天麻提取物的抗癫痫和神经保护作用
2017-04-02潘永丽刘金之
潘永丽，张 涛，刘金之
山东省千佛山医院保健神经科，山东 济南 250014
天麻提取物的抗癫痫和神经保护作用
潘永丽，张 涛，刘金之
山东省千佛山医院保健神经科，山东 济南 250014
本文从天麻提取物的抗癫痫和神经保护作用这2个方面阐述了天麻提取物的临床治疗作用。药理学和分子学水平的研究均表明，天麻提取物具有多种功效。本文对天麻提取物中的生物活性成分及其抗癫痫和神经保护作用的研究进展进行综述。
癫痫；天麻提取物；神经保护
ABSTRACTThis paper expounds the clinical therapeutic efficacy of extracts fromGastrodia elataBlume on anticonvulsant and neuroprotective effects. The studies based on pharmacology and molecular level have shown that the extracts fromGastrodia elataBlume has a variety of effects. In this paper, the research progress in bioactive constituents in the extracts fromGastrodia elataBlume and its anticonvulsant and neuroprotective are reviewed.
KEY WORDS:Epilepsy; Extracts fromGastrodia elata Blume; Neuroprotection
天麻（Gastrodia elataBlume）是一种传统的中草药，《神农本草经》称其为赤箭，又名定风草、独摇芝，属于兰科天麻属多年生草本植物，具有熄风定惊、平肝潜阳、通络止痛、益智健脑、延缓衰老之功，广泛应用于临床实践[1]。天麻素是从天麻根状茎中提取出的药理学有效成分，此外还含有4-羟基苯甲醇、4-羟基苯甲醛、香兰素、香荚兰醇和香草醇以及铁、氟、锰和锌等微量元素。现代药理学研究证实，天麻素是天麻的有效单体，具有镇静、抗惊厥、抗癫痫、镇痛、增加脑血流量以及改善椎基底动脉、小脑前下动脉、小脑后下动脉、迷路动脉和内耳供血不足的作用，还具有保护神经细胞、促进心肌细胞能量代谢等功能。天麻在临床上被广泛地应用于眩晕（梅尼埃病、药物中毒性眩晕、前庭神经元炎、头痛（神经衰弱及神经衰弱综合征、血管性头痛、紧张性头痛、脑外伤综合征、偏头痛等）以及高血压的辅助治疗。本文对天麻提取物中的生物活性成分及其抗癫痫和神经保护作用的研究进展进行综述。
1 天麻提取物的有效成分
迄今为止，已从天麻中提取出许多化学成分，包括天麻素、4-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲醇、香荚兰醇、香草醇、多糖、维生素A类物质和黏液质等。其中，天麻素及其衍生物是最主要的有效成分，含量较高。天麻素的化学名为对羟甲基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷，天麻醚苷的化学名为双-（4-羟苄基）-醚-单-β-D-吡喃葡萄糖苷；此外，还含有对羟基苯甲基醇、对羟基苯甲基醛、4-羟苄基甲醚、4-（4’-羟苄氧基）苄基甲醚、双（4-羟苄基）醚和三[4-（β-D-吡喃葡萄糖氧基）苄基]枸橼酸酯。
2 天麻提取物有效成分的抗癫痫作用
2.1 天麻素的抗癫痫作用
癫痫是一种常见的严重神经系统疾病，以脑神经元异常放电引起反复痫性发作为特征，是发作性意识丧失的常见原因，威胁着全球6 000万人的健康[2]。牛脑的体外实验发现，从天麻甲醇提取物正丁醇萃取部分提取得到的天麻素，能够不可逆转地抑制琥珀酸脱氢酶的活性，继而减少突触间γ-氨基丁酸的降解，从而发挥抗癫痫的作用[3]。遗传性癫痫模型的研究发现，天麻素可以减少癫痫发作的次数[4]。Wong等[5]的研究证实，天麻素能够减少癫痫鼠颞叶和海马区缝隙连接蛋白43（connexin 43，Cx43）的表达，抑制异常缝隙连接的形成和突触重塑，从而间接减少新的电突触的数量和电传导性，发挥抗癫痫的作用。陈小银等[6]报道，天麻素可以通过抑制谷氨酸的活性或提高海马区中γ-氨基丁酸的活性，降低大脑皮质的兴奋性。有学者利用皮罗卡品颞叶癫痫大鼠模型验证了这一作用[7]。Tg2576转基因鼠动物模型实验发现，天麻素可以减少β淀粉样蛋白在大脑皮质和海马区的沉积。Ha等[8]研究发现，10 μg/mL 4-羟基苯甲醇显示出极弱的抑制γ-氨基丁酸转氨酶活性的作用。然而，Choi等[9]的研究却得到了相反的结果。因此，应对此作进一步的研究。
2.2 4-羟基苯甲醛的抗癫痫作用
Ha等[10]发现，4-羟基苯甲醛（天麻甲醇提取物醚萃取物中提取的化学物质）可有效抑制γ-氨基丁酸转氨酶的活性，发挥抗癫痫作用；4-羟基苯甲醛相较于丙戊酸可以更有效地抑制γ-氨基丁酸转氨酶的活性，因此具有更好的抗癫痫作用。
2.3 香兰素和香荚兰醇的抗癫痫作用
Hsieh等[11]研究发现，经过香草素预处理的氯化铁癫痫模型大鼠的湿狗样抖动次数减少可能与香荚兰醇的抗氧化作用有关。香兰素能够通过结合内源性受体激动剂来调控γ-氨基丁酸神经元的神经信号传导[8]，由此推断谷氨酸诱导的人类神经细胞系IMR-32的细胞凋亡和细胞内钙离子的增加可能是4-羟基苯甲醛和香兰素抗癫痫作用的共同机制。
2.4 天麻提取物中其他有效成分的抗癫痫作用
天麻甲醇提取物正丁醇萃取部分中的β-D-吡喃葡萄糖苷能够在一定程度上抑制γ-氨基丁酸转氨酶的活性，但其作用弱于丙戊酸[8]。放射性标记的海人酸诱导癫痫的Wistar大鼠模型研究显示，大鼠大脑皮质中含有的S-4羟苄基谷胱甘肽显示出与谷氨酸和谷胱甘肽较弱的亲和力[10]；而天麻水提取化合物中也含有S-4羟苄基谷胱甘肽。Shin等[12]观察了天麻甲醇提取物对可卡因诱导癫痫鼠急性发作的影响，结果发现天麻甲醇提取物能够显著延迟可卡因诱发的癫痫鼠的癫痫发作的起始时间，并缩短癫痫的发作时长。此外，海人酸诱导癫痫鼠模型研究发现，一种天麻甲醇提取物的乙醚萃取部分可以延迟神经行为变化的开始时间，减少海人酸导致的癫痫发作次数，减轻海马CA1和CA3区神经元的损伤程度[13]。Ha等[10]在戊四氮点燃模型中也得到了相似的结果。另有研究发现，经天麻水溶性提取物处理的海人酸诱导的癫痫大鼠的3种惊厥行为的发作次数（湿狗样抖动、肢体震颤和面肌痉挛）均有所减少[14]。上述研究均表明，天麻根状茎提取物抗癫痫的作用机制较为复杂，有待进一步研究。
3 天麻提取物有效成分的神经保护作用
3.1 天麻提取物有效成分对神经细胞的保护作用和抗细胞凋亡活性
天麻素、4-羟基苯甲醛或天麻的甲醇、乙醇和氯仿提取物均可减少β淀粉样蛋白的沉积。还有研究报道，天麻提取物对嗜铬细胞瘤PC12细胞、原始神经细胞和BV2小胶质细胞均具有保护作用[15-16]。此外，50%的天麻乙醇提取物都对海人酸诱导癫痫大鼠的神经细胞损害具有保护作用，其具体机制可能是抑制一氧化氮合酶的合成和小胶质细胞的过度激活，阻止细胞凋亡[17]。天麻素还能够诱导血红素氧合酶1的表达，保护人类多巴胺能神经细胞SH-SY5YS免受1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶MPTP/1-甲基-4-苯基吡啶离子诱导的细胞氧化毒性作用[18]。帕金森病动物模型研究发现，天麻素可以阻止帕金森病大鼠脑内多巴胺递质的耗竭，减少反应性星状细胞的增生，有效阻止神经元细胞凋亡，显著缓解帕金森病患者的临床症状。
3.2 天麻提取物有效成分的抗氧化活性
天麻乙醇提取物通过脑源性神经营养因子上调磷脂酰肌醇3-激酶信号转导通路，对谷氨酸诱导小鼠海马系HT-22细胞产生的兴奋性神经毒性具有保护作用[19]。天麻素还能有效降低因缺氧造成的皮质神经细胞损伤，这可能是由于细胞外谷氨酸水平的下调[20]。香兰素、4-羟基苯甲醛和4-羟基丁基丙烯酸还可明显减少氧化应激反应和兴奋性神经毒性，并且抑制CA1区神经元的死亡[21]。
3.3 天麻提取物有效成分对神经突触可塑性的保护作用
天麻提取物有效成分在去离子化水中可以控制蛋白酶体的降解途径，加快神经细胞的再生进程[22]。此外，天麻提取物有效成分对胁迫相关蛋白和神经保护因子可表现出明显的抑制作用，从而导致不同的神经再生方式及再生能力，这都与神经突触的可塑性有关。
4 小结和展望
综上所述，天麻提取物有效成分通过降低突触间γ-氨基丁酸的降解、抑制谷氨酸的活性、抑制胶质细胞的激活、促进细胞凋亡以及抑制多巴胺能神经元等途径，发挥抗癫痫和神经保护作用。
迄今为止，有关天麻提取物应用于临床治疗的研究尚不多，因此使其应用受到了限制；并且，大多数已经发表的天麻提取物的研究选用的都是其总提取物，因此有待进一步提取和纯化有效成分。有关天麻提取物药效学和药动学的研究，应更多采用天麻的天然成分来验证药理学机制，并寻找天麻活性成分的代谢物。此外，由于草药市场的需求增加，尤其是野生天麻的来源急剧减少，当前天麻的价格日益昂贵，从而导致市场上有人将其他中草药掺杂在天麻中。因此，如何完整、准确地检测和评估天麻样本的质量，对多种活性成分中的单一活性成分进行检测，并且在混合草药中鉴定天麻成分，以确保和维护天麻的临床疗效和药物的稳定性，均有待进一步研究。
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Anticonvulsant and neuroprotective effects of extracts fromGastrodia elataBlume
PAN Yongli, ZHANG Tao, LIU Jinzhi
Health Care Department of Neurology, Qianfoshan Hospital of Shandong Province, Jinan 250014, Shandong Province, China
10.12022/jnnr.2017-0039
潘永丽, 张 涛, 刘金之. 天麻提取物的抗癫痫和神经保护作用[J]. 神经病学与神经康复学杂志, 2017, 13(3):142-145.
张 涛
E-MAIL13791125136@163.com
To cite:PAN YL, ZHANG T, LIU JZ. Anticonvulsant and neuroprotective effects of extracts fromGastrodia elataBlume[J].J Neurol and Neurorehabil, 2017, 13(3):142-145.
CORRESPONDING AUTHORZHANG Tao
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Received July 10, 2017; accepted for publication September 7, 2017
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