传统维药石榴皮的化学成分及药理作用研究进展△
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(1.乌鲁木齐医都克生物科技有限公司,新疆 乌鲁木齐 8300011;2.新疆阿克苏地区维吾尔医医院药物研究所,新疆 阿克苏 8430002)
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石榴皮是传统维药,主含鞣质类、黄酮类、生物碱类成分,在维医临床上广泛应用于细菌性痢疾、阿米巴痢疾、感染性炎症,并能治疗癌症。其药理作用往往与药物的化学成分有关。文本在查阅相关文献的基础上对石榴皮的化学成分和药理有关研究进行了综述,简要概述了其成分及药理研究进展。
石榴皮;石榴多酚;鞣质类;药理作用;抗癌
石榴是新疆果树之一,维吾尔语称“阿娜尔”,在南北疆均有广泛栽培。其品种有酸石榴、甜石榴、大籽甜石榴、实生石榴和酸甜石榴[1],主要分布在喀什地区的疏附、疏勒、叶城三县及和田地区的皮山、策勒两县[2]。
石榴皮是传统维药石榴的干燥果皮,药性干旱,味酸涩。具有明显的生干生寒、燥湿固涩、清热消炎、止泻止带、消除痔疮等功效,用于久泻、久痢、 便血、 脱肛、 崩漏、白带、虫积腹痛[3]。随着化学及药理科学技术的发展,对石榴皮有关的研究报道日益增多,近年来研究发现,石榴皮所含的化学成分非常多,主要包括鞣质类、黄酮类、氨基酸类、生物碱类等化合物。这些化学成分在临床上疗效非常好,对人体健康也有保健作用。石榴是天然植物,对人体无害,具有安全、可靠、多功效、营养价值高等优点。因此,对石榴皮的化学成分和药理作用的进一步研究势在必行,这能为后期的维医药研究提供参考依据。
1 石榴皮的化学成分研究
随着化学科学技术的发展,科学家们不断地利用UV、IR、TLC、HPLC、MS、1H-NMR、13C-NMR等多种化学技术手段,对石榴皮进行了化学成分研究。并发现石榴皮含鞣质类、黄酮类、氨基酸类、生物碱类以及糖类等多种成分。
1.1 鞣质类化合物:石榴皮中的鞣质类成分含量约为10.4%[4],是石榴皮的主要成分。鞣质类成分能结合蛋白,起到收敛止泻、止血作用。据2007年新疆医科大学药学院帕丽达·阿不力孜等教授的新疆石榴皮和石榴籽化学成分预实验研究,此研究分别采用香草醛 - 盐酸试验和明胶试验等预试方法,结果两个试验都呈阳性,表明石榴皮中含有酚类鞣质[5]。
据2005年石榴皮萃取物抗氧化和降血脂作用与成分研究文献报道,国内学者程霜从石榴皮乙酸乙酯萃取物甲醇洗脱液中初步分离得到别石榴(punicalin)、石榴林(punicalagin)和双六羟基联苯二酰基葡萄糖苷(di-hexahydroxydiphenoyl glucoside)[6]。2007年刘延泽等在含水丙酮中分离得到安石榴林(punicalin)、安石榴苷(punicalagin)和逆没食子(ellagic acid)[7]。Tanaka T[8]等分到石榴皮亭A(granatin A)和石榴皮亭B(granatinB)。除此之外,2013年,滕碧蔚等学者在石榴皮的研究与应用进展文献报道显示,石榴皮中的鞣质类成分还包括鞣云实精、鞣花酸、木麻黄宁、没食子酸、鞣花单宁、没食子单宁、没食子酰双内酯、 2,3-(S)-六羟基联苯二甲酰基 - D - 葡萄糖、儿茶素、花色素、绿原酸、阿魏酸和栎精等物质[9]
1.2 黄酮类化合物:黄酮类化合物广泛分布于石榴皮中,类型也比较多,是石榴皮抗菌抗病毒的主要药效组分。据2007年新疆医科大学药学院帕丽达·阿不力孜等教授的新疆石榴皮和石榴籽化学成分预实验研究,采用盐酸镁粉试验、荧光试验和三氧化铝试验等鉴别方法,结果都呈阳性反应,初步确定为石榴皮含有黄酮类化合物,并进一步采用色谱及光谱法对其成分进行结构鉴定,确定石榴皮中黄酮类成分有芹菜素槲皮素、异槲皮苷、木犀草素、芦丁、儿茶素、山奈酚、天竺葵素、表儿茶素等成分,这些成分主要以苷的形式存在于果皮中[10]。黄酮类化合物的生理活性比较广泛,具有抗肿瘤、延缓衰老、增强心血管功能、调节内分泌系统和抗病毒等功能,是一类安全可靠、成本低、来源广和具有强抗氧化性活性的抗氧化剂。黄酮的需求量越来越大,已研究与开发的黄酮类产品仍属极少数。因此,石榴皮有很好的开发应用前景。
1.3 生物碱类化合物:生物碱是存在于自然界中的一类含氮的碱性有机化合物。林勇总结了石榴皮的化学成分[11],石榴中主要含吡咯哌啶类和哌啶类等生物碱,且石榴的各个部位所含生物碱的种类有所不同,如石榴皮中所含的生物碱主要是石榴皮碱、伪石榴皮碱、异石榴皮碱、N-甲基异石榴皮碱等[12]。近年来,对石榴皮中生物碱药用价值的研究开发已成为中草药领域的研究热点之一。
1.4 其他类:包括五环三萜类化合物(乌索酸和齐墩果酸)、氨基酸(天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸等)、有机酸(熊果酸、白果酸、苹果酸、白桦脂酸 )、蜡0.8%,树脂肪4.5%,甘露醇1.8%,粘液质0.6%,没食子酸4.0%,苹果酸、果胶和草酸钙4.0%,树胶3.2%,菊糖1.0%,非结晶糖2.7%等[13]。
2 石榴皮的药理作用研究
2.1 抗菌作用:石榴皮所含的鞣质类、黄酮类成分是发挥抗菌作用的有效组分,这些化合物对机体的多种细菌和病菌具有比较强的抵抗作用,石榴皮经提取分离后所得到的化合物对痢疾杆菌有抗菌作用[14]。这些化合物在体外发挥不同程度的抗菌活性,抗菌谱广。
周本宏等报道的石榴皮中鞣质对淋球菌敏感性实验,石榴皮中的鞣质类成分对淋球菌的生长和增多具有阻止作用。国内学者进行了石榴皮的抑菌实验,实验过程中提取分离了2种化合物,并经理化鉴别确定为鞣质类和黄酮类成分,再进行这两类化合物的抑菌实验,采用了试管两倍稀释法对大肠杆菌、福氏痢疾杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和白色念珠菌等6种菌株进行体外抑菌实验[15],实验结果表明,石榴皮中的黄酮和鞣质类化合物对前4种细菌的生长都有抑制作用,而都有量效关系,鞣质类化合物的作用更明显,由此可以推断石榴皮中的鞣质和黄酮类化合物是治疗肠炎、痢疾、抗菌消炎的有效组分。后面的绿脓杆菌是易出现多重耐药性[16],此药中的鞣质类化合物对绿脓杆菌的最低抑菌浓度(MIC)是31.20μg/mL,而黄酮类化合物没有抑菌活性。石榴皮中对白色念珠菌具有抑菌作用的化合物仍是鞣质类成分,最低抑菌浓度为62.50μg/mL,黄酮类成分对白色念珠菌无抑菌作用。以上体外抑菌试验结果中可以看出,石榴皮中的鞣质类成分具有抗耐药菌的特性。
2.2 抗氧化活性:据相关文献报道[17],鞣质类化合物是石榴皮中的具有强大的抗氧化作用的活性成分之一,其抗氧化活性与成分含量成正相关。学者王丹苗、黄炳钰等进行了石榴皮提取物抗氧化作用研究,研究石榴皮提取物对食物中常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗氧化活性,分别进行羟自由基清除能力测定、超氧阴离子自由基(O-2·)清除能力测定和DPPH·清除能力测定试验,实验结果显示石榴皮甲醇提取物对溶液体系中产生的羟自由基、超氧阴离子自由基都具有清除作用,并表现出半抑制浓度(LC50)越小,清除自由基的能力越强[18]。
2.3 抗癌活性
2.3.1 抗胃癌活性:孙泽敏等进行石榴皮醇提物对胃癌SCG-7901细胞增殖的影响实验,体外培养人胃癌SCG-7901细胞作为研究对象,石榴皮用醇提有效成分,应用四唑盐(MTT)试验、集落形成实验、光镜、流式细胞仪等方法研究其对人胃癌SCG-7901细胞增殖的影响,实验结果显示石榴皮提取物浓度10~100μg/mL范围内明显抑制肿瘤细胞的增殖,呈量效关系,最低和最高抑制率分别为10.21%和75.27%。同时观察到胃癌细胞形态饱满,贴壁明显,细胞数目减小,细胞坏死等变化。集落形成实验结果表明石榴皮醇提物对人胃癌细胞克隆形成具有明显的抑制能力[19]。
2.3.2 抗前列腺癌活性:王春梅、马桂芝[20]等进行石榴皮多酚对人前列腺癌PC-3细胞增殖及凋亡的影响实验,采用MTT法测定了石榴皮多酚对人前列腺癌PC-3细胞的影响,分别检测最小浓度(0.065mg/mL)、最大浓度(4mg/mL)、最短时间(24h)、和最长时间(72h)的抑菌效应,结果表明,纯度为61.72%的石榴皮多酚浓度在4mg/mL,时间在72h的抑菌效果最强,这表明石榴皮多酚对人前列腺癌PC-3细胞的抑制作用呈时间依赖性和浓度依赖性,质量浓度越高,作用时间越长,对PC-3的增殖抑制作用也越强。
有关文献报道,石榴皮抑制人前列腺癌的作用机制有多种途径,呈现出多靶点、多组分协同作用,国内学者李佳[21]等经研究报道,石榴皮所含的有效成分抑制前列腺癌的作用机制主要有如下:① 诱导细胞凋亡:人前列腺癌细胞经石榴皮提取物处理后,促进细胞凋亡因子Bax和Bak的表达水平升高,凋亡抑制因子Bcl-XL和Bcl-2的表达水平降低,从而达到抑制前列腺癌增殖的目的。② 抑制癌细胞迁移和侵袭:国外学者Albrecht M[22]2004年发现石榴皮萃取物能显著抑制PC-3透过人造基质膜(Matrigel TM 膜),有效抑制癌细胞在体内的移植生长。③ 抑制癌细胞新血管生成:有关文献报道,石榴皮所含的鞣花单宁和石榴多酚在体内和体外均能抑制肿瘤细胞新生血管的形成,能显著降低血管内皮生长因子(VEGF)的蛋白表达量。④ 抑制前列腺癌细胞色素P450活性和基因表达。⑤ 抑制雄激素和雌激素受体间的信号转导:细胞信号转导在细胞的生长、 分裂、 分化和死亡过程中都起着重要作用, 随着对肿瘤研究的深入, 人们已经认识到肿瘤发生发展的本质是细胞信号转导通路失调, 导致细胞无限增值[23]。石榴多酚、富含鞣质的萃取物能有效地阻断雄激素将激活雌激素基因表达,阻断癌细胞在雄雌激素之间的转导。
2.4 抗消化性溃疡的作用:史李娜[24]等进行石榴皮多酚有效部位抗消化性溃疡的药效学研究,分别采用无水乙醇导致胃溃疡大鼠模型和幽门结扎法建立胃溃疡大鼠模型,并观察不同剂量的石榴皮多酚有效部位对胃溃疡大鼠模型的溃疡抑制作用及保护作用,研究结果显示:与正常组比较,胃溃疡模型组大鼠的胃溃疡指数明显升高;石榴皮多酚有效部位高剂量和中剂量组大鼠的胃溃疡指数降低,均能明显抑制大鼠乙醇型胃黏膜损伤,溃疡抑制率高。此外,研究表明石榴皮多酚有效部位可增加无水乙醇致胃溃疡模型大鼠中前列腺素(PGE2)的含量、提高一氧化氮(NO)水平、增强超氧物歧化酶(SOD)活性及降低丙二醛(MDA)含量,说明石榴皮多酚有效部位对无水乙醇致大鼠胃溃疡模型具有胃黏膜保护作用,其机制可能与促进胃溃疡上皮细胞合成,增加胃黏膜防御功能,减少攻击因素,进而减少自由基生成、降低抗脂质过氧化反应酶的消耗和调控 NO 水平有关。
3 结语
石榴是新疆,尤其是喀什有名的果树之一,石榴根、叶、花、果实、果皮、种子均含有多种药理活性成分。石榴皮是石榴的干燥果皮,主要包括鞣质类、石榴多酚、黄酮类、生物碱以及氨基酸等多种成分。石榴皮的药理活性往往由它所含的化学成分决定,石榴皮的药理作用很广泛,尤其是在抗菌抗病毒、抗氧化、改善心血管系统作用很明显。随着科学技术的发展,石榴皮有关抗前列腺癌、抗胃癌、抗乳腺癌等方面的研究报告也不断地增多,这些研究为石榴皮的进一步应用奠定了良好的基础。各种研究都证实了石榴皮对人体健康有很大的益处,虽然人们在平时生活中常食用石榴,却忽略果皮竟然有这么大的药理活性,也没有完全意识到石榴果皮的真正的药用价值。因此很有必要宣传石榴皮的开发应用前景,应该对石榴皮进行深入研究。
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2016年9月20日收稿
石榴皮的化学成分及药理作用研究进展 项目:一种抗阴道炎用洗剂的应用于开发,编号:2013CHYFH23 新疆生物医药化基金(2013.01—2015.01)复方没食子抗阴道炎外用洗剂的临床前研究,编号:2014531084 新疆科技厅(2013.10—2016.10)
R291.2
A
1006-6810(2017)01-0054-04
* 通讯作者:艾克白尔·买买提,男,北京大学博士,新疆阿克苏地区维吾尔医医院药物研究所所长,研究方向为分子药理学;akpar15@163.com]