APP下载

接骨木的化学成分及生物活性研究进展△

2014-09-26张开梅丁燕寇自农董磊郭盈莹朱靖博

中国现代中药 2014年10期
关键词:接骨木三萜类类化合物

张开梅,丁燕,2*,寇自农,董磊,郭盈莹,朱靖博,2*

(1.大连工业大学 食品学院,辽宁 大连 116034;2.大连工业大学 植物资源化学与应用研究所,辽宁 大连 116034;3.大连工业大学 实验仪器分析中心,辽宁 大连 116034)

接骨木的化学成分及生物活性研究进展△

张开梅1,丁燕1,2*,寇自农3,董磊1,郭盈莹1,朱靖博1,2*

(1.大连工业大学 食品学院,辽宁 大连116034;2.大连工业大学 植物资源化学与应用研究所,辽宁 大连116034;3.大连工业大学 实验仪器分析中心,辽宁 大连116034)

近年来国内外对接骨木SambucuswilliamsiiHance的研究日趋深入,已开展了大量工作。笔者通过查阅近年来有关资料,对国内外研究发现的接骨木中酚酸类、黄酮类、三萜类等化学成分的结构进行总结,并对其促进骨折愈合、抗骨质疏松、抗菌、抗炎等主要生物活性进行综述,为进一步开发和研究接骨木提供依据。

接骨木;化学成分;生物活性

接骨木SambucuswilliamsiiHance为忍冬科Caprifoliaceae接骨木属SambucusLinn.植物,又名续骨木、大接骨丹、公道老等[1],主要分布于吉林、辽宁、河北、山西、陕西、甘肃、江苏、安徽、湖北、湖南等地[2]。近年来国内外对接骨木的研究日趋深入,大量研究发现,接骨木中的化学成分主要包括酚酸类、黄酮类、三萜类、环烯醚萜类、木脂素类、甾醇类等。进一步的活性研究证明该植物具有促进骨折愈合、抗骨质疏松、抗菌、抗炎、抗癌、降血脂、提高记忆力等生物活性。笔者重点对接骨木中化学物质的结构和其所具有的生物活性进行归纳,为进一步开发利用该植物提供依据。

1 化学成分

1.1酚酸类

酚酸类化合物有抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性作用。近年来,对酚酸类化合物研究日益深入,大量研究发现接骨木茎枝中含有酚酸类化合物。杨序娟等[3-4]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离得到10个酚酸类化合物:vanillin(1),acetovanilone(2),coniferylaldhyde(3),syringaldehyde(4),4-hydroxybenzoicacid(5),4-hydroxycinnamicacid(6),protocatechuicacid(7),vanillicacid(8),ferulicacid(9),indole-3-carboxylicacid(10)。化学结构见图1。

图1 接骨木中酚酸类成分化学结构

1.2黄酮类

黄酮类化合物具有抗氧化、抗病毒、改善记忆等多种生物活性作用。黄酮类化合物作为一类具有多种生物活性的天然物质,是近年来国内外研究的一个热点。研究表明,接骨木中含有黄酮及黄酮苷类成分,Wu等[5]从接骨木果实中分离到apigenin(11),kaempferol(12),quercetin(13),luteolin(14),anthocyanins(15)等;杨序娟等[4]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离到puerarin(16)。化学结构见图2。

图2 接骨木中黄酮类成分化学结构

1.3三萜类

三萜类化合物具有抗癌、解热、镇痛等多种生物活性作用。近年来,由于生物活性的多样性和重要性,三萜类化合物备受关注。研究表明,接骨木茎枝中含有三萜类化合物。郭学敏等[6]从接骨木茎枝的乙醇提取物中分离到3个三萜类化合物:ursolicacid(17),α-amyrin(18),lupeol palmitate(19)。杨序娟等[4,7]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离到ursolic acid(17),α-amyrin(18),betulin(20),betulinic acid(21),oleanolic acid(22),diospyrolide(23)6个化合物。化学结构见图3。

图3 接骨木中三萜类成分化学结构

1.4环烯醚萜类

环烯醚萜类化合物具有抗肿瘤、抗炎、增强免疫等多种生物活性作用。近年来环烯醚萜类化合物受到极大关注,对其研究的发展极为迅速。韩美华[8]从接骨木根皮的90%乙醇提取物中分离到3种环烯醚萜苷类化合物α-morroniside(24),β-morroniside(25),caryoptoside(37)。韩华[9]从接骨木根皮的95%乙醇提取物中分离到β-morroniside(25),7α-O-ethylorroniside(26),7β-O-ethylorroniside(27),caryoptoside(28),7-dehydrologanin(29),7-formyloysecologanin(30),ligstroside(31),并分离出5种环稀醚萜类化合物:7β-O-ethylepimorroniside(32),7β-O-ethylmorroniside-(6′-O-7″)-β-morroniside(33),α-D-glucopyranosyl(1→2)-D-fructofuranosyl(4→6)-β-morroniside(34),α-D-apiofuranosyl(1″→6′)-7-deoxyloganin(35),α-D-apiofuranosyl(1″→6′)loganin(36)。化学结构见图4。

图4 接骨木中环烯醚萜类成分化学结构

1.5木脂素类

木脂素类化合物具有抗骨质疏松、抗氧化等多种生物活性作用。近年来,由于生物活性的多样性和重要性,木脂素类化合物备受关注,对其研究发展迅速。韩华[9]从接骨木根皮的95%乙醇提取物中分离鉴定了(+)pinoresinol-4″-O-β-D-glucopyranoside(54),(+)pinoresinol-8-O-β-D-glucopyranoside(55),(7S,8R)-4,9,9′-trihydroxy-3-3′-dimethoxy-7,8di-hydrobenzo furan-1′-propanolneolignan(56),(7S,8R)-4,9-dihydroxy-3,3′-dimethoxy-7,8dihydroben-zofuran-1′-propanolnelignan-9′-O-β-D-glucopyranoside(57),4,7,9,9′-tehrahydroxy-3-methoxy-8-O-4′isolignan-3′-O-β-D-glucopyranoside(thero)(58),arctiin(59),(7S,8S)-4,9-dihydroxy-3-methoxy-4′:7,5′:8-benzodioxanelignan-9′-O-β-D-glucopyranoside(60),(7S,8R)-4,9-dihydroxy-3,3′-dimethoxy-7,8dihydrobenzofuran-1′-propylneolignan-9′-O-α-D-apiofu-ranosyl(1→6)-β-D-glucopyranoside(61),4,7,9,3′-tetrahydroxy-3-methoxy-8-O-4′isolignan-9′-O-β-D-gl-ucopyranoside(thero)(62)。杨序娟[4]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离到19种木脂素类化合物:(-)-syringaresinol(38),(-)-pinoresinol(39),(-)-(erythro)-1,2-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,3-propanediol(43),(-)-erythro-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[4-(3-hydroxypropanyl)-2-meth-oxyphenoxy]-1,3-propanediol(44),(-)-guai-acylglycerol-β-O-4′-coniferyl ether(45),(-)-threo-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[4-(3-hydroxy-propanyl)-2-methoxyphenoxy]-1.3-propanediol(46),(-)-lariciresinol(47),dihydrodehydodiconifyl alcohol(48),syringaresinol-4′-O-β-D-glucopyranoside(49),boehmenan(50),hedyotisol(51),(-)-olivil(52),(+)-cedrusin(53),erythro-1-(4-hydroxy-3-methoxy-phenyl)-2-[4-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoyloxy)-propanyl-2-hydroxyphenoxy]-1,3-propanediol(63),threo-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl-2-[4-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoyloxy)-propanyl-2-hydroxyphenoxy]-1,3-propanediol(64),(-)-2-{4-[2,3-dihydro-3-hydroxymethyl-7-hydroxy-5-(4-hydroxy-3-methoxyc-innamoyloxypropanyl)-2-benzofuranyl]-2,6-dime-thoxyphenoxy}-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,3-propanediol(65),6-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoylo-xy)propanyl-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-hydro-xymethyl-1,4-benzodioxan(66),(-)-erythro-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-{4-[3-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoyloxy)propanyl]-2-hydroxyphenoxy}-3-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoyloxy)-1-propanol(67),(-)-threo-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-{4-[3-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoyloxy)propanyl]-2-hyd-roxyphenoxy}-3-(4-hydroxy-3-methoxycinnamoylo-xy)-1-propanol(68)。欧阳富[10]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离出7个木脂素类化合物:(+)-isolariciresinol(40),(+)-lyoniresinol(41),5-me-thoxy-(+)-isolariciresinol(42),erythro-guaiacylglyce-rol-β-O-4′-sinapylether(69),1-(4′-hydroxy-3′-metho-xyphenyl)-2-[4″-(3-hydroxypropyl)-2″,6″-dimetho-xyphenoxy] propane-1,3-diol(70),burselignan(71),(+)-cycloolivil(72)。Choi等[11]从接骨木树皮的甲醇提取物中分离得到(-)-olivil-9-O-β-D-gluco-pyranoside(73)。Hwang等[12]从接骨木茎枝的甲醇提取物中分离得到lariciresinol(74)。化学结构见图5。

图5 接骨木中木脂素类成分化学结构

1.6甾醇类

甾醇类化合物具有抗肿瘤和免疫调节等多种生物活性作用。研究表明,接骨木的根皮中含有该类物质。韩美华[8]从接骨木根皮的90%乙醇提取物中分离到β-sitosterol(75),daucosterine(76)。杨序娟[4]从接骨木茎枝的60%乙醇提取物中分离得到stigmasterol(77),sitosterol-3-O-β-D-glucoside(78)。化学结构见图6。

图6 接骨木中甾醇类成分化学结构式

1.7其他成分

接骨木除含有酚酸类、黄酮类、三萜类、环烯醚萜类、木脂素类及甾醇类等活性物质外,还含有丰富的矿质元素、维生素和多种营养成分,至少含有17种氨基酸,7种为人体必需的氨基酸;总糖含量、天冬氨酸含量、维生素B2含量、钙含量较高[13]。

2 生物活性

2.1抗骨质疏松及促进骨折愈合

Xiao等[14]以去卵巢的大鼠和小鼠为研究对象,研究接骨木的抗骨质疏松作用。研究结果表明,接骨木60%乙醇粗提物三氯甲烷萃取层对骨密度的修复有显著作用,并且有助于股骨和胫骨的骨增长和骨含量的增加,增加去卵巢小鼠的胫骨骨干的生物力学强度,是促进成骨UMR106细胞增殖及分化的最有效成分。此外,木质素可能是SWC中的生物活性成分。Xie等[15]在3个月内用30mg·kg-1或600mg·kg-1的接骨木茎枝60%乙醇提取物灌胃给予4个月大的切除卵巢的小鼠,结果表明接骨木提取物能减少卵巢切除后的小鼠的尿钙排泄量和骨更新率,血钙水平增加显著,认为接骨木提取物可以考虑作为绝经后骨质疏松治疗的药物。Zhang等[16]研究的结果表明,接骨木茎枝的60%乙醇提取物可以通过抑制骨吸收的过程并刺激骨形成的过程来提高骨的性能。韩华等[17]对接骨木根皮促进骨折愈合的初步药理机制进行研究,观察接骨木对骨折区骨密度(BMD)、骨矿含量(BMC)及骨痂面积(Area)及血清钙、磷的影响,研究结果表明,接骨木根皮中的环烯醚萜和木脂素类成分通过促进胶原合成和无机盐的沉积,提高骨痂质量,达到促进骨折愈合的作用。

2.2抗炎、镇痛

选用热板法,对小鼠灌胃接骨木煎剂20g·kg-1,结果服药后的小鼠呈安静状态,表明对小鼠有镇痛作用,其作用强度优于安乃近,次于吗啡。接骨木茎枝的水提取物对醋酸引发的小鼠扭体反应及小鼠腹腔毛细血管通透性增高都有显著的抑制作用,提示接骨木茎枝有明显的镇痛抗炎作用[18-19]。

2.3抗病菌、病毒

Hwang等[12,20]通过荧光实验的方法研究接骨木的抗真菌活性及其作用机制,研究结果表明,从接骨木茎枝甲醇提取物中分离得到的落叶松脂醇通过干扰真菌的细胞膜体现其抗真菌活性作用,可能作为一种新型的治疗人类真菌感染疾病的抗真菌剂。Choi等[11]研究接骨木对白色念珠菌的抗真菌作用机制,结果表明从接骨木树皮甲醇提取物乙酸乙酯相中分离得到的(-)-olivil9′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(OLI9G)能显著改变真菌细胞膜电位,通过对细胞膜的破坏体现抗真菌作用。

2.4抗癌及毒性

以质量分数为2000mg·kg-1的接骨木果油给小鼠灌胃,结果表明可抑制小鼠H22肝癌实体瘤的生长及荷瘤小鼠S180实体瘤,其抑制效果次于环磷酰胺,但对H22腹水型肝癌小鼠的生命延长率明显优于环磷酰胺,提示接骨木果油具有一定的抗癌作用[21-22]。接骨木也有一定的毒副作用。对接骨木茎叶杀鼠活性的研究中发现,饲料中接骨木含量为20%时,对小鼠的毒杀率为80%;在含量为15%时,毒杀率为30%;在含量为10%时,毒杀率为10%[23]。

2.5免疫调节

范妮娜等[24]研究发现,与对照组相比,用质量分数为12.5mg·kg-1的接骨木果实油给小鼠灌胃,不仅能刺激正常小鼠体内的淋巴细胞转化,而且对被环磷酰胺抑制的淋巴细胞转化率也有较强的恢复作用,研究结果证明接骨木果实油具有活化淋巴细胞、提高机体免疫功能的作用。

2.6其他生物活性

除抗骨质疏松、促进骨折愈合、抗氧化及免疫活性等主要生物活性外,接骨木还具有其他多种生物活性。沈刚哲等[25]用接骨木油按10,20,40mL·kg-1对小鼠腹腔给药,进行常压耐缺氧实验,其结果表明,实验组的小鼠平均存活时间与空白对照组之间差别显著,并存在明显的剂量依赖关系,同时,接骨木果油能提高学习记忆力,对小鼠由实验试剂所导致的记忆获得性障碍、巩固障碍及再记忆障碍均有明显的改善作用,改善效果较脑复康相似或更佳。刘铮等[26]用接骨木果油20mL·kg-1,灌胃鸡、鼠2周,发现高脂血症模型小鼠和鸡的血清总胆固醇、低密度脂蛋白及动脉硬化指数明显降低,甘油三酯含量降低,高密度脂蛋白及高密度脂蛋白/总胆同醇的比值增加,表明接骨木油具有降低血脂、抗动脉硬化的作用。Mlinaric等[27]研究表明,接骨木提取物对HIV-1逆转录酶有抑制作用,其IC50为0.017g·L-1,说明接骨木有抗艾滋病的作用。

3 小结

接骨木所含的化学成分复杂,具有多种生物活性。近年来,国内外学者分别从不同角度对其化学成分、药理作用、生物活性及临床方面作了较为深入的研究,为其临床疗效提供了依据,其中在治疗骨质疏松及促进骨折愈合方面效果显著。目前对接骨木所含化学成分与生物活性之间联系的研究尚浅,缺乏系统性的研究。随着科研水平的提高,建议对接骨木植物化学成分和生物活性进行更深入的系统研究,该植物今后可能被应用于抗骨质疏松、促进骨折愈合、抗炎、抗病毒、抗氧化、提高免疫活性等新型药物的开发。

[1] 余传隆,黄泰康.中药辞海[M].北京:中国医药科技出版社,1997:10-12.

[2] 王启珍.接骨木食用药用价值及开发利用[J].中国林副特产,2002,(2):59.

[3] 杨序娟,王乃利,黄文秀,等.接骨木中的三萜类化合物及其对类成骨细胞UMR106的作用[J].沈阳药科大学学报,2005,22(6):449-452.

[4] 杨序娟.接骨木抗骨质疏松活性成分的研究[D].沈阳:沈阳药科大学,2005.

[5]WuX,CaoG,PriorRL.Absorptionandmetabolismofantbocyaninsinelderlywomenafterconsumptionofelderberryorblueberry[J].Nutr,2002,132:1865-1871.

[6] 郭学敏,章玲,全山丛,等.接骨木化学成分的研究[J].中草药,1998,29(11):727-729.

[7] 杨序娟,王乃利,黄文秀,等.接骨木中的三萜类化合物及其对类成骨细胞UMR106的作用[J].沈阳药科大学学报,2005,22(6):449-452.

[8] 韩美华.接骨木根皮化学成分及其复方制剂成型工艺的研究[D].哈尔滨:黑龙江中医药大学,2003.

[9] 韩华.接骨木根皮促进骨折愈合有效部位化学成分和药理作用研究[D].哈尔滨:黑龙江中医药大学,2006.

[10] 欧阳富,刘远,肖辉辉,等.接骨木中木脂素类化学成分研究[J].中国中药杂志,2009,34(10):1225-1227.

[11]ChoiH,LeeJ,ChangYS,etal.Isolationof(-)-olivil-9′-O-β-D-glucopyranoside fromSambucuswilliamsiiand its antifungal effects with membrane-disruptiveaction[J].BBA-Biomembranes,2013,1828:2002-2006.

[12] Hwang B,Cho J,Hwang I,et al.Antifungal activity of lariciresinol derived fromSambucuswilliamsiiand their membrane-active mechanisms in Candida albicans [J].Biochem Biophys Res Commun,2011,410(3):489-493.

[13] 李昉.野生接骨木营养成分分析研究[J].云南化工,2007,34(1):50-51.

[14] Xiao H H,Dai Y,Wan H Y,et al.Bone-protective effects of bioactive fractions and ingredients inSambucuswilliamsiiHance[J].Br J Nutr,2011,106(12):1802-1809.

[15] Xie F,Wu C F,Zhang Y.Increase in bone mass and bone strength bySambucuswilliamsiiHance in ovariectomized rats[J].Biol Pharm Bull,2005,28(10):1879-1885.

[16] Zhang Y,Li Q,Wan H Y,et al.Study of the mechanisms by whichSambucuswilliamsiiHance extract exert protective effects against ovariectomy-induced osteoporosisinvivo[J].Osteoporosis Int,2011,22(2):703-709.

[17] 韩华,杨炳友,夏永刚,等.接骨木根皮促进骨折愈合的初步药理机制研究[J].中国药师,2013,16(4):482-485.

[18] 胡荣,姜炳文.接骨木在日化领域中的应用[J].精细化工,1996,13(3):5-7.

[19] 刘文斗,田振清,白延峰.接骨丹的制备及临床应用[J].时珍国药研究,1993,4(1):6.

[20] Hwang B,Lee J,Liu Q H,et al.Antifungal effect of(+)-pinoresinol isolated fromSambucuswilliamsii[J].Molecules,2010,15(5):3507-3516.

[21] 董培良,闫雪莹,匡海学,等.接骨木根皮抗炎镇痛作用的实验研究[J].中医药学报,2008,36(5):18-20.

[22] 韩美华.接骨木根皮化学成分及其复方制剂成型工艺的研究[D].哈尔滨:黑龙江中医药大学,2003.

[23] 张宏利,韩崇选,杨学军,等.接骨木化学成分及杀鼠活性初步研究[J].西北植物学报,2004,24(8):1523-1526.

[24] 范妮娜,蒋丽华,田力,等.应用接骨木果实油(SPF)诱发小鼠体内淋巴细胞转化的实验研究[J].沈阳医学,2002,22(3):37.

[25] 沈刚哲,胡荣,张善玉,等.接骨木果油对小鼠学习记忆的影响[J].中国中医药科技,2000,7(2):103-104.

[26] 刘铮,吴静生.接骨木油的降血脂和抗衰老作用研究[J].沈阳药科大学学报,1995,12(2):127-129.

[27] Mlinaric A,Kreft S,Umek A,et al.Screening of selected plant extracts for in vitro inhibitory activity on HIV-1reverse transcriptase(HIV-1RT)[J].Pharmazie,2000,55(1):75-77.

ResearchingProgressinChemicalConstituentsandBiologicalActivityofSambucuswilliamsiiHance

ZHANG Kaimei1,DING Yan1,2*,KOU Zinong3,DONG Lei1,GUO Yingying1,ZHU Jingbo1,2

(1.School of Food Science and Technology,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China;2.Institute of Chemistry and Applications of Plant Resources,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China;3.Instrumental Analysis Center, Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)

Recently,SambucuswilliamsiiHance,which belongs to branch Caprifoliaceae and genusSambucus, has become a hot research spot by many researchers in abroad.This paper summarized the structures of the chemical constituents of this plant,including phenolic acids,flavonoids,triterpenoids etc.Moreover,the bioactivities of this plant have been reviewed,including fracture healing,anti-osteoporosis,antibacterial,anti-inflammatory and so on.This article aims to supply enough information for the development and research ofS.williamsiiHance in the future.

SambucuswilliamsiiHance;Chemical constituents;Biological activity

辽宁省科技厅博士启动基金(20121097);教育部留学回国人员科研启动基金(教外司留[2013]693号);辽宁省高等学校重大科技平台项目(辽教发[2011]191号)

*

丁燕,讲师,主要研究方向:天然产物研究与开发;E-mail:dingyan_515@hotmail.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2014.10.020

2014-11-01)

猜你喜欢

接骨木三萜类类化合物
手性磷酰胺类化合物不对称催化合成α-芳基丙醇类化合物
白芨三萜类化合物的提取工艺优化
接骨木的本草考证
1,3,4-噻二唑取代的氮唑类化合物的合成及体外抗真菌活性
不同浓度生根剂及基质类型对接骨木硬枝扦插生根的影响
接骨木的价值研究进展
接骨木的繁育方法及其价值
悬钩子属三萜类成分及其生物活性研究进展
保健酒中非法添加一种西地那非类化合物的确证
紫芝中三萜类化学成分研究