王 琪,靳淑委,楊軍艷,王 昭
(1.石家莊科技信息職業(yè)學院 制藥與工程學院,河北石家莊 050090;2.石家莊理工職業(yè)學院 健康管理學院,河北石家莊 050228;3.石家莊工程職業(yè)學院 醫(yī)學系,河北石家莊 050000;4.石家莊市應急管理局安全科學技術中心,河北石家莊 050000)
幾個世紀以來,中草藥被廣泛用于治療各種疾病。淫羊藿的地上部分長期以來被用于增強生殖功能和骨骼系統(tǒng)。根據中國藥典的記載,淫羊藿共有5種,被證明是一種可以有效治療心血管疾病、骨質疏松癥,改善性功能和神經功能的藥物(趙文靜等,2016),其功效與抗氧化成分高度相關。因此,有必要確定淫羊藿的有效抗氧化成分,這對開發(fā)有效預防和治療危及人和動物生命相關疾病的藥物具有重要意義。
高活性自由基是呼吸過程中不耦合電子流的副產物,會迅速攻擊附近細胞中的分子,破壞脂質、蛋白質和DNA,導致細胞膜損傷、蛋白質修飾和DNA損傷,并與衰老過程和退化性疾?。ㄈ绨┌Y和心臟病)高度相關(Pietta,2000)。人體內源性的抗氧化酶(如超氧化物歧化酶)可以阻止自由基的積累,但這種保護遠遠不夠。來自草本植物的抗氧化劑可以提供額外的能量來增強機體對抗自由基的能力。類黃酮是由苯丙氨酸和酪氨酸等芳香族氨基酸組成的,通過增加自由基代謝酶水平起抗氧化作用,并通過類黃酮供電子基團起到抗氧化劑的作用(孫艷梅等,2003)。淫羊藿的主要成分是黃酮類化合物,因此,本文將重點論述淫羊藿及其成分的藥理研究進展。
淫羊藿總黃酮中,淫羊藿苷(圖1)被認為是主要的藥理活性成分,并被進一步提取進行了詳細的研究(劉雪花,2009)。此外,淫羊藿所含的多糖和維生素C等其他成分也具有一定的抗氧化能力。
2.1 總黃酮 淫羊藿中總黃酮含量隨品種、產地或采收時間的不同而不同。據報道,從淫羊藿中可以分離到60多種不同的黃酮類化合物。國內學者對淫羊藿中黃酮類化合物含量進行深入研究。周政政等(2010)報道了不同品種淫羊藿中總黃酮含量,其中最大含量為29.72~82.63 mg/g,總黃酮的含量根據淫羊藿的種類及來源而定。
王慧(2010)報道,黃酮類化合物可抑制小鼠慢性和急性炎癥反應,巴豆油致小鼠耳部水腫、肉芽腫,醋酸致小鼠血管通透性增高,角叉菜膠致小鼠足后水腫等炎性病變均可被黃酮類化合物顯著抑制。黃酮類化合物對佐劑性關節(jié)炎的原發(fā)性和繼發(fā)性炎癥也有抑制作用,這種抗炎能力與黃酮類化合物的抗氧化能力有關。此外,黃酮類化合物能顯著抑制前列腺素E和脂質過氧化代謝產物丙二醛的生成,并能增強小鼠紅細胞中自由基清除酶、過氧化氫酶的活性。黃酮類化合物對雙氧水誘導的心肌細胞損傷具有保護作用,黃秀蘭等(2006)從新生大鼠中分離出心肌細胞進行體外培養(yǎng),采用MTT法研究了雙氧水和黃酮類化合物對心肌細胞增殖的影響。流式細胞儀檢測心肌細胞凋亡,透射電鏡觀察細胞形態(tài)學變化。雙氧水處理可使心肌細胞增殖受到劑量依賴性抑制,并改變心肌細胞的核碎裂等超微結構。雙氧水處理后12 h凋亡率為(23.94±3.52)%,顯著高于對照組(1.98±1.22)%。黃酮類化合物處理后可逆轉心肌細胞凋亡作用,分別為100、200和400 mg/L [(15.12±3.01)%、(9.38±3.14)% 和(4.49±0.52%)]。另一個動物試驗也說明了黃酮類化合物在急性心肌缺氧時對心臟的保護作用,Yin等(2008)記錄小鼠常壓下心臟耗氧的平均存活時間和耗氧能力,并測量夾住氣管后心電圖體征消失的時間,結果發(fā)現,試驗前給予黃酮類化合物可延長平均生存時間,縮短心電圖消失時間。
2.2 淫羊藿苷 淫羊藿苷是一種黃酮類化合物,分子式為C33H40O15,分子量為676.67,是淫羊藿中主要的生物活性成分,廣泛存在于淫羊藿植物中。1935年日本研究人員從大花杓蘭中發(fā)現的淫羊藿苷,其在淫羊藿中的含量已被不同的研究報道。與總黃酮化合物一樣,淫羊藿苷的含量也因物種和來源的不同而不同。Chen等(2008)分析了9種植物中淫羊藿苷的含量,發(fā)現其含量為0~2.732%,其中柔毛淫羊藿中淫羊藿苷含量最高,而黔嶺淫羊藿中淫羊藿苷含量為0。同時報道了17種植物的類黃酮含量,其中淫羊藿苷含量為0~14.24 mg/g。上述研究結果表明,某些類型的淫羊藿植物可以作為更好的草藥制劑。
2.2.1 淫羊藿苷對DNA氧化損傷的抗氧化作用淫羊藿苷以濃度依賴的方式保護DNA免受自由基誘導的氧化損傷。可以通過羰基化合物與硫代巴比妥酸反應形成硫代巴比妥酸反應物質(TBARS)來測定DNA的氧化損傷程度。
2.2.2 淫羊藿苷對自由基誘導的低密度脂蛋白和細胞膜多不飽和脂肪酸過氧化的抗氧化作用 淫羊藿苷保護紅細胞膜中的多不飽和脂肪酸,防止紅細胞溶血。紅細胞膜含有豐富的多飽和脂肪酸,易被水溶性偶氮化合物2,2’ -偶氮(2-氨基丙烷鹽酸鹽)分解產生的自由基過氧化,而過氧化程度可由紅細胞外的血紅蛋白濃度來測定。劉雪花(2009)研究發(fā)現,淫羊藿苷劑量依賴性地保護紅細胞不受自由基過氧化作用的影響,這是由于結構類似物在碳5位置存在羥基,具有抗氧化活性。
2.2.3 淫羊藿苷對雙氧水誘導的血管內皮細胞氧化損傷的抗氧化作用 淫羊藿苷可降低內皮細胞氧化損傷程度。缺血/缺氧、再灌注及炎癥引起的氧化損傷可導致心臟及內皮細胞凋亡,這種內皮細胞的凋亡會破壞內皮單層的完整性,而內皮單層對防止血管滲漏和動脈粥樣硬化的形成至關重要(Aoki等,2001)。Wang和 Huang(2005)在這一項試驗中發(fā)現,用750/L的雙氧水處理18 h顯著降低了人臍靜脈Ecv-304內皮細胞的生存能力,誘導凋亡特性,如不同的形態(tài)學改變和增加半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3的表達,而淫羊藿苷處理以劑量依賴的方式逆轉損傷和凋亡,使胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3的表達降低。
2.2.4 淫羊藿苷對β-淀粉樣蛋白的神經毒性抗氧化作用 淫羊藿苷可以抑制β-淀粉樣蛋白引起的神經毒性,后者是一種神經毒素,與阿爾茨海默病的發(fā)病機理相關,它進入線粒體,誘導活性氧的產生,隨后自由基攻擊蛋白質、DNA、RNA和脂質,最終導致神經元死亡(Pratico,2008)。Nie等(2010)利用水迷宮測試動物的空間學習記憶能力,結果發(fā)現,與注射β-淀粉樣蛋白的陽性對照組相比,淫羊藿苷處理組顯著減少小鼠逃避延遲的時間和搜索距離,同時還增加了搜索時間和搜索距離。通過免疫組織化學和實時熒光定量PCR分析發(fā)現,淫羊藿苷顯著降低了海馬體中β-淀粉樣蛋白含量及β-分泌酶的mRNA表達水平,后者是合成β-淀粉樣蛋白前體肽的關鍵酶。同時,用淫羊藿苷處理時,超氧化物歧化酶-2的mRNA水平升高。Sha等(2009)也開展了一項試驗,揭示了淫羊藿苷通過上調可卡因和安非他命調控的轉錄來對β-淀粉樣蛋白神經毒性的防護能力,作者認為,這種上調依賴于絲裂原激活的蛋白激酶/細胞外信號調節(jié)激酶(MAPK/ERK)通路。在用β-淀粉樣蛋白預處理的神經元細胞中,可卡因和安非他命調控的mRNA、蛋白質轉錄和翻譯水平均得到上調,這種誘導和保護作用被細胞外信號調節(jié)的激酶抑制,被可卡因和安非他命調控的mRNA干擾,該試驗后續(xù)進一步探討了淫羊藿苷的神經保護作用機制和途徑。淫羊藿苷通過抗氧化作用及對循環(huán)系統(tǒng)和膽堿能系統(tǒng)的作用,可以保護慢性腦缺血引起的認知功能障礙,抑制小膠質細胞中活性氧、一氧化氮、前列腺素E的釋放和促炎細胞因子mRNA的表達(Zeng等,2010)。
2.3 多糖 淫羊藿多糖由甘露糖、葡萄糖、6-脫氧甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸等單糖組成。不同產地的淫羊藿多糖含量不同,從18.64%到31.11%不等(付亮等,2012)。
淫羊藿多糖的抗氧化作用:通過增加細胞內清除自由基關鍵酶活性來增強細胞抗氧化能力。有研究發(fā)現,多糖有助于降低老年大鼠血清和肝臟過氧化物和心肌脂褐素的含量,這兩個參數反映了脂質氧化水平,心肌中脂褐素水平越高,表明脂質氧化水平越高。同時發(fā)現添加淫羊藿多糖后,超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性顯著升高(Zeng等,2010)。
2.4 維生素C 長期以來,維生素C被認為是一種有效的天然抗氧化劑,因為它具有供電子的特性。Padayatty等(2003)在體外實驗中研究了維生素C的抗氧化特性。維生素C是淫羊藿的重要成分,對淫羊藿的抗氧化性能有重要作用。用紫外分光光度法測定淫羊藿中維生素C含量,然后1.0%鹽酸溶液用于提取淫羊藿葉片中的維生素C。在不同來源的淫羊藿栽培樣品中發(fā)現維生素C含量存在差異。維生素C在臨床研究中已被證明可以預防威脅生命的壞血病。體外實驗研究表明,維生素C在維持內皮細胞控制正常血管舒張機制、降低血壓和增強胃腸道鐵吸收中具有重要作用。維生素C作為一種抗氧化劑在淫羊藿中的作用還有待進一步研究。
除了上述提到的淫羊藿作用外,從淫羊藿中提取的黃酮類化合物還可以預防絕經后婦女的骨質流失(Zhang等,2007)。淫羊藿中的黃酮類化合物增加了調節(jié)成骨前體細胞分化和成熟成骨細胞活性的核心結合因子-1的表達(Qian等,2006)。淫羊藿水提取物可以降低血清總膽固醇和甘油三酯水平,提高絕經后婦女血中雌二醇水平(Yan等,2008)。
大量研究表明,淫羊藿中的黃酮類化合物可以增加抗氧化酶活性,抑制脂質過氧化產物的產生,同時還能降低雙氧水誘導的心肌細胞損傷,在急性心肌缺氧時對心臟有保護作用。淫羊藿苷作為一種重要的生物活性成分,可以防止自由基對DNA的損傷和多不飽和脂肪酸的過氧化。可能會基于淫羊藿在體內和體外研究的藥理機制對其做進一步臨床應用。此外,與氧化應激相關的疾病也可以作為進一步研究方向。