母菊的研究综述与应用前景分析△
2019-03-08万文婷宋颜君许利嘉肖培根缪剑华
万文婷,宋颜君,许利嘉*,肖培根,缪剑华
1.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所,北京 100193;2.广西药用资源保护与遗传改良研究重点实验室,广西 南宁 530023
母菊,即德国洋甘菊,来源于菊科母菊属MatricariarecutitaL.(亦称MatricariachamomillaL.和ChamomillarecutitaL.)的干燥花序。一年生或多年生草本,头状花序异型,在茎枝顶端排成伞房状,舌状花1列,为白色;管状花为多数,花冠黄色。分布于欧洲、亚洲、地中海、非洲南部以及美洲西北部。在中国新疆北部和西部也有栽培,主要生于河谷旷野和田边。母菊是一种历史悠久、使用广泛的药用植物和香料植物,已被26个国家的药典收载,可用于抗炎、止痛、镇静以及治疗胃肠道痉挛等。现代药理研究证实,母菊对中枢神经系统、胃肠道系统有显著作用,还能够抗炎抗菌、降糖降脂、缓解关节疼痛等。挥发油是母菊最主要的有效成分,精油含量在0.2%~0.8%,最高可达1.9%。挥发油中含有母菊薁、合欢烯、甜没药萜醇等,其中母菊薁是挥发油中最有价值的成分之一,常作为评定药材质量的标准[1]。
母菊是非常流行的单味花茶,在西方每天消耗量达一万杯。此外,它也被用于化妆品、食品等领域。作为一种极具经济价值的植物,尚未在我国得到足够的关注,本文对母菊的活性成分、药理作用、安全性评价及市场前景进行综述,希望能为其进一步开发及利用提供参考。
1 化学成分研究
目前已从母菊中分离出120个成分。其中包括28个萜类化合物,36个黄酮类化合物和其他类56个化合物。
1.1 萜类
母菊薁、α-红没药醇及其氧化物是其挥发油的主要成分,挥发油成分包括:α-红没药醇(α-bisabolol)、α-红没药醇氧化物A和B(bisabolol oxides A和B)、母菊薁(chamazulene)、金合欢烯(farnesene)、洋甘菊酯I 和II(chamomile esters I和II)、金合欢醇(α-farnesol)、τ-杜松醇(τ-cadinol)、芳樟醇、橙花醇、香叶醇、β-石竹烯及石竹烯氧化物、α-葎草烯、叶绿醇、异植物醇、甲基棕榈酸酯、bisabolonoxide A、 spathulenol、spiroethers、cis/trans-en-yn-dicycloethers、 germacrene D、 (E)-nerolidol、 (Z)-和(E)-en-yn-dicycloethers、β-elemene、τ-muurolol 、 chamomillol、 bicyclogermacrene、 butyl 2-methylbutanoate、caryophyllene oxide、cis-β-ocimene、 citronellol、ethyl 2-methylbutyrate、ethyl 3-methylbutyrate、 ethyl hexadecanoate、β-eudesmol等[2-3],见图1。
1.2 黄酮类
主要成分有芹菜素(apigenin)、槲皮素(quercetin)、藤菊黄素(patuletin)、木犀草素 (luteolin)及其糖苷,万寿菊苷和香豆素[4]。
图1 母菊中的主要活性成分
2 药理活性
2.1 抗炎
母菊是抗炎止痛的良药,其抗炎作用已被现代研究证明。体外实验中,母菊中芹菜素能干扰人内皮细胞的白细胞黏附并上调其黏附蛋白[5],具有抑制白细胞介素-1(IL-1)诱导的前列腺素合成,肿瘤坏死因子诱导的IL-6和IL-8的产生,及脂多糖诱导的IL-6的产生[6]。
体内实验表明,母菊水提取物能够抑制由注射角叉菜胶和前列腺素E1引起的大鼠炎症反应和白细胞浸润[7]。其乙醇提取物外用能改善大鼠耳内表面的水肿;其挥发油对蛋清致大鼠足肿胀、棉球植入法致大鼠肉芽增生及二甲苯致小鼠耳肿胀、急性炎症、慢性炎症及对急性炎症引起的肿胀、渗出均有不同程度的抑制作用[8]。母菊中含有的β-红没药醇、母菊羧酸和chamaviolin均被证明能够抗炎,母菊羧酸和chamaviolin可能是通过抑制环氧合酶-2来发挥作用[9-10]。
2.2 中枢神经系统效应
母菊精油被认为具有良好的镇静作用。动物实验表明,吸入母菊精油可以减少促肾上腺皮质激素(ACTH)水平升高带来的压力,而精油与地西泮联合给药能降低ACTH水平,可能是其中的活性成分结合地西泮和γ-氨基丁酸受体起作用。进一步的临床实验发现,母菊注射液对自主神经系统有放松作用,包括减缓心率和减轻抑郁,提高皮肤温度。此外,母菊提取物能通过调节胆碱能活性和促进大鼠海马的抗氧化活性起到神经保护的作用。母菊茶能改善产后女性睡眠和抑郁症状。服用母菊提取物8周,179名广泛性焦虑症受试者中,58.1%的患者症状得到改善,起效速度比传统抗焦虑药物更快,且不良反应少[11]。另一项长期临床实验表明,母菊能显著降低重度焦虑症状,但并不能显著降低复发率[12]。
2.3 胃肠道作用
母菊的水提物、精油和α-红没药醇对胃肠道均有保护作用,能有效放松胃肠道痉挛。母菊水提物(100、200、400 mg·kg-1)均显著降低乙醇诱导的大鼠胃损伤。α-红没药醇、α-红没药醇氧化物A和B能抑制氯化钡诱导的痉挛,α-红没药醇能阻止由吲哚美辛、压力或酒精诱发的胃溃疡发展,同时还能缩短化学压力或热凝聚诱导的溃疡愈合时间[7]。因此口服α-红没药醇(100、200 mg·kg-1)能够显著保护胃黏膜[13]。此外,母菊漱口剂外用有助于口腔黏膜炎的治愈[14],仍需更严谨的双盲随机临床实验以确保最佳的治疗策略。
2.4 降糖降脂
母菊提取物对正常小鼠有降血糖作用,并能改善正常小鼠糖耐量。母菊提取物能抑制大鼠晶状体醛糖还原酶、晚期糖基化终产物、二苯代苦味酰基自由基的活性,抑制大鼠高糖情况下晶状体内山梨醇的积累[15]。乙醇提取物有显著的降血糖与保护胰岛β细胞的作用,并改善高血糖相关的氧化应激[16]。母菊对血压有一定的调节作用,给予自发高血压大鼠母菊提取物,灌胃4周后血压明显降低。母菊水提物能降低高胆固醇血症大鼠的高血脂水平,能显著抑制肠道对葡萄糖的吸收,减轻肝肾的脂质损伤。因此建议母菊茶可作为抗肥胖、高血糖和高血脂的功能饮料[17]。
2.5 抗菌
体外研究表明,母菊的水提物、乙醇提取物和精油都具有抗菌作用。水提物对霉菌和酵母菌更有效,乙醇提取物对细菌活性更强。α-红没药醇和橙花叔醇对金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌、大肠杆菌和白色念珠菌有抑制作用[18],其中α-红没药醇的质量浓度在0.10 g·L-1时对白色念珠菌、须发癣菌和红色毛癣有抑制作用。此外,乙醇提取物还能够抑制疱疹和脊髓灰质炎病毒生长[19-20],高浓度母菊薁具有抑真菌活性的作用[21]。
2.6 抗氧化
母菊具有良好的抗氧化活性[22]。母菊的挥发油、乙醇提取物、水提物、多酚-多糖结合物以及单体化合物母菊薁、橙花叔醇和α-红没药醇都具有抗氧化活性,其中水提物比醇提物活性更强[19,23]。DPPH·和·ABTS自由基清除实验表明,母菊具有抗自由基作用,母菊提取物预孵化血浆显著降低ONOO-诱导的氧化修饰的程度以及抑制脂质氢过氧化物的形成,铁离子还原/抗氧化测定分析结果表明,母菊能显著增加血浆中铁的还原能力[24-25]。
2.7 其他
母菊精油具有减少膝关节骨性关节炎患者疼痛感作用且无任何不良反应[26];母菊能有效缓解偏头痛[27];母菊表现出对捻转血矛线虫、棘阿米巴原虫的驱虫活性[28-29];母菊中的单体化合物橙花叔醇、α-红没药醇表现出抗疟活性,其中橙花叔醇显示出最高的抗疟活性(IC50= 0.20 mg·L-1),比奎宁更高(IC50= 23 mg·L-1)[30];母菊具有抗血小板的活性,能抑制由二磷酸腺苷(ADP)和胶原蛋白诱导的血小板聚集和血栓素B2合成,及胶原(30%)诱导的全血凝聚[31]。其多酚-多糖结合物对小鼠成纤维细胞L929和人肺细胞A549都未表现出任何细胞毒性[32];母菊中的α-红没药醇氧化物A具有显著的细胞毒性,这与影响细胞凋亡和半胱氨酸蛋白酶激活有关[33];母菊提取物能有效降低高血压患者的舒张压、收缩压及心率,故有很好的开发潜力[34]。
3 安全性评价
上海市中药材标准(1994年版)规定,母菊的每日剂量在10~15 g;黑龙江省中药材标准(2001年)规定,母菊的每日剂量在6~15 g,大量使用可引起呕吐;卫生部药品标准维药分册规定,母菊的每日剂量在2~10 g。现代研究表明,给小鼠灌胃母菊水提物1 d最大给药量2.14 g·kg-1,相当于成人临床日用量的535倍;醇提物1 d最大给药量为1.7 g·kg-1,相当于成人临床日用量的425倍,均未出现死亡或中毒现象,故母菊在规定剂量下服用是安全的[35-36]。也有少数报道称,母菊茶可引起过敏反应,也可能导致过敏性结膜炎。此外,母菊和常规药物之间有相互作用。尽管没有记录表明华法林(warfarin)和母菊之间存在药物间相互影响,但母菊含有香豆素,所以存在理论上的风险。Mazokopakis等[37]报道了一个70岁的女子使用华法林的同时使用母菊产品(茶和润肤露)造成了多个部位的内部出血。
通过中成药处方数据库(https://db.yaozh.com/chufang)检索到3种母菊的处方制剂,包括复方木尼孜其颗粒、祖卡木胶囊、祖卡木颗粒。以“中华人民共和国国家知识产权局”专利网(http://www.pss-system.gov.cn/)为检索源,以“洋甘菊、母菊”为检索关键词,共检索到与母菊相关的专利共3891项,其中发明专利3811项,实用新型专利33项,外观设计专利47项。其中公开文献专利3316项,授权公告文献专利391项,有效专利535项。对有效专利进行近十年的公开日统计(图2),显示母菊的专利数目呈现逐年上升的趋势,尤其在2014—2016年达到高峰,近两年有所回落。对检索结果的主要技术领域进行统计(见表1),发现多与化妆品相关,包括精油、香水、隔离霜、爽肤水等;也涉及单味茶及其复方茶。由统计结果可以得出,母菊含有诸多对人体有益的活性成分,尤其在化妆品、包装材料方面进行了较为全面广泛的开发,但在食品、饮品及加工、生产工艺等方面需要加大研发力度,使其发挥更大的经济效益。
图2 母菊有效专利公开日统计
技术领域数量A61K8/97化妆品或类似的梳妆用配制品:源自植物的188A61Q19/00化妆品或类似的梳妆用配制品:护理皮肤的制剂182A61K8/92化妆品或类似的梳妆用配制品:油、脂肪或蜡类;其衍生物67A61Q19/08化妆品或类似的梳妆用配制品:抗衰老制剂63A61K8/73化妆品或类似的梳妆用配制品:多糖54A61Q19/10化妆品或类似的梳妆用配制品:洗涤或沐浴制剂53A61Q19/02化妆品或类似的梳妆用配制品:用化学方法漂白或变白皮肤的48A61K8/64化妆品或类似的梳妆用配制品:蛋白质;肽;其衍生物或降解产品45A61K8/98化妆品或类似的梳妆用配制品:源自动物的39A61K8/67化妆品或类似的梳妆用配制品:维生素39
4 应用
母菊被誉为“草药中的明星”,是国际上最畅销的5种草本植物之一,且是食品、化妆品和药品中重要的添加剂。母菊最普遍的应用是被制作成花草茶,具有稳定情绪、润泽肌肤、缓和胃痛、改善女性经前不适的功效,对睡眠也很有帮助。母菊的适宜搭配有玫瑰花、满天星、薄荷、紫罗兰、菩提子、金盏花、迷迭香、桂花、马鞭草等。母菊作为药用化妆品的主要活性成分,软膏、霜剂和洗液被用于治疗各种皮肤感染、皮疹、痔疮等。母菊精油具有镇静、改善睡眠等作用,常与薰衣草、鼠尾草、天竺葵精油搭配使用。
母菊精油因其颜色,被称为“蓝油”。母菊薁是母菊精油中最具有价值的成分之一,为倍半萜类物质,欧洲各国常以它的含量作为评定母菊药材质量的标准。母菊薁为蓝色黏稠液体,具有显著的消炎作用,可治疗支气管哮喘、风湿病、过敏性胃炎、结肠炎、湿疹等,有减轻过敏反应并有局部麻醉作用。1989年美国农业部估计全球蓝油的产量每年5.4 t左右;1995年全球产量约为每收获季500 t;1998年跃升到每收获季1000 t。目前有学者克隆了母菊(E)-β-法尼烯合酶基因,并研究了该基因的功能,此外利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)技术检测茉莉酸甲酯处理后母菊叶片中挥发性萜类含量的变化。该研究初步探讨了茉莉酸甲酯调节母菊萜类次生代谢的规律,为通过基因工程手段提高母菊倍半萜含量提供了理论基础[5]。
在我国的医药体系中,母菊属于维药,称为巴乃木。新疆目前常用的母菊有两种,一种为来源于菊科春黄菊属的罗马洋甘菊,拉丁名为AnthemisnobileL.;一种为德国洋甘菊,即母菊,拉丁名为MatricariachamomillaL.。由于二者外观极为相似,药材标准低,故在药材收购过程中罗马洋甘菊常被误认为母菊。据中国国家卫生部药品标准(维吾尔药分册)记载,根据拉丁名及维吾尔药志,确定其收载洋甘菊为母菊,药用部位为全草,具有补益神经、止痛消肿、发汗通便、利尿经的功效;用于头痛久治不愈、大便秘结、汗出不畅、小便不利、月经不通等病症。至今,我国学者对母菊的研究较少,国外对其的化学成分、药理功效、植物生理等方面研究较多,近年来主要关注药理和临床功效的验证,及相关产品的开发。
母菊生命力顽强,可以在干旱、盐渍及水分较大的土壤中生长,作为一种抗逆性好的药用植物和芳香植物,具有很好的开发价值和经济价值。建议通过基因工程合成母菊中的重要活性成分,低成本、高效率地生产来满足全球市场的需求。我国对母菊的关注和研究相比于西方起步较晚,但国内市场对母菊相关产品的认可度高、需求量大,大多数产品都来自海外,自有品牌和产品较少,希望加强母菊产品的研发和创新,赶超国际水平,抢占国内市场。