桦褐孔菌的药用功能概述
2018-01-24张蕾王雪
张蕾,王雪
(牡丹江师范学院生命科学与技术学院,黑龙江 牡丹江 157012)
桦褐孔菌 (PhaeoporusobliquusJ. Schroet),也称作桦树茸、白桦茸,被赞誉为“西伯利亚灵芝”,是一种非常珍稀而名贵的药用真菌,生长在温度相对较低的俄罗斯西伯利亚地区的原始森林中,不能人工栽培,非常稀少,颜色呈现出深栗色,常在树皮破损及伤节处形成肉瘤状菌核,菌块性状为近球形或不定形块状。近年来随着人们生活质量的提高,更多的人开始了解天然食品和保健药物,由此引起世界各国学者对桦褐孔菌的广泛关注。
1 桦褐孔菌的药理活性
1.1 抗氧化、降血脂作用
抗氧化全称为抗氧化自由基,人体在与外界密切接触的过程中,具有强氧化性的自由基会不断的在体内产生并累积。大量研究表明,某些疾病、细胞癌变以及癌症的发生和机体衰老常常伴随着过量自由基的蓄积。常见的合成抗氧化剂可能具有生物毒性,以至于近年来新型抗氧化剂的开发热点主要为天然活性物质。梁丽雅等[1]的研究结果表明桦褐孔菌提取物在生物的体内和体外都具有强还原性,一方面可以有效清除氧化自由基,另一方面能提高机体消除超氧阴离子、羟自由基的活性,其中以乙酸乙酯作为萃取剂效果最为突出。另有研究发现桦褐孔菌菌丝体乙醇提取物有显著的抗氧化作用,不仅能够减少自由基的产生和清除自由基,而且乙醇萃取物较强的抗H2O2氧化活性可以显著抑制H2O2含量升高引起的小鼠血液中红细胞溶血的现象[2]。高愿军等[3]根据其对运动训练小鼠补充桦褐孔菌多酚的实验说明:运动小鼠灌胃桦褐孔菌多酚后其血液中具有抗氧化作用的酶(SOD、CAT、GSH-Px酶)的活性以及T-AOC能力都有明显提高,由此可推测桦褐孔菌多酚与小鼠抗氧化能力之间在一定的量效关系。天然物质中人参皂苷的强抗氧化自由基能力为人们所熟知,但有实验发现一定浓度的桦褐孔菌多糖能正相关提高老龄大鼠红细胞SOD酶活力,其作用效果与人参皂苷类似[4],此结论可为桦褐孔菌在天然抗氧化剂的开发方面增加了可行性。
血浆中的所有脂质成分(中性脂肪和类脂等)可以笼统的称为血脂,在检测血脂时最基础的两种物质为甘油三酯和胆固醇。许多疾病都与甘油三酯和胆固醇二者含量过高有明显关联,例如高血脂、继发性肥胖症、胆结石、冠心病以及某些器官的炎症等,严重时可能引起血管的狭窄,硬化,最终导致器官缺氧从而增加老年痴呆的几率。梁雅丽等[1]以高脂高胆固醇诱导雄性SD大鼠高血脂症模型为实验材料来观察大鼠血脂水平与氧化-抗氧化水平的关系,经高脂诱导后实验大鼠血脂有明显升高,但其机体与抗氧化作用相关的酶的活性下降明显,抗氧化能力因此下降,导致氧化代谢产物显著升高;饲喂桦褐孔菌醇提物后,高血脂大鼠机体抗氧化能力提升的同时血脂水平和脂质过氧化物则有明显下降,从而证明大鼠血脂水平与抗氧化水平之间有密切关系,为桦褐孔菌在成为应用广泛的降血脂药物方向提供了重要参考。
1.2 抗肿瘤方面的作用
1.2.1 肺癌。王立波等[5-6]首先应用MTT实验观察到具有抵抗突变作用的活性成分桦褐孔菌醇(Inotodiol)对于人肺A549细胞株的增殖有明显抑制作用,利用显微镜可观察到肺癌肿瘤细胞大多体积较原来缩小,且多数细胞存在凋亡小体;其次采用生物化学方法,凋亡形态学比对及流式细胞仪等操作手段对诱导肺癌细胞株凋亡实验的研究结果进行分析并得出结论:体外实验时Inotodiol可以在一定程度上产生对人肺癌A549细胞株增殖的抑制影响,同时表现出诱导肿瘤凋亡的作用,该成分主要的抑制效果主要体现在阻滞人肺癌A549细胞生长周期的DNA合成期(S期),但也可能与其启动凋亡信号,下调Bcl-2、上调Bax基因蛋白的表达有关。
1.2.2 肝癌。王文娟等[7]通过MTT检测实验表明桦褐孔菌能改变肿瘤细胞增殖周期使其滞留于G2期从而显著抑制肝癌细胞HePG2的增值,且在提高肿瘤细胞凋亡百分率的同时亦可增强其阻止肿瘤细胞异常分裂进程的作用。张慧丽[8]等发现桦褐孔菌多糖在体外通过诱导肿瘤细胞凋亡从有效抑制肝癌HEPG2细胞株,在体内对于小鼠S180肉瘤瘤株体内也有相似作用,且发现其多糖提取物与抑制细胞株的增殖能力之间存在一定量效关系。
1.2.3 胃癌。钟秀宏等[9]通过实验表明,一定浓度梯度的桦褐孔菌提取物能有效控制胃癌BGC-823细胞株的增殖,且根据细胞株的形态学观察结果可知抑制作用有明显的浓度依赖关系。崔涛等[10]也根据实验得出相似结论,并认为Inotodiol可能使相关蛋白质的生成量下降从而影响分裂周期中的S期最终实现对胃癌BGC-823细胞的抗癌效应。李英秀[11]等进行MTT比色法实验结果能表明桦褐孔菌提取物(0.5-16.0μg/ml范围内)在控制胃癌MGC-803细胞株增殖方面有一定效果,并表现出一定的量效关系;推测其生物学作用原理与Bcl-2蛋白等细胞凋亡抑制基因的表达程度关联较高。
1.2.4 其他肿瘤。女性人群中卵巢癌、宫颈癌和乳腺癌等恶性疾病的发病率有逐年递增趋势,对我国女性的生命健康造成影响。钟秀宏等[12]发现Inotodiol可能会启动细胞中caspase凋亡信号并在一定程度影响凋亡抑制基因Bcl-2和促进凋亡基因Bax的表达情况,这对人卵巢癌SKOV3细胞株的凋亡和阻止其增殖有促进作用。赵丽薇等[13]实验表明Inotodiol可体外诱导细胞凋亡并阻滞G1期从而抑制人宫颈癌Hela细胞,但能否体外抑制肿瘤生长还待进一步研究。王李俊等[14]通过MTT实验证明Inotodiol对人乳腺癌MCF-7细胞存在诱导凋亡的作用,且对其细胞增殖速率也有影响,从而推测其机制与增强细胞Casepase-3和PAPR活性有关。
众多实验表明桦褐孔菌有抗肿瘤方向有不可忽视的作用,对于多种癌症(如肝癌、肺癌、胃癌、宫颈癌、乳腺癌、卵巢癌等)的抑制效果良好,其作用机制多与阻滞细胞正常周期有关。桦褐孔菌不仅有被制成“茶煎剂、提取物、糖浆、注射(针剂)、坐浴剂、气雾剂”[15]等药物的先例,还能在一定范围内控制癌细胞的转移和降低癌症复发的可能性。对于饱受癌症折磨的患者而言,桦褐孔菌能够提升病人的耐受性,削弱放疗、化疗带来的不良反应[16]。
1.3 降血糖作用
糖尿病是一种血糖异常偏高的代谢性疾病,桉发病机理可分为四种类型,其中发病最多为Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。在全球范围内,Ⅱ型糖尿病发病率可高达90%左右。Ⅱ型糖尿病首先主要表现为胰岛素抵抗且同时伴有胰岛素分泌量减少的特点,而后发展为胰岛素分泌不足为主要因素并伴随胰岛素抵抗,最终引起血糖异常升高[17]。传统的口服降糖药虽然使用方便但降糖效果不太稳定,而且具有很强的肝肾毒,例如双胍类降糖药。而通过注射胰岛素降血糖不仅操作复杂且长时间应用后可能会引起一定的副作用,如低血糖、肥胖症、皮下结节或脂肪萎缩等。实验证明可通过灌胃桦褐孔菌水提物及醇提物来缓解实验性Ⅱ型糖尿病小鼠的一般症状,并且还可提高小鼠的体力、减轻炎症[18]。张香花等[19]通过对链尿佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型进行桦褐孔菌提取物治疗,发现大鼠的肾组织损伤病变有一定改善,且该物质也能起到保护胰岛和肝脏作用。陈艳秋等[20]发现人工培养和野生分布的桦褐孔菌都有相似的改善糖尿病的作用,且无论是桦褐孔菌的提取物还是其菌丝菌核等入药部位均可降低四氢嘧啶引起的小鼠血糖升高,但对正常小鼠没有明显作用,以此推测3种多糖粗提物在减轻四氢嘧啶对胰岛β细胞的损伤方面有保护和修复损伤作用。桦褐孔菌水提物不仅能抑制肝糖异生关键酶PEPCK活性从而避免肝过度糖异生,也可通过激活AMPK活性减少内源性葡萄糖的输出,从而达到治疗糖尿病的目的[21]。目前人们普遍认为桦褐孔菌中的多糖是天然物质中降血糖效果最好的,有报道称俄罗斯Komsolski制药公司生产的桦褐孔菌精粉对糖尿病的治愈率高于九成,被广泛应用于Ⅱ型糖尿病的研究和临床。
1.4 抗菌、抗病毒作用
植物病害主要由植物病原真菌引起,目前防治方法主要为化学农药。随着人们对于健康和环保的重视日益提高,高效且低毒性的生物农药越来越受重视。胡洋等[22]通过桦褐孔菌的醇提物探究桦褐孔菌抗真菌病害机制,发现该物质作用后可观察到稻瘟病菌菌丝、结构以及细胞壁厚度等都发生了一定变化;并且在探究其醇提物浓度与稻瘟病的孢子萌发的抑制率的关系实验中发现桦褐孔菌醇提物浓度高于3.125mg/mL时抑制率达94%,浓度高于6.25 mg/mL时抑制率均能达到100%,该实验结论为桦褐孔菌提供成为生物农药的可能性。桦褐孔菌对于抑制细菌也有一定的作用,刘迎秋等[23]发现桦褐孔菌多种提取物可以使大肠杆菌ERcat、金黄色葡萄球菌ATCC25923的生长速率减慢,且其甲醇提取物浓度在10mg/mL左右时对大肠杆菌ERcat的抑菌率可达八成以上。
在抗病毒方面,桦褐孔菌的效果也很突出。桦褐孔菌提取物能抵制巨细胞形成的活性且毒性很低,能够有效作用于热干的菌丝体,并在浓度为35μg/mL可以阻止HIV的感染[24]。Ichinura等报道了从桦褐孔菌中萃取出的物质能够抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)Ⅰ型病毒蛋白酶的活性,并且确认分子量较高的木质素类物质为发挥作用的关键物质[25]。
目前,已有10余种化合物单体从对桦褐孔菌子实体乙酸乙酯萃取物中分离出来,对其进行细胞毒性实验和抗HSV-1病毒活性研究后发现其中3-羟基羊毛甾-8,24-二烯-21-醛的抗HSV-1病毒活性较强,为抑制疱疹病毒提供科学依据[26]。
1.5 其他药理作用
桦褐孔菌是一种补药可以增强免疫系统能力,抑制血小板聚集,而且是血液的清洁剂和身体的止痛剂,对于皮肤过敏、某些胃肠道疾病带来的呕吐、腹泻、溃疡以及器官炎症有一定治疗效果。李佳佳等[27]通过实验发现桦褐孔菌多糖能抑制弓形虫的生长繁殖速率,其水煎剂和白桦脂醇虽也有相似作用但不如多糖,该结论为进一步开发抗弓形虫新药提供依据。有实验发现,氢化可的抗炎活性不如山羊甾醇、inotodiol和trametenolicacid acid等天然物质,但是此类物质起抗炎作用的机制尚未查明,等待进一步研究[28]。
2 前景与展望
目前,桦褐孔菌并没有进入人工培育阶段,野生品种须在桦树上生长10-20年才有较好疗效,所以价格昂贵,一般用来制作饮料、面包、饼干、色素原料、中药材辅助品等。由于桦褐孔菌在药用领域展示出巨大疗效(尤其以抗肿瘤、抗艾滋病为主),使世界各国都已加大对其的研究力度,其中以韩国、日本、美国为主。我国东北地区虽存在着部分的桦褐孔菌资源,但研究还不够深入且其野生资源已陷入稀有状态。在桦褐孔菌的探索上可将中医药传统理论与现代科学手段相结合或根据天然药物化学理论,找到其药理作用突出的有效化学成分和有效部位,并从中发现药量与药效的关联,可为继续探索桦褐孔菌的其他药理作用做准备。