阿胶的化学成分及药理作用研究进展
2018-01-25杜怡波樊慧蓉综述昭审校
杜怡波,樊慧蓉综述,阎 昭审校
(1.天津医科大学肿瘤医院药理研究室,天津市肿瘤研究所,国家肿瘤临床医学研究中心,天津市“肿瘤防治”重点实验室,天津300060;2.中国医学科学院放射医学研究所,天津300192)
长期以来阿胶的关键材料是驴皮[1],驴皮来源于马科动物驴,驴广泛分布在中国的北方,是一种常见的家畜。阿胶是一种凝胶块状制品,属于少数疗效明确的传统中药之一。阿胶含有明胶、蛋白质赖氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸、微量元素等多种有效成分,有耐缺氧、耐寒冷、抗疲劳、增加体内钙摄入量、抗辐射、抗肿瘤、增强免疫、抗休克、增强记忆、促进造血功能、促进骨愈合等作用[2-4]。在中国,两千多年来阿胶作为一种保健食品和传统中药被广泛地应用于养生和临床治疗。由于阿胶的效果显著,并且随着近代医药研究手段的迅速发展,对阿胶的研究也更加深入。基于此本文综述了阿胶的化学成分、药理作用及在临床上的应用情况,以期为传统中药的研发与临床应用提供参考。
1 化学成分
研究化学成分对于传统中药的发展是至关重要的。这些化学成分对于理解药物作用机制有很重要的意义,并且可以在药物研发的发展中提供理想的生物资源。陈佳等[5]采用一种专属性检测方法检测复方阿胶浆中的阿胶,利用超高效液相色谱-三重四极杆质谱对阿胶的专属性特征分子离子峰m/z 539.8(双电荷)→612.4和m/z 539.8(双电荷)→923.8进行检测,方法高效、快速、专属,可有效检测复方阿胶浆中的阿胶成分。目前,从阿胶中分离的几种化学成分包括氨基酸、蛋白质、多糖、挥发性物质及无机物等。
1.1 氨基酸 氨基酸是阿胶中含量最丰富的化学成分,研究报道采用全自动氨基酸分析仪分别测定18家企业共18批次阿胶中17种氨基酸的含量,再对含量数据进行主成分分析和聚类分析,以了解各种氨基酸之间的联系,并将相似的阿胶产品进行集合与分类,结果显示除1批次阿胶外,其余17批次均含有17种目标氨基酸,包括苏氨酸(Thr)、缬氨酸(Val)、甲硫氨酸(Met)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)和赖氨酸(Lys)7种人体必需氨基酸,尤其以甘氨酸(Gly)和脯氨酸(Pro)的含量较高;氨基酸总含量介于66.1%~82.0%之间,相差较大。从阿胶中提取得到4个主成分,累积贡献率达到89.578%,并认为Pro、丙氨酸(Ala)、谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)、Leu、Ile、Thr是阿胶的特征氨基酸。聚类分析得到表征3张市售阿胶树系图,欧式距离系数均在0~25之间变动。并且不同企业阿胶中各种氨基酸的含量也有一定差异,阿胶中蛋白质成分主要为胶原蛋白,可以利用测定氨基酸含量来监控阿胶质量[6]。
1.2 蛋白质 阿胶中蛋白质用凯氏氮测定法测出含量在74.56%~84.94%。驴皮精炼的过程以及驴皮的构成蛋白可以为阿胶的构成研究提供线索,驴皮中检测出3种主要蛋白胶原蛋白α1(I),胶原蛋白α2(I)和驴血清白蛋白,它们在总蛋白中的含量分别是12.6%、11.67%、和19.6%[7]。通常认为明胶是阿胶中含量最多并且最具生物学活性的化学成分,它是部分胶原蛋白水解后多肽和蛋白质的混合物,每一种动物都有特有的标志肽,通过LC-MS/MS多反应监测方法来鉴别,检测阿胶中是否还有其他动物成分[8]。
1.3 多糖 多糖是驴皮中的重要成分,迄今为止从阿胶中分离出的只有硫酸皮肤素一种,硫酸皮肤素(DS)是一种天然糖胺聚糖,区别于硫酸软骨素的表现形式艾杜糖醛酸(一种C-5异构的D-葡萄糖醛酸)[9]。糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAG)为广泛存在于动物结缔组织中的一类由氨基己糖和糖醛酸及其它们异构化或硫酸化残基以双糖单位重复构成的直链多糖[10]。
1.4 挥发性物质 阿胶带有特殊的腥味,气相色谱-质谱联用法分析阿胶中的腥味物质,从阿胶中检测出总共23种挥发性物质。这些挥发性物质主要包括酯类、酮类、卤代烃类化合物、杂环化合物和其他类物质[11]。
1.5 无机物 目前通过原子吸收法、发射光谱和电感耦合等离子体原子发射光谱法已发现8种无机氧化物和26种无机元素。钙氧化物(0.18%)和钠(0.35%)分别是无机物中的高含量物质。阿胶中金属元素主要有 K、Na、Ca、Mg、Fe、Al、Mn、Zn、Cr、Pt、Pb、Mo、Sr等;微量元素有 Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Ni、V、Sr等[12]。
1.6 其他成分 研究发现阿胶中还含有亚麻酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯,它们的含量范围分别为 19.00~114.00、157.88~947.28、48.56~291.36、5.52~33.12、17.60~105.60 μg/mL;经过研究同时表明,用核桃油代替豆油生产制作阿胶,可提高产品中不饱和脂肪酸的含量[13]。
2 药理作用
2.1 对血液疾病的抑制作用 据报道阿胶可治疗多种血液疾病,具有抗失血性贫血、抗溶血性贫血作用;可明显升高失血性贫血小鼠的红细胞和血红蛋白、白细胞作用[14]。
2.1.1 抗贫血作用 作为传统中药,阿胶作为临床补血良药已经有超过两千多年的历史,然而直到近代运用药理方法对阿胶抗贫血作用过程进行的研究却很少。据报道采用60Co放射线、环磷酰胺、氯霉素所致骨髓抑制的小鼠模型,研究复方阿胶浆对骨髓抑制小鼠的造血功能的影响,结果显示复方阿胶浆能够显著提高小鼠外周血细胞和骨髓单核细胞数量、增加小鼠体质量、逆转胸腺和脾萎缩,并且存在剂量相关性[15]。研究发现阿胶可以改善患地中海贫血孕妇的症状,并且不影响体内铁元素[16]。临床上对患者进行常规治疗的基础上联合复方阿胶浆进行治疗,结果显示服用复方阿胶浆的患者的治疗效果明显优于没有服用的患者,差异有统计学意义(P<0.05),且其安全性高[17]。
2.1.2 血小板减少症治疗 止血是数千年来记录下来的阿胶的另一种重要的治疗作用,现代药理研究理论中,血小板的主要生物学功能是通过形成血栓来阻止出血及保持血管完整性,血小板是原发止血中必不可少的,但也是二次止血最密切相关的细胞,因为它们提供凝血酶产生的场所[18]。据报道复方阿胶浆联合个性化综合护理可有效缓解宫颈癌化疗所致骨髓抑制,明显提高血小板水平[19]。
2.1.3 增加白细胞 白细胞是先天免疫的主要吞噬细胞和最终效应细胞,起到清除细胞外病原体的重要作用[20]。阿胶提高白细胞水平的作用受到越来越多研究者的密切关注,李敏等[21]研究发现阿胶经酶解后相对分子质量减小且具有显著的补血升白作用。研究发现阿胶与化疗药联用可以改善单独使用化疗药导致的白细胞减少症[22]。干燥综合征是一种自身免疫性疾病,它引起的白细胞减少症常用鲨肝醇、腺嘌呤等药物治疗,尽管升高白细胞作用迅速,一旦停药,白细胞会继续减少,长期应用副作用大,通过临床对照观察,发现复方阿胶浆在治疗干燥综合征导致的白细胞减少症方面有显著效果[23]。
2.2 抗衰老 研究表明氧化应激随着年龄增长也会不断加剧[24]。活性氧自由基(ROS),具有很强的生物活性,易与细胞成分反应,造成生物膜系统和生物结构的损坏,使蛋白质失活,引起细胞DNA、RNA在结构和功能上的损害,这些过程会造成细胞突变、衰老和凋亡[25]。阿胶在中国作为一种养生药,始终被认为具有抗衰老的作用。据报道将复方阿胶浆分解成碎片进行调查研究,72种成分通过液相色谱-质谱联用仪检测鉴定,结果显示阿胶中的咖啡酰奎尼酸、桃叶珊瑚苷等成分可以缓解H2O2诱导的氧化损伤[26]。
2.3 抗肿瘤作用 肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化而形成的新生物,可能会危及生命[27]。目前治疗肿瘤主要包括手术、放疗、化疗、中医药及生物治疗等。化疗,又称为化学治疗,是用化学合成药物治疗疾病的方法,是治疗肿瘤重要手段之一。但多数的抗肿瘤药物在杀伤肿瘤细胞的同时,往往对正常细胞也有不同程度的损伤,因此就会出现一系列的毒副反应[28]。复方阿胶浆通过调节细胞分化、生长、增殖和凋亡来抑制肿瘤,并且因其能增加造血和增强免疫力,可以作为辅助用药[29]。孙叙敏等[30]研究发现复方阿胶浆的抗肿瘤作用可能与下调肿瘤组织中CyclinD1、CD44的表达水平,干预细胞周期、抑制肿瘤的侵袭性有密切关系,并有可能改善预后。
2.4 免疫调节作用 免疫是人体的一种生理功能,人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入人体的抗原物质(如病菌等),或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等,以维持人体的健康。刘元涛等[31]研究发现阿胶经过仿生酶解后,更易于人体吸收,提高免疫力的作用增强。卢艳等[32]研究发现阿胶枣具有较强的调节小鼠免疫功能、调节小鼠体液免疫功能和调节小鼠巨噬细胞吞噬功能的作用,同时,阿胶枣各剂量组均未见免疫抑制现象。
2.5 骨骼修复作用 常德有等[33]的一项研究表明阿胶对肉瘤大鼠的成骨细胞增殖没有影响,但是通过提高体外碱性磷酸酶的合成对成骨细胞的分化有明显的作用。贾玉民等[34]研究发现,阿胶补肾健骨方给药大鼠血清中 PICP、CN、1,25(OH)2D3、25(OH)D3的含量及肾脏VDR基因的表达水平明显高于(P<0.05)模型组,表明阿胶对骨质疏松有防治作用。
2.6 抗炎作用 炎症是十分常见而又重要的基本病理过程,体表的外伤感染和各器官的大部分常见病和多发病(如疖、痈、肺炎、肝炎、肾炎等)都属于炎症性疾病。阿胶具有抑制哮喘Th2细胞优势反应的作用,而调节Th1/Th2型细胞因子平衡时,减轻哮喘大鼠肺组织嗜酸性细胞炎症反应[35]。李洪梅等[36]研究发现复方阿胶颗粒对成年大鼠血清卵泡刺激素和雌二醇水平具有降低作用;复方阿胶颗粒高剂量组可明显提高小鼠网状内皮系统吞噬功能,提高廓清指数K值和校正廓清指数α值,与模型对照组相比具有显著性差异;复方阿胶颗粒对巴豆油致小鼠耳肿胀具有一定的抑制作用,结果表明复方阿胶颗粒具有调节激素水平、调节免疫和抗炎作用。
2.7 抗疲劳作用 李辉等[37]研究发现阿胶富含胶原蛋白、药效氨基酸和必需氨基酸等活性成分,能显著延长小鼠负重游泳时间,提高血红蛋白含量,减少运动后小鼠体内血清尿素氮的产生,显著提高小鼠肝糖原。张路等[38]研究BALB/C纯系雄性小鼠的负重游泳实验,结果显示复方阿胶浆组血乳酸、丙二醛血清肌酸激酶、乳酸脱氢酶等含量显著降低,血红蛋白、肝糖原、血清尿素氮等含量显著增加,SOD和谷胱甘肽过氧化物酶活性明显增强,表明复方阿胶浆可有效延缓疲劳的产生、提高机体组织对疲劳的耐受力。
2.8 其他作用 汝文文等[39]研究发现阿胶对绝经期大鼠卵巢颗粒细胞的凋亡及相关基因Bcl-2和Bax表达的影响,结果显示阿胶可使卵巢凋亡基因Blc-2表达增强,促凋亡基因Bax表达减弱,Bcl-2/Bax比例增加,证明阿胶可抑制卵巢颗粒细胞凋亡,进而改善卵巢功能。姚丽雯等[40]研究发现复方阿胶浆联合克罗米芬可更有效地调节体内性激素水平,促进卵泡发育,健全黄体功能,促进排卵,改善子宫卵巢血供,增强子宫内膜容受性,显著提高妊娠率。临床观察讨论后发现:中药阿胶、白及、锡类散联合保留灌肠,适用于绝大多溃疡性结肠炎的患者,治疗效果显著,并能有效防止复发。
3 展望
阿胶是通过蒸煮和浓缩方式从驴皮中提取的一种凝胶类似物,它作为传统中药已经被使用了两千多年。从阿胶中检测和分离出来的成分主要包括氨基酸、蛋白质/明胶、多糖、挥发性物质、无机物等。目前只对阿胶的部分有效成分做了研究,其他成分是否参与某些生物学作用尚不清楚,因此进一步研究活性成分及其药理作用机制,对于开发保健品和药品资源具有重要的意义[41]。随着我国医疗卫生事业的日益发展以及对外贸易不断扩大,阿胶产量虽逐年增加,但受阿胶原料驴皮资源所限,仍不能满足需要,为此科研人员研发以猪皮代替驴皮的新阿胶产品。临床试验观察几种血液病治疗结果,阿胶和新阿胶疗效基本相似[42]。如若以猪皮为原料的新阿胶得以推广使用,将对人民健康和医疗事业发展有重要的贡献。
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