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山楂的化学成分及药理作用研究进展

2021-07-05张祺嘉钰赵佩媛赵重博宋艺君吴建华

西北药学杂志 2021年3期
关键词:有机酸花青素黄酮

张祺嘉钰,赵佩媛,孙 静,赵重博,宋艺君,吴建华*

(1.陕西中医药大学,咸阳 712046;2.陕西省中医药管理局中药炮制学重点学科,咸阳 712046)

山楂为蔷薇科植物山里红(CrataeguspinnatifidaBge.var.major N.E.Br.)或山楂(CrataeguspinnatifidaBge.)的干燥成熟果实[1-2]。山楂味酸、甘,性微温[3-4];入脾、胃、肝经[5-6],具有消食健胃、行气散瘀和化浊降脂的功效[7-8],为消食导积要药[9]。通过对山楂的化学成分及药理作用的研究发现,山楂可抑菌、抗肿瘤、保护人血管内皮细胞,尤其是对心血管疾病的治疗疗效显著[10-12]。为便于今后对山楂进行深入系统地研究,本文就山楂的化学成分和药理作用等研究进行综述。

1 化学成分

山楂果、山楂叶和山楂花中都含有许多化学成分,例如:黄酮类化合物(山楂果中为0.1%~1.0%,山楂叶和山楂花中为1%~2%)[13-16];有机酸类化合物(2%~6%);低聚原花青素(OPC,山楂果或山楂叶中为1%~3%);三萜酸(山楂果中为0.5%~1.4%);14种固醇和痕量的心脏活性胺[17-18]。其中总黄酮和有机酸是山楂中含量最多的化学成分,总黄酮和低聚原花青素是山楂中的两大类生物活性成分[19-20],许多山楂制剂都根据其总黄酮和低聚原花青素的含量进行了标准化[21]。

1.1黄酮类化合物 类黄酮是山楂中含量最多、作用最广的一类化合物。在结构上,黄酮由2个六元芳香环组成,这些芳香环通过三碳链连接在一起,并且可能环化形成第三环。这取决于三碳连接链上B环键的位置(碳2、3或4位)或连接链的化学性质(例如双键的存在或不存在,是否环化等),类黄酮可进一步细分为几类,如黄酮、黄酮醇、黄烷酮、黄烷、花青素、异黄酮和查耳酮等[22]。

1.1.1黄烷-3-醇 黄烷-3-醇类化合物在B环上含有邻苯二酚官能团,是迄今为止已知的最常见的类黄酮之一。基于C-2和C-3手性中心,可能有4种立体异构体,分别为(±)-儿茶素和(±)-表秋红素。所有这些形式,无论是单独存在还是作为复杂结构组件的一部分,都已在独生梭菌中被发现。作为一种单体,(±)-儿茶素在植物中大量存在,也是细胞悬浮培养物的主要成分之一[22]。

1.1.2原花青素 原花青素是山楂中常见的黄酮类化合物。它们在山楂中以(+)-儿茶素和(-)-表儿茶素的聚合二聚体、三聚体或四聚体形式存在,通过4-6或4-8键连接。原花青素有抗氧化、抗菌、抗动脉粥样硬化和抗癌活性。这些化合物还介导炎症机制,包括使前列腺素E2 (PGE2)、白三烯B4和血栓烷A2减少,从而抑制白细胞的流入,调节毛细血管的应变能力[23]。

1.1.3黄酮和黄酮醇 山楂中的槲皮素、8-甲氧基山柰酚是主要的黄酮醇苷元,金丝桃苷、异槲皮苷和芦丁是主要的黄酮醇苷。在山楂果某些品种中未发现芦丁。除了上述糖苷外,还包括山柰酚-3-O-新戊二糖苷、高倍苷(槲皮素-3-O-半乳糖苷)、芦丁(槲皮素-3-O-芸香糖苷)、槲皮素-3-O-鼠李糖半乳糖苷、六倍体磷脂-3-O-糖苷、六倍体磷脂-3-O-新橙皮苷和六倍体磷脂3-O-(6-O-丙二酰基 )-β-D-葡萄糖苷[24]。

1.2有机酸类化合物 在山楂的有效成分中,有机酸的含量仅次于黄酮类化合物,高达4.1%。山楂中的有机酸主要包括酚酸和其他有机酸。酚酸包括苯甲酸、对羟基苯甲酸、没食子酸、原儿茶酸、茴香酸、香草酸、丁香酸和龙胆酸等。其他有机酸包括苹果酸、柠檬酸、奎尼酸、丙酮酸、酒石酸、琥珀酸、富马酸、抗坏血酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸等[25]。

在一项研究中[26],在山楂不同品种中共检测到5种不同的有机酸(苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和富马酸)。尽管没有统计比较,但在所有物种中,柠檬酸、苹果酸和琥珀酸的含量似乎都高于酒石酸和富马酸[27]。

1.3三萜类化合物 20世纪60年代对山楂首次研究就分离并鉴定了三萜类化合物及其衍生物。这些三萜类化合物分为四环三萜类和五环三萜类,例如熊果酸、2α,3β,19α-三羟基熊果酸、去甲酚酸、库纳他醇、环戊烯醇、丁香酚、齐墩果酸、丁草酚、24-亚甲基-24-二氢羊毛甾醇等[25]。

1.4糖类化合物 果糖和葡萄糖被确定为山楂所有基因型中的主要糖,其含量因山楂种类的不同而显著变化。山楂中的果糖属于东方隐球菌的基因型果糖[26]。

1.5含氮化合物 迄今为止,从山楂叶中分离出了12种含氮化合物。到1990年为止,分离出的含氮化合物有异丁胺、乙胺、二甲胺、三甲胺、异戊胺、乙醇胺、胆碱、乙酰胆碱、亚精胺、酪胺和苯乙胺等[25]。

1.6类固醇 迄今为止,从山楂中共分离出了4种类固醇[25]。在1997年,从山楂茎和山楂叶中分离出了24-亚甲基-24-二氢羊毛甾醇[28]。之后,从山楂果实中分离出β-谷甾醇、β-豆甾醇和豆甾醇[29]。

1.7其他类 山楂中还含有许多其他化合物,比如果胶、微量元素和甾体类等。

2 药理作用

长期以来,山楂(山楂属物种)在传统中药和欧洲草药疗法中被认为是一种消化性强心药。研究表明,山楂具有广泛的药理活性,尤其是在心血管系统方面,包括强心、抗心律不齐、降压、降血脂和抗氧化活性[21,30]。这些药理活性主要归因于其总黄酮和原花青素成分。目前山楂被广泛用于治疗心力衰竭、动脉粥样硬化、高血压和消化不良等[21]。

2.1心脑血管系统

2.1.1降压作用 山楂中的原花青素是降压作用的主要成分,当长期对各种动物静脉内施用黄酮类、低聚原花青素和三萜酸提取物时,可观察到麻醉动物呈剂量依赖性低血压,其降压作用主要是由外周血管舒张所导致的[21]。

2.1.2抗心肌缺血和再灌注损伤作用 从山楂叶中分离出的总黄酮能够减少心律失常的程度,减少缺血和缺氧导致的心肌损伤后乳酸脱氢酶(LDH)的爆发量。除此之外,总类黄酮能增强内源性氧气,清除系统并减少脂质过氧化,表明其具有缓解心肌缺血作用[31]。

2.1.3脂质调节和抗动脉粥样硬化作用 在高胆固醇兔模型中,山楂叶中的总黄酮明显降低了血清总胆固醇(TC)和三酰甘油(TG)水平[32]。质量浓度为50 μg·mL-1的梭状芽孢杆菌总黄酮能够促进前脂肪细胞的增殖,但抑制其分化[33]。另外,山楂中的总黄酮以剂量依赖的方式抑制瘦素和血浆纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)的成熟脂肪细胞分泌[24]。

2.2消化系统

2.2.1对胃肠道的作用 山楂醇提液对刺激大鼠的胃平滑肌有双向调节作用,在收缩状态下收缩或舒张,可以提高其活性。对活动亢进的兔十二指肠平滑肌有抑制效果,能轻微提高松弛大鼠胃平滑肌的收缩,说明山楂对消化道功能障碍有很强的调节作用,可以增强脾脏功能,排出食物[34]。

2.2.2促进消化酶的分泌 山楂中富含维生素C、维生素B2、胡萝卜素和各种有机酸,可以增强消化酶的分泌和胃内酶的活性。研究表明,淀粉酶可以增强脂肪酶的活性,脂肪酶的活性可以直接帮助消化脂肪食品,而梭状芽孢杆菌的蛋白酶激动剂可以增强蛋白酶的活性[23]。有机酸能够增强小鼠的胃肠运动,并可拮抗阿托品引起的肠平滑肌松弛[24]。

2.3降糖作用 山楂叶的总黄酮有可能降低糖尿病小白鼠的血糖值,这取决于用量。有研究表明,山楂叶总黄酮在大鼠空腹时会降低胰岛素值和胰岛素抵抗指数。此外,山楂果提取物还可促进2型糖尿病小鼠肝脏中腺苷酸活性化蛋白酶的氧化,降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的表达和葡萄糖的生成,从而达到降血糖的目的[21]。

2.4抗菌抗炎作用 山楂中梭状芽孢杆菌的提取物可以抑制各种杆菌和球菌,例如连翘杆菌、宋氏杆菌、炭疽杆菌、白喉棒状杆菌和溶血链球菌等[21]。Yang B等[24]研究了梭状芽孢杆菌叶中乙醇提取物对二甲苯引起的小鼠耳朵炎症的抑制作用,结果表明,梭状芽孢杆菌的乙醇提取物具有一定的抗炎作用。

2.5免疫调节作用 从山楂中分离得到的谷固醇能显著增加白细胞计数并且增强巨噬细胞的吞噬活性,并对环磷酰胺(CTX)诱导的免疫抑制模型小鼠的脾脏和淋巴细胞产生影响。确认从山楂中提取的多糖能够增强脾脏、胸腺和巨噬细胞的吞噬活性,促进小鼠溶血素和溶血斑的形成[24]。

2.6抗氧化作用 在一些体外研究中,山楂果、山楂叶或山楂花的各种山楂提取物均具有抗氧化活性,可能与低聚原花青素和总黄酮有关,因为单独的低聚原花青素和总黄酮(例如表儿茶素、芦丁和异槲皮素)对人的低密度脂蛋白(LDL)均有很强的抑制作用。在各种体内研究中,发现醇提物可以对实验性动脉粥样硬化大鼠的氧化应激产生保护作用。该提取物可防止脂质过氧化的增加和降低肝脏、主动脉和心脏组织中的谷胱甘肽含量和α-生育酚含量。它还使高脂血症大鼠或小鼠的肝脏、主动脉和心脏组织中抗氧化酶的水平正常化,使超氧化物歧化酶(SOD)的活性增加[24]。

2.7不良反应 在治疗剂量范围内,与山楂提取物有关的不良反应通常较轻且可以忍受。这些症状包括皮疹、出汗、头痛、头晕、眩晕、躁动、嗜睡和胃肠道症状。在动物研究中,较大剂量时会引起镇静、低血压和心律不齐。结果表明,山楂可为患者提供安全且可耐受的治疗,当患者患有心血管疾病,尤其是年龄较大或伴有全身性疾病时,应该更加注意任何的不良反应[35]。

3 结语

目前,从山楂中分离并鉴定的化学成分包括总黄酮类、有机酸类、低聚原花青素类、三萜酸类及14种固醇和痕量的心脏活性胺等。现代药理研究结果显示,山楂具有降压、降糖、免疫调节、抗氧化、抗菌抗炎等多种作用。现阶段对山楂的研究取得了较大进展,为了更好地开发和利用该药材,还需进一步深入研究。作为药食同源的山楂,资源丰富、广泛应用潜力大,应深入研究[36],发掘潜在的实用价值,充分利用我国的山楂资源。

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