化氫誘導(dǎo)的雄性大鼠生殖系統(tǒng)氧化應(yīng)激損傷的保護作用，發(fā)現(xiàn)過氧化氫組大鼠的體質(zhì)量及睪丸、附睪重量顯著降低，GSH 水平下降，血清和睪丸組織勻漿中的MDA 水平升高，精子的生存能力、運動性、數(shù)量及正常精子的比例均顯著降低。100 mg／kg 香茅水提物治療30 d，大鼠體質(zhì)量及睪丸、附睪質(zhì)量、睪丸素及GSH 水平均顯著升高，血清和睪丸組織勻漿中的MDA 水平明顯降低，睪丸組織病理變化得到明顯改善。

2.8 其它作用

2.8.1 抗酪氨酸酶活性 酪氨酸酶（Tyrosinase）是生物體內(nèi)黑色素合成的關(guān)鍵酶，其異常過量可導(dǎo)致人體色素沉著性疾病，如雀斑、黃褐斑、老年斑等，故其抑制劑研究對于色素沉著類疾病具有重要意義［45］。Saeio 等［46］研究發(fā)現(xiàn)，香茅揮發(fā)油在考察的20 種泰國植物揮發(fā)油中具有最強的抑制酪氨酸酶活性，抑制率為（69±4）%。Masuda 等［47］研究進一步發(fā)現(xiàn)，香葉酸（3，7-二甲基-2，6-辛二烯酸）是香茅中重要的抗酪氨酸酶的活性成分，同樣位于乙酸乙酯極性部位的香葉酸正反兩種異構(gòu)體抗酪氨酸酶活性有較大差異（IC50分別為0.14、2.3 mmol／L），提示長鏈烷基取代的反式共軛羧酸是抑制酪氨酸酶活性的基本結(jié)構(gòu)單元。

2.8.2 抗貧血作用 非洲一項涉及105 名志愿者的臨床研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)飲用香茅茶30 d，志愿者血液中的血紅蛋白（Hb）、紅細胞壓積（PCV）及紅細胞（RBC）均顯著升高，中性粒細胞、淋巴細胞顯著升高，而白細胞顯著下降，表明香茅茶具有促進紅細胞生成作用，在預(yù)防和治療貧血癥上有一定價值，這可能與其含有單寧、皂苷、生物堿、黃酮等活性成分的作用有關(guān)［48］。

2.8.3 抗過敏作用 Mitoshi 等［49］通過對20 種植物揮發(fā)油的體外抗過敏研究發(fā)現(xiàn)，香茅揮發(fā)油對大鼠嗜堿性白血病細胞株RBL-2H3 的抗過敏作用最強，能顯著降低β-氨基己糖苷酶的釋放率；進一步實驗表明，香茅揮發(fā)油中兩種主要活性成分——檸檬醛及反式檸檬醛，能抑制免疫球蛋白E 誘發(fā)的小鼠皮膚過敏反應(yīng)，效果與香茅揮發(fā)油相似。

2.8.4 抗氧化作用 研究發(fā)現(xiàn)香茅提取物能顯著增強超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含有量，減少活性氧自由基（ROS）的生成，顯著降低丙二醛（MDA）含有量［50］。

3 毒性研究

香茅揮發(fā)油小鼠經(jīng)口半數(shù)致死劑量（LD50）約為3 500 mg／kg，在100 mg／kg 劑量范圍內(nèi)無明顯的蓄積毒性和遺傳毒性；組織病理研究也未發(fā)現(xiàn)其對腦、心、肝、肺、胃、脾、膀胱等臟器的損害［31］。香茅揮發(fā)油對正常人外周血單核細胞（PBMCs）未顯示細胞毒性［51］。

4 結(jié)語

香茅具有悠久的民族傳統(tǒng)藥用歷史。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，香茅提取物在抗氧化應(yīng)激、抑菌、抗炎及免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)疾病方面顯示出較好的藥理活性，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外關(guān)于香茅提取物的藥理研究現(xiàn)多集中于其揮發(fā)油、總多酚及總多糖部位，而活性成分的藥理研究報道尚限于檸檬醛等幾種含量較高的成分。此外，到目前為止，香茅及其活性成分的藥理研究大多還處于現(xiàn)象研究階段，具體作用機制及藥代動力學(xué)性質(zhì)的研究還極其不足，臨床治療資源更是匱乏。因此，開展香茅藥效學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)、有效成分構(gòu)效關(guān)系、作用機制、藥代動力學(xué)及在臨床疾病中的應(yīng)用研究，對推動香茅藥用價值研究與綜合開發(fā)具有重要意義。