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两色金鸡菊化学成分和药理作用研究进展

2014-02-27毛新民李琳琳新疆医科大学中医学院新疆乌鲁木齐80054新疆医科大学基础医学院新疆乌鲁木齐80054新疆医科大学附属中医院新疆乌鲁木齐80054

中国药物应用与监测 2014年4期
关键词:提物两色金鸡

毛新民,卢 伟,李琳琳,王 烨,龙 梅,兰 怡(.新疆医科大学中医学院,新疆 乌鲁木齐 80054;.新疆医科大学基础医学院,新疆 乌鲁木齐 80054;.新疆医科大学附属中医院,新疆 乌鲁木齐 80054)

·药学进展·

两色金鸡菊化学成分和药理作用研究进展

毛新民1,卢伟2,李琳琳2,王烨2,龙梅2,兰怡3(1.新疆医科大学中医学院,新疆 乌鲁木齐 830054;2.新疆医科大学基础医学院,新疆 乌鲁木齐 830054;3.新疆医科大学附属中医院,新疆 乌鲁木齐 830054)

两色金鸡菊原产于美国,主要作为景观植物栽培,后分布于世界各地。在我国新疆地区野生资源丰富,两色金鸡菊含有黄酮类、挥发油类、多酚类、苯丙素类、皂苷类、氨基酸类、糖类以及脂肪酸类等化学成分,具有抗炎、抗氧化、降血压、调血脂、改善凝血功能、抑制α-葡萄糖苷酶、恢复糖耐量受损情况、降低血糖和抗菌等生物活性,具有很好的开发应用前景。本文对两色金鸡菊化学成分和药理作用的研究文献进行综述,为其开发利用提供参考。

两色金鸡菊;化学成分;药理作用

两色金鸡菊(Coreopsis tinctoria Nutt.)为菊科(Compositae)金鸡菊属(Coreopsis)一年生草本植物,原产于美国,主要作为景观植物栽培,后分布于世界各地[1]。在我国主要分布于新疆南疆地区海拔3000 m左右的昆仑山区,故又称“昆仑雪菊”。野生资源较为丰富,当地居民多选用新疆两色金鸡菊当茶饮用,本品具有清热解毒、活血化瘀、和胃健脾之功效[2]。研究发现,两色金鸡菊中含有氨基酸类、多糖类、多酚类、有机酸类、黄酮类、挥发油类、甾类和香豆素等化学成分[3-9]。现代药理学研究发现其具有改善血脂、调节血糖、降低血压、抗菌及抗氧化等活性[10]。为进一步研究开发利用新疆两色金鸡菊,本文综述了国内外有关两色金鸡菊化学成分和药理作用的研究现状。

1 化学成分

1.1黄酮类

两色金鸡菊中主要的活性成分为黄酮类化合物。目前,从两色金鸡菊中分离得到的黄酮类化合物有18种,这类化合物的母核包括黄酮类、二氢黄酮类、查尔酮类、黄酮醇类、橙酮和异黄酮类等。具体名称详见表1。

1.2挥发油类

两色金鸡菊中含有较多的挥发油类成分。张彦丽等[8]采用气相-质谱联用技术分析了两色金鸡菊中挥发油成分,检出23个色谱峰,初步鉴定得到22种化合物。其中苧烯的含量最高,达到了总挥发油的63.5%,此外3-蒈烯、β-对繖花烃、姜烯的含量分别为7.05%、5.23%、2.45%。同时研究发现,两色金鸡菊挥发油中包括了芳香类、醇类、酚类、萜类、酮类、烯类和烷烃化合物,其中烯类成分占大多数。Gaspar等[14]在两色金鸡菊水提物和氯仿-甲醇提取物中检测出16种挥发油类化合物。其中醛类化合物1种,为苯甲醛;倍半萜类2种,分别为β-石竹烯和β-石竹烯环氧化物;萜类13种,分别为α-松油萜、柠檬烯、樟脑萜、α-侧柏酮、β-沉香醇、β-松油醇、马鞭草烯酮、龙脑、Myrtenal、顺式-负蒿酮、反式香芹醇、香芹酮、龙脑乙酸盐。

表1 两色金鸡菊中黄酮类化合物的种类Tab 1 The types of fl avonoids in Coreopsis tinctoria Nutt.

1.3多酚类

Abdureyim等[5]将两色金鸡菊用70%乙醇提取后先后使用石油醚和乙酸乙酯萃取,采用紫外(UV)、红外(IR)、质谱(Mass)以及核磁共振技术(NMR)等检测方法得到4中酚类化合物,分别为儿茶酚、山奈酚-3-O-β-D-糖苷、槲皮素-3-O-β-D-糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷。

1.4苯丙素类

苯丙素类化合物在两色金鸡菊中也有发现。Reichling等[15]从两色金鸡菊中分离得到1'-羟基-丁香油酚和1',2'-环氧基-Z-松柏基醇;Dias等[13]应用HPLC-DAD-ESI-MS/MS联用技术从乙酸乙酯萃取物中检测到绿原酸和1,3-二咖啡酰奎宁酸。买买提·艾买提等[16]、张彦丽等[17]分别采用反相HPLC和HPLC法检测两色金鸡菊中绿原酸的含量分别为4.9 mg·g-1和6.41 mg·g-1,均高于杭白菊(2.60 mg·g-1)和黄山菊(1.55 mg·g-1)中绿原酸的含量。

1.5皂苷类

张彦丽等[18]采用泡沫实验、醋酐-浓硫酸实验、三氯醋酸反应定性研究了两色金鸡菊中总皂苷成分,利用紫外分光光度法检测两色金鸡菊中总皂苷的含量,结果发现两色金鸡菊中总皂苷的含量为8.36%。兰卫等[19]采用质量法检测了两色金鸡菊中总皂苷的含量为11.1%。

1.6氨基酸类

兰卫等[19]、木合布力·阿布力孜等[3]采用氨基酸自动分析仪检测了两色金鸡菊中氨基酸的含量,共发现了17种氨基酸,氨基酸的总量分别达到了10.81%和9.83%,其中人体必需氨基酸占40.3%。马晓丽等[20]采用柱前衍生高效液相色谱法研究两色金鸡菊中游离氨基酸的含量,结果显示可以检测到18种氨基酸,含量较高的氨基酸分别为脯氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸,三者之和占到总氨基酸量的76.05% ~ 79.40%。同时也比较了不同地区两色金鸡菊中氨基酸的含量,发现新疆和田地区两色金鸡菊中游离氨基酸的含量较高,这可能与该地区地理位置和生态环境有关。

1.7糖类

兰卫等[19]比较了9种不同产地菊花中还原糖的含量发现,两色金鸡菊中糖类的含量(26.8%)远高于其他产地的菊花。张彦丽等[4]采用苯酚-硫酸法测定昆仑雪菊中多糖的含量,结果显示两色金鸡菊中总多糖含量为13.86%。曹志龙等[21]将两色金鸡菊粗多糖经三氟乙酸水解后,采用柱前衍生气相色谱法测定水解后单糖的组成,发现两色金鸡菊粗多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成。

1.8脂肪酸类

Gaspar等[14]在两色金鸡菊水提物和氯仿-甲醇提取物中均检测出15种脂肪酸,分别是:癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈油酸、棕榈酸、十七烷酸、α-亚麻酸、油酸、硬脂酸、花生酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三碳酸、木焦油酸,且氯仿-甲醇提取物中的含量要明显高于水提物。兰卫等[19]在两色金鸡菊中发现了棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等成分,含量分别为:17.8%、10.0%、7.2%、38.8%和26.1%。钱宗耀等[6]采用索氏提取法提取得到两色金鸡菊中的脂肪酸,并利用GC-MS技术对其组成和含量进行分析,结果显示两色金鸡菊中主要含有月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、亚麻酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯等16种脂肪酸。用面积归一化法测定各种脂肪酸相对含量,其中不饱和脂肪酸亚麻酸与亚油酸含量超过70%。

2 药理作用

2.1抗氧化作用

目前,两色金鸡菊体外抗氧化活性的研究较为广泛。Gaspar等[14]分别采用DPPH法、萘基乙二胶试剂法和NADH/PMS法考察了两色金鸡菊水提物清除·OH自由基、氮氧化物和清除超氧化物自由基的能力,结果显示IC50分别为0.041 mg·mL-1、0.107 mg·mL-1和0.237 mg·mL-1。Dias等[22]采用DPPH法考察两色金鸡菊提取物以及活性单体马里苷的自由基清除活性,结果发现两色金鸡菊提取物的EC50为20.1 μg·mL-1,马里苷的EC50为7.5 μg·mL-1,而对照药2,6-二叔丁基对甲酚的EC50为10.4 μg·mL-1。古扎丽努尔·艾尔肯[23]分别采用DPPH法和清除·OH自由基法考察了两色金鸡菊不同提取物体外抗氧化活性,研究发现两色金鸡菊甲醇提取物、水提物和黄酮提取物清除DPPH自由基的IC50分别为 0.148 mg·mL-1、0.663 mg·mL-1和0.022 mg·mL-1;对·OH的IC50分别为0.621 mg·mL-1、1.609 mg·mL-1和0.099 mg·mL-1,其中两色金鸡菊黄酮提取物的清除作用与阳性药维生素C的作用相当。同时,古扎丽努尔·艾尔肯[23]采用薄层生物自显影技术筛选两色金鸡菊黄酮提取物中发挥抗氧化作用的物质。研究发现,黄酮类化合物绿原酸、马里苷、奥卡宁、矢车菊苷-3-O-葡萄糖苷、Flavanokanin等具有较强的抗氧化活性。

两色金鸡菊在体内也具有很好的抗氧化应激作用。卢伟[24]研究发现,两色金鸡菊醇提物能够显著降低自发性高血压大鼠体内丙二醛(MDA)的含量,同时显著增加超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力。同时,作者采用高糖高脂饲料喂养6周后腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立实验性糖尿病大鼠模型,给予两色金鸡菊醇提物和水提物干预4周后发现,两种提取物均能显著改善实验性糖尿病大鼠体内氧化应激失衡的状态。

2.2对凝血功能影响

在传统医学和民间应用中,两色金鸡菊具有活血化瘀的功效,这也在现代药理学的研究中得到验证。

明婷等[25]对正常昆明种小鼠灌胃两色金鸡菊提取物7 d,用微循环显微镜观察小鼠耳廓血管口径;以剪尾法测定出血时间;玻片法测定凝血时间;体外测定凝血酶原时间、活化部分凝血酶时间、凝血酶时间。实验结果表明,两色金鸡菊提取物可明显改善实验小鼠血凝指标。

2.3对血脂的影响

血脂异常是心血管系统疾病的危险因素之一,改善血脂异常是预防心血管疾病和代谢紊乱性疾病的重要措施。卢伟[24]将两色金鸡菊醇提物和水提物分别给予实验性糖尿病动物大鼠,干预 4周后发现各干预药物组均可降低模型大鼠血清中胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)以及低密度脂蛋白(LDL-C)的含量,明显增加高密度脂蛋白(HDL-C)的含量。这一研究也进一步验证了骆新[26]和韩雪[27]的研究结果。此外,崔康康等[28]研究发现昆仑雪菊水提物可以显著降低高脂饲料喂养建立的高血脂大鼠体内TC和LDL-C的含量,而且病理结果显示,昆仑雪菊水提物可以明显减少大鼠肝脏脂肪空泡的形成。

2.4对血压的影响

两色金鸡菊在调节血压方面的研究也逐步深入。梁淑红等[29]采用大鼠胸主动脉血管环为研究对象,以累积给药法观察金鸡菊不同提取物对基础状态和氯化钾预收缩的血管环张力的影响。研究发现,两色金鸡菊不同提取部位均对基础状态的血管环无影响,对氯化钾预收缩的血管环都有不同程度的舒张作用,其中氯仿部位的舒张作用最为明显。骆新[26]研究发现,两色金鸡菊水提物1.2 g·kg-1灌胃干预6周,可明显降低高糖高脂饲料喂养加小剂量STZ诱导的糖尿病模型大鼠的血压。卢伟等[30]采用自发性高血压大鼠考察两色金鸡菊醇提物对血压作用效果发现,两色金鸡菊醇提物干预5 d后大鼠血压开始下降,干预4周后大鼠血压可明显降低。其中3.2 g·kg-1剂量组作用效果与阳性药卡托普利组相近,优于中成药杜仲平压片组。体内体外研究均表明两色金鸡菊具有降低血压的作用。

2.5对α-葡萄糖苷酶活性的影响

饮食中的淀粉、糊精、蔗糖、麦芽糖等碳水化合物在小肠刷状缘上α-葡萄糖苷酶的作用下,释放葡萄糖并经小肠吸收进入血液。α-葡萄糖苷酶抑制剂可以减缓肠道葡萄糖的生成速度,防治餐后高血糖症和缓解高胰岛素血症。筛选具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的物质对于糖尿病新药研发具有重要价值。

张燕等[31]用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型,对两色金鸡菊乙酸乙酯提取物、两色金鸡菊正丁醇提取物、两色金鸡菊总黄酮、两色金鸡菊水提物和两色金鸡菊中性黄酮进行α-葡萄糖苷酶活性抑制的筛选。两色金鸡菊5种提取物对α-葡萄糖苷酶的活性均有较强的抑制作用。阳性药阿卡波糖及5种提取物对α-葡萄糖苷酶抑制作用的IC50为:阿卡波糖IC50858.0 mg·L-1,两色金鸡菊乙酸乙酯提取物IC5012.5 mg·L-1,两色金鸡菊正丁醇提取物IC50139.5 mg·L-1,两色金鸡菊总黄酮IC50163.5 mg·L-1,两色金鸡菊水提物IC50367.6 mg·L-1,两色金鸡菊中性黄酮IC505.8 mg·L-1。

2.6对血糖的影响

糖尿病是一种代谢紊乱性疾病,会引起一系列严重并发症。糖尿病的防治已成为医药工作者所面临的严峻问题。Dias等[32]研究两色金鸡菊乙酸乙酯萃取物、水提物和活性成分马里苷的细胞保护作用,发现均可显著地抑制细胞凋亡,对抗β细胞损伤。Dias等[13,22]采用腹腔注射STZ的方法建立糖耐量受损大鼠模型,灌胃给予两色金鸡菊水提物和乙酸乙酯萃取物,水提物(500 mg·kg-1)和乙酸乙酯萃取物(125 mg·kg-1)可明显改善大鼠糖耐量受损情况,且不具有肝脏毒性,而对于正常大鼠的糖耐量情况无影响。这一结论也在韩雪等[33]的研究中得到验证。Dias等进一步研究发现两色金鸡菊水提物对于大鼠糖耐量受损情况的改善不是通过增加胰岛素分泌发挥作用的,可能是通过抗氧化作用促进β细胞功能的恢复。骆新[26]采用高糖高脂饲料喂养加小剂量STZ尾静脉注射建立实验性糖尿病大鼠模型,给予两色金鸡菊水提物干预4周后发现,两色金鸡菊可明显降低实验性糖尿病大鼠空腹血糖,提高血清胰岛素和胰岛素敏感指数,改善胰腺、肝脏组织病理变化。卢伟[24]采用高糖高脂饲料喂养6周后腹腔注射STZ的方法建立实验性糖尿病大鼠模型,给予两色金鸡菊醇提物和水提物干预4周,发现两色金鸡菊两种提取物均可降低模型大鼠FBG、糖化血红蛋白水平,具有改善胰岛素抵抗、增加胰岛素敏感性等作用,而且对于糖尿病所诱发的肝脏、肾脏功能异常也具有很好的保护作用。

2.7对代谢组学的影响

韩雪等[33]采用高糖高脂饲料喂养加小剂量STZ腹腔注射方法建立实验性糖尿病大鼠模型,给予两色金鸡菊提取物干预4周后,采用柱前衍生高效液相色谱法检测小鼠血清中氨基酸代谢谱的变化。研究结果显示,两色金鸡菊乙酸乙酯提取物给药后对血清氨基酸代谢谱的改变较模型组有很大区别,有4种氨基酸对组间贡献较大,分别为牛磺酸、天冬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸。结果表明两色金鸡菊乙酸乙酯提取物可以显著影响小鼠血清中与糖尿病相关的氨基酸代谢标志物。

2.8其他

此外,Zhang等[34]从两色金鸡菊中提取得到了四种炔类化合物,体外研究发现这四种炔类化合物均可以抑制COX-2的活性,作者认为四种炔类化合物可能是通过抑制NF-κB的活性从而抑制COX-2的活性。Gaspar等[14]考察了两色金鸡菊水提物和氯仿-甲醇提取物的抗菌能力,研究结果显示G+菌对于两种提取物更敏感,同时作者认为两色金鸡菊抗菌活性可能与其所含的脂肪酸和挥发油有关。沙爱龙等[35]研究发现,两色金鸡菊黄酮类化合物具有抗衰老、延缓动物脑及脏器萎缩与退化、促进机体代谢、提高机体免疫力等作用。

3 小结

两色金鸡菊在新疆地区野生资源丰富,在维吾尔传统医药中与雪莲齐名,是具有独特功效的稀有高寒植物。众多的研究表明,两色金鸡菊中含有丰富的黄酮类、挥发油类和氨基酸类等具有保健功能的化学成分,具有抗炎、抗氧化、降血压、调血脂和改善血糖等作用,具有广阔的开发应用前景。但由于对其化学成分的检测分析不够深入、缺乏统一的质量标准、药物作用的机制尚不明确、野生资源耗竭、产品附加值低等因素的影响都限制了两色金鸡菊进一步开发利用。因此,深入研究两色金鸡菊化学成分、进一步阐明其对心血管系统的保护作用机制、建立两色金鸡菊指纹图谱等质量标准、合理利用野生资源是目前仍需解决的问题。通过深入研究,将两色金鸡菊开发成为经济附加值高、疗效好的功能性食品或药品,可更好的带动药材的开发利用和地区经济的增长。

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The progress of chemical constituents and pharmacological action of Coreopsis tinctoria Nutt.

MAO Xin-min1, LU Wei2, LI Lin-lin2, WANG Ye2, LONG Mei2, LAN Yi3(1. Traditional Chinese Medicinal College of Xinjiang Medical University, Urumuqi 830054, China; 2. College of Basic Medicine of Xinjiang Medical University, Urumuqi 830054, China; 3. Af fi liated Traditional Chinese Medicinal Hospital of Xinjiang Medical University, Urumuqi 830054, China)

Coreopsis tinctoria Nutt. originated in the United States, which is desirable as ornamental plant, then distributed all over the world. In China, it grows in the southern of Xinjiang as wild resources. Coreopsis tinctoria Nutt. contains fl avonoids, volatile oil, phenolic, phenylpropanoids, saponins, amino acids, sugars and fatty acids, etc. The pharmacological and biological studies revealed that the plants had many activities such as anti-in fl ammatory, antioxidant, lowering blood pressure, regulating blood lipid, improving the function of blood coagulation, inhibiting α-glycosidase enzymes, recovering the impaired glucose tolerance, lowering blood sugar and antimicrobial biological activity, so it has good development prospect. In order to provide the references for the further utilization of the Coreopsis tinctoria Nutt., the recent research advances in the chemical constituents and pharmacological activities about Coreopsis tinctoria Nutt. were reviewed.

Coreopsis tinctoria Nutt.; Chemical constituent; Pharmacological activity

R96

A

1672 – 8157(2014)04 – 0235 – 05

2014-03-26

2014-06-01)

NSFC-新疆联合基金重点项目(U1303223),新疆医科大学创新基金(XJ201238)

兰怡,女,主任医师,主要从事糖尿病的研究。E-mail:lanyi3277@aliyun.com

毛新民,男,教授,博士生导师,主要从事糖尿病药理学研究。E-mail:mxm3277@sina.com

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