黄芩药理作用研究进展
2010-02-09史雪靖
史雪靖
(河北省滦南县医院,河北 滦南 635000)
黄芩为唇形科草本植物黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)的干燥根,始载于《神农本草经》,性寒、味苦,归肺、脾、肝、胆、大肠、小肠经,有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎之功效[1]。临床上广泛用于肺热、肠炎痢疾、黄疸及化脓性感染等症。经研究证实,黄芩有效成分主要是黄酮类化合物,包括黄芩苷元(baicalein)、黄芩苷(baicalin)、千层纸素(oroxylin-A)、千层纸素A-7-O-葡萄糖醛酸苷(oroxylin-A-7-O-glucuronide)、白杨黄素(chrysin)、汉黄芩素(wogonin)、汉黄芩苷(wogono-side)、黄芩新素Ⅰ、Ⅱ(skullcapflavone)、二氢黄芩苷(dihydroba-icalin)等。现代科学研究证实,黄芩具有多种药理作用,主要作用为抗菌、抗病毒、抗氧化、抗炎及抗肿瘤、阻止钙离子通道,并对免疫、心脑血管等系统有保护作用。近年来,对黄芩水煎液和总提物的药理作用研究亦取得了较大进展[2]。本文旨在介绍近年来黄芩药理作用的研究现状,为黄芩的实验研究及临床的合理应用提供思路和依据。
1 抗菌抗病毒作用
黄芩抗菌范围较广,其中对金葡菌、绿脓杆菌的抑制作用最强,且对钩端螺旋体也有一定的抑制作用。黄芩煎剂、水浸出液对甲型流感病毒PR8株以及亚洲甲型均有抑制作用。国内学者在探讨多种中药对产β-内酰胺酶大肠埃希菌的敏感性研究中,认为黄芩抑菌效果最好[3]。
黄芩对多种病毒有抑制作用。近年来,已有文献报道,黄芩素和黄芩苷具有抗流感病毒(AIV)、鼠白血病病毒(MLV)和艾滋病病毒(HIV-1)等的抗病毒活性。黄芩苷在低于细胞毒浓度时可以抑制T细胞和HIV-1型Env蛋白,在HIV-1被吸附之处,可以阻止其复制,其作用机制和主要环节在于干扰HIV-1攻击靶细胞。Wang Q等[4]在对比黄芩苷与黄芩苷-锌复合物(BA-Zn)的抗HIV-1活性试验时发现,BA-Zn较黄芩苷具有较低的细胞毒性和较高的抗HIV-1 活性。孙氏等[5,6]报道,黄芩素具有一定的抗HIV活性,可通过Mannich反应在黄芩素8位引入甲胺类取代基或用苄基取代6位羟基获得一系列具有较强的抑制蛋白激酶C(PKC)和抑制HIV活性的衍生物。张氏等[7]报道,黄芩茎叶提取物具有直接抗柯萨奇病毒(CVB3)作用,能增强Hela细胞抗CVB3的攻击,干扰猪生殖和呼吸系统综合征病毒(PRRSV)在Marc145细胞中增殖。
2 抗炎作用
从对黄芩抗炎作用的研究报道发现,大多研究者对黄芩中提取的有效单体黄芩苷进行了研究,具有涉及范围广、多角度的特点,分别从抗炎机理、体内动力学参数[8]、不同感染模型中化学物质测定、不同菌群等方面揭示了众多作用环节。用高效液相色谱法(HPLC)、放射免疫分析法(RIA)和荧光分光光度法测定黄芩苷对大鼠腹腔白细胞内白三烯(LTs)、环磷酸腺苷(cAMP)和细胞内游离钙水平的影响,显示出黄芩苷可显著抑制细胞内白三烯B4、白三烯C4的生物合成,还可显著抑制人工三肽(fMLP)激发的白细胞内Ca2+升高,并促进细胞内cAMP水平提高,表明黄芩苷可显著影响白细胞的多种功能,并揭示了其抗炎作用机理[9]。在大鼠脑水肿形成前后检测了脑组织谷氨酸(Glu)与γ-氨基丁酸(GABA)、核因子-κB(NF-κB)与靶基因DNA的结合活性,并检测IκBα表达及黄芩苷的影响,显示黄芩苷对感染性大鼠脑水肿有保护作用[10]。用一定浓度的黄芩苷溶液对眼科常见11种病原菌的体外抑菌实验表明,黄芩苷对临床眼科常见的多种细菌均有不同程度的抑菌作用[11]。
3 抗癌
黄芩抗肿瘤作用的研究涉及到不同的肿瘤模型,有关报道从免疫、酶活性、对瘤细胞的抑制等方面探讨黄芩中有效成分的作用。顾氏等[12]采用不同浓度的黄芩苷处理细胞后,用流式细胞仪检测前列腺癌细胞DU145的凋亡率,免疫组织化学染色检测凋亡相关蛋白的表达。结果表明,黄芩苷能诱导前列腺癌细胞凋亡,并明显抑制癌细胞增殖,具有直接抗肿瘤作用。许多研究证实,黄芩苷对胃癌、肝癌、肺腺癌细胞的凋亡存在诱导作用,但目前尚不清楚诱导的作用机制。另外,Scheck等[13]研究发现,黄芩苷还可抑制原发或继发恶性胶质瘤细胞增殖,可辅助其他化学治疗药物进行抗癌治疗。
4 抗氧化、清除自由基作用
黄芩成分具有抗氧化作用。如黄芩素可预防氢过氧化物酶、超氧化物阴离子等氧自由基引起的成纤维细胞的损伤,通过形成铁螯合物抑制大鼠脑皮质线粒体脂质过氧化,使细胞免受H2O2诱导的损伤。黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、汉黄芩苷4种黄酮成分,都能抑制不同体系诱导的线粒体氧化损伤,其中黄芩素在各项测定中效果最好[14]。刘氏的试验也表明[15],黄芩素和黄芩苷具有很强的清除氧自由基的作用。当黄芩苷与细胞共同培养时,黄芩苷不能减轻H2O2引起的DNA的损伤,但能加速损伤的修复[16]。
刘氏等[17]分析了4种黄芩黄酮成分清除二苯基苦味肼(DPPH)自由基活性作用的强弱。结果,黄芩苷的作用最强,汉黄芩苷和汉黄芩素未见活性,虽然黄芩素也有清除DPPH自由基的活性,但其含量与黄芩苷相比几乎可以忽略,认为黄芩清除自由基活性与黄芩苷的含量直接相关,因此建议将测定清除DPPH自由基活性作为控制黄芩品质的手段之一。通过电子自旋共振(ESR)法和自旋捕获技术研究表明,黄芩素和黄芩苷对羟自由基、超氧阴离子自由基、烷过氧自由基及DPPH自由基有较强的清除作用,而汉黄芩素和汉黄芩苷在测定浓度范围内对上述自由基作用较弱或无明显的清除作用。其原因是黄芩素和黄芩苷结构中含有邻二酚结构[18]。
5 对免疫功能的影响
巨噬细胞在抗感染免疫、抗肿瘤免疫和免疫应答等方面起着非常重要的作用,黄芩苷体内试验表明,它对小鼠腹腔巨噬细胞具有双向调节作用,低剂量可显著增加巨噬细胞吞噬中性红和溶菌酶含量,高剂量则起抑制作用[19]。王氏[20]观察黄芩苷对小鼠红细胞-C3b受体花环实验,证实黄芩苷对小鼠红细胞-C3b受体花环形成的促进作用是该药对红细胞膜上的相应位点的直接作用,可能是通过直接影响红细胞膜上的CR1受体结构改变所引起。
马氏[21]等试验了不同黄芩成分对孕鼠免疫功能的影响,黄芩成分对母体免疫功能有一定调节作用,其中黄芩苷可降低Thl型细胞因子含量,提高孕酮的含量,具有一定的保胎作用。
朱氏等观察SBM体外对淋巴细胞增殖、IL-1合成的影响;观察给药后对佐剂性关节炎大鼠原发性及继发性病变、免疫功能及对甲醛诱导足肿胀、醋酸诱导腹腔渗出的影响,结果表明,SBM可通过抑制免疫细胞的功能及促炎因子的产生发挥抗炎作用[22]。
6 对缺血再灌注损伤的保护作用
缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)发病机制中,自由基的作用和细胞内钙超载是其发病的两个重要环节。再灌注损伤后机体通过多种途径产生的自由基对细胞的各种成分(膜磷脂、蛋白、核酸)造成损伤。通过结扎大鼠左冠状动脉前降支复制心肌缺血再灌注模型。黄芩苷于冠状动脉结扎前10min静脉注射后,左心室插管测定缺血再灌注大鼠左心室功能的变化,其结果表明,黄芩苷对心肌缺血再灌注损伤大鼠左心室功能具有保护作用[23]。经股静脉注射黄芩苷能显著降低缺血再灌注模型大鼠心肌的脂质过氧化物丙二醛(MDA)的含量,升高组织内的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,提示黄芩苷对再灌注损伤的心肌有保护作用,其机制可能与抗氧自由基引起的脂质过氧化反应有关[24]。
另一方面缺血再灌注损伤时细胞内的钙离子超载既是损害的结果,又是造成细胞进一步损害的重要原因。在神经胶质瘤大鼠模型的研究中发现,黄芩苷能明显降低由去甲肾上腺素(NE)诱导的神经胶质瘤细胞内高钙离子浓度水平,且作用的强弱存在效应剂量关系。进一步研究还发现,黄芩苷的降钙机制可能与降低细胞膜磷脂酶C的活性有关[25]。在对大鼠心肌缺血再灌注时,黄芩苷可通过抑制心肌细胞凋亡和炎性细胞浸润而保护缺血再灌注心肌[26]。
7 结语
黄芩作为传统中药,其生理活性是多方面的。上述国内外的大量研究结果表明,黄芩具有抗炎、抗病毒、抗氧化、清除自由基、调节免疫系统、抗癌等多方面的药理作用。因此,我们除利用其传统的清热解毒功能、抗菌消炎外,还可利用其抗氧化功能作为心血管疾病的治疗药物,其应用前景是非常广阔的。
[1]王立娟,赵园园,张玉荣.中药黄芩的研究概况[J].中国科技信息,2009(15):226-228.
[2]Kowalczyk E,Krzesifiski P,Kura M,et a1.Pharmacological effects off lavonoids from Scutellaria baicalensis[J].Przgel Lek,2006,63(2):95-96.
[3]栾耀芳,张凤花,吴国英.等.黄芩8种中药对产β-内酰胺酶大肠埃希菌的敏感性研究[J].山东中医杂志,2005,24(10):629-631.
[4]Wang Q,Wang YT.Zinc coupling potentiateanti-HIV-1activity of baicalin[J].Biochem Biophys Res Commun,2004,324(2):605-610.
[5]孙逊,胡昌奇,黄晓东,等.黄芩苷元的Mannich反应[J].有机化学,2003,3(1):812-851.
[6]胡昌奇,孙逊,黄晓东,等.黄芩素82位取代的甲胺类衍生物及其制备方法[J].中国医药,2003,20(7):20-21.
[7]张风英,高玉峰,宋鸿儒.黄芩茎叶提取物与生脉饮抗柯萨奇病毒B3 的体外研究[J].天津医药,2005,33(11):716-718.
[8]李新中,陈萱,杨于嘉,等.黄芩甙在家兔感染性脑水肿模型中的药代动力学研究[J].中国药学杂志,1999,34(2):107-109.
[9]侯艳宁,朱秀媛,程桂芳,等.黄芩甙的抗炎机理[J].药学学报,2000,35(3):161-164.
[10]尹飞,杨于嘉,虞佩兰,等.大鼠脑水肿脑组织谷氨酸与γ-氨基丁酸的改变及黄芩甙对其影响[J].中国中西医结合杂志,2000,20(7):524-526.
[11]程国强,冯年平,唐琦文,等.黄芩甙对眼科常见病原菌的体外抗菌作用[J].中国医院药学杂志,2001,21(6):384-385.
[12]顾正勤,孙颖浩,许传亮,等.黄芩苷诱导前列腺癌细胞株DU145凋亡的体外研究[J].中国中药杂志,2005,30(1):63-66.
[13]Scheck AC,Perry K,Hank NC,et al.Antieancer activity of extracts derived from themature roots of Scutellaria bacalensis on human malignant brain tumor cells[J].BMC ComplementAtern Med,2006,16(6):27-29.
[14]高中洪,黄开勋,卞曙光,等.黄芩黄酮对自由基引起的大鼠脑线粒体损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2000,16(1):81-83.
[15]刘桦,吴晓冬,王红兰,等.黄芩苷对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用[J].中国药理学通报,2002,18(2):198-200.
[16]Xin CH,Hiroshi N,Tetsuya K.Baicalin Promoted the Repair of DNA Single Strand Breakage Caused by H2O2in Cultured NIH3T3 Fibroblasts[J].Biol Pharm Bull,2003,26(2):282-284.
[17]刘玉萍,Purusotam B,小松かつ子,等.黄芩清除自由基活性与黄芩苷含量的相关性研究[J].中国中药杂志,2002,27(8):575-619.
[18]高中洪,黄开勋,徐辉碧.黄芩黄酮对自由基清除作用的ESR研究[J].华中理工大学学报,1999,27(1):97-99.
[19]蔡仙德,穆维同.黄芩苷对小鼠细胞免疫功能的影响[J].南京铁道医学院学报,1994,13(2):65-68.
[20]王新慧,才显得.黄芩苷对小鼠红细胞免疫黏附功能的促进作用[J].中国实验免疫学杂志,2002,4(3):41-43.
[21]马爱团,钟秀会,孟立根,等.不同黄芩成分对孕鼠免疫功能的影响[J].中国兽医学报,2007,27(3):412-415.
[22]朱伟,孙红光,朱迅.黄芩有效成分SBM对炎症模型及免疫功能的影响[J].中国药理学通报,2008,24(9):1147-1150.
[23]欧阳昌汉,吴基良,陈金和.黄芩苷对心肌缺血再灌注损伤大鼠心功能的影响[J].中药药理与临床,2005,21(5):14-16.
[24]李晓蓉,孙薇.黄芩苷对缺血再灌注大鼠心肌损伤保护作用[J].首都医科大学学报,2001,22(2):107-109.
[25]欧阳昌汉,吴基良.黄芩苷对大鼠短暂性脑缺血再灌注继发性损伤的保护作用[J].中国药理学与毒理学杂志,2006,20(4):208-214.
[26]欧阳昌汉,吴基良,陈金和.黄芩苷对大鼠心肌缺血再灌注时细胞凋亡的影响[J].中药药理与临床,2006,22(2):19-21.