柴胡黄酮类抗氧化作用机制最新研究进展*
2017-03-06程玉鹏李弘琨马爱萍李天聪宁愿王洪月黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨50040哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨50025
程玉鹏,李弘琨,马爱萍,李天聪,宁愿,王洪月(.黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨50040;2.哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江哈尔滨50025)
综述
柴胡黄酮类抗氧化作用机制最新研究进展*
程玉鹏1,2,李弘琨1,马爱萍1,李天聪1,宁愿1,王洪月1
(1.黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨150040;2.哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150025)
柴胡黄酮类化合物是柴胡中除皂苷外另一种重要的药用活性成分,有保肝、利胆、退黄等功效。柴胡茎叶中含有较高抗氧化活性的黄酮类化合物,毒性小、安全性高,是非常有开发前景的天然抗氧化剂。本文总结了柴胡黄酮类抗氧化作用机制研究的最新进展,从抑制或清除自由基的产生、激活体内抗氧化体系等进行了综述,为其在临床的进一步应用提供参考。
柴胡;黄酮类化合物;抗氧化机制
柴胡是一种被我国重点保护的传统野生中药材[1]。2015版《中国药典》将其正品收载为伞形科植物柴胡Bupleurum chinense DC.或狭叶柴胡Bupleurum scorzonerifolium Willd.的干燥根。柴胡原名茈胡,记载于《神农本草经》、《伤寒论》等著作,位列上品,性味苦、微寒,有疏肝解郁、升阳功效[2]。
柴胡中含有多种活性成分如皂苷、黄酮、挥发油、木脂素及多糖类等[3]。其中黄酮类化合物是柴胡中除皂苷外另一种重要的药用成分,主要分为山柰酚、槲皮素和异鼠李素3种苷元类型,其中分离得到常见的化合物包括水仙苷(narcissin)、芦丁(rutin)、异鼠李素(isorhamnetin)、广寄生苷(guaijaverin)、槲皮素(quercetin)等[4,5]。大部分黄酮类活性成分存在于柴胡茎叶,在保肝、利胆、退黄等方面有显著作用,而且还是一种良好的活性自由基清除剂,能够增强免疫调节、抗衰老、抗肿瘤等[6,7]。自由基损伤机制与肝损伤机制存在共同通路,柴胡黄酮类化合物可以利用共同通路的机制和差异来抵抗机体内存在氧化受损的自由基,从而发挥其抗氧化作用[8]。本文概述了柴胡黄酮化合物抗氧化机制研究的最新进展。
1 抑制或清除自由基的产生
柴胡黄酮化合物是由分子中众多的羟基与自由基相互作用,生成结构稳定的半醌式,达到抑制或清除自由基产生的效果[9]。也就是说与超氧阴离子反应时,阻断自由基的连锁效应[10];与诱导氧化的过渡金属离子络合[11]。体内抗氧化调节作用是通过降低产生自由基途径中过渡金属离子的氧化还原能力以及削弱过氧化物程度来实现的。机体的自由基容易与生物膜中的不饱和脂肪酸发生脂自由基过氧化链式反应。柴胡黄酮化合物可与自由基(也就是脂质链式氧化产生的中间产物)相互作用,停止链式反应,抑制脂质氧化[12]。大量黄酮类化合物已被证明是有效的抗氧化剂,由于他们有能力捐赠电子和氧化黄酮类化合物的稳定[8,13]。
吴梓春等[14]通过检测小叶黑柴胡总黄酮提取物对多种自由基的清除效果,得出了柴胡总黄酮提取物对邻苯三酚自氧化体系产生的超氧阴离子(·O2-)有一定的清除作用,对羟氧自由基(·OH)有抑制作用,且总黄酮提取物浓度与这三项指标达到了明显的正相关,证实小叶黑柴胡总黄酮提取物抗氧化性与VC相当。有研究表明,黄酮类化合物对体内的多种氧化酶均有不同程度地抑制作用[15],实现抑制自由基的产生。李帅等[16]研究发现,黑柴胡黄酮通过对·DPPH、ABTS+的清除能力及还原力的检测,从而证实柴胡黄酮类化合物具有较好的抗氧化性。Reneta等[17]研究欧洲柴胡黄酮类化合物的抗氧化和保肝作用,采用DPPH、ABTS法以及和肝细胞微粒体自由基活性的测试,结果表明芦丁的自由基清除率较高,还证实柴胡总黄酮提取物中分离得到的水仙甙和芦丁不仅清除自由基还可抑制自由基的产生。
2 激活体内抗氧化的体系
高浓度的自由基如·O2-氧化应激敏感,会影响线粒体电子传递,增加机体氧自由基(ROS),造成机体受损。因此,如果ROS生成超过抗氧化效力,会导致组织中氧化毒素的积累,也就是“氧化应激”效应[18,19]。柴胡黄酮类化合物大多通过调节体内原有的抗氧化系统中抗氧化酶的活性,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等,抵制体内自由基激活,达到抗氧化效果;也可以通过一些低分子物质如VC、VE和GSH等起到抗氧化的作用。其中SOD可清除·O2-、减少生成羟自由基的含量;GSH-Px可清除过氧化氢(H2O2)和过氧化脂(LPO),抑制·OH的产生;而CAT可清除红细胞及线粒体中的H2O2[20-23]。
孙蓉等[24]通过柴胡肝毒性氧化损伤的实验发现,大鼠体内增加丙二醛(MDA)的含量,使线粒体氧化磷酸化功能受损,同时发生渗漏,产生更多的· O2-,造成肝细胞损害;大鼠体内SOD活性下降,会降低清除超氧化物得能力,导致细胞凋亡。马喜桃等[8]在D-Galn诱导的大鼠急性肝损伤的实验中,降低血浆MDA水平、升高SOD水平、减轻脂质过氧化程度,揭示了其保肝抗氧化机制:通过增加机体抗氧化酶含量,增强自身清除自由基的能力。研究显示[25],机体同时增强SOD和CAT的活性能降低机体氧化损伤。
3 展望
当前,柴胡黄酮含量与其抗氧化作用能力呈现一定相关性,但不完全是线性相关,浓度与清除率之间的关系仍需深入探讨。因此,为探究柴胡黄酮类化合物抗氧化机制,应开展柴胡黄酮类化合物与多种氧化酶之间相互关系的研究,以及柴胡黄酮类化合物抗氧化性与其成分、结构等密切关系的研究,进一步加强对柴胡黄酮类化合物发挥抗氧化作用的内源性分子靶点的研究。要从分子水平上更深入地探索抗氧化机制的本质,研究柴胡黄酮类化合物对体内多种抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-Px)的mRNA表达的影响,更深入地挖掘出柴胡黄酮类新的应用。
柴胡黄酮化合物的抗氧化药用成分是一种较为新颖的天然抗氧化剂,能较为安全、低毒地清除体内多余的自由基,延缓衰弱并减轻自由基所产生的一些病症。同时,开发柴胡中挥发油类、多糖类、木质素、香豆素等其他成分的应用价值,明确有效成分及作用机制,对于指导现代临床应用、拓宽传统用药范畴具有重大意义。通过现代生物科技手段与中医药理论知识指导相结合,使传统野生中药柴胡及其分离得到的化合物更好地应用于临床。
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Latest progress on antioxidantmechanism of flavnonids from bupleurum*
CHENG Yu-peng1,2,LIHong-kun1,MA Ai-ping1,LITian-cong1,NING Yuan1,WANG Hong-yue1
(1.School of Pharmacy,Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,China; 2.School of Life Science and Technology,Harbin Normal University,Harbin 150025,China)
In addition to saikosaponins,flavonoids is another important medicinal ingredient in Bupleurum. Composition of the class has a role in the hepatoprotective,choleretic,jaundice.The antioxidant activity of the total flavonoids with Bupleurum ismainly exist in the part of its stems and leaves,so it is the most promising natural antioxidants.Research progresses in the antioxidant mechanism of flavnonid by inhibition free radical produce, scavenging free radical,against lipid per-oxidation and strengthening the activity of antioxidant system were summarized in this paper.Itwill provide reference for further application of saikosaponins in clinical practice.
Bupleurum;flavnonids;antioxidantmechanism
R285
A
10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170747
2017-03-14
黑龙江省自然科学基金项目(H2015042);国家自然科学基金项目(81573539);黑龙江中医药中青年科技攻关项目(ZQG-040);黑龙江省教育厅基金项目(12531621)
程玉鹏(1966-),男,博士,副教授,硕士研究生导师,主要从事中药生物技术应用研究。